Linuxの下でPC機を利用してルートの転送を行ってLinuxを1台のルータになります

Linuxオペレーティングシステムでは、簡単な設定でLinuxを優れたルータに変え、ルーティングを実現します。以下、3台のマシンの実装を通じて、pcマシンを利用してルーティングを実現する方法を詳しく紹介します。一緒に勉強しましょう。

ネットワークトポロジは以下のように,我々はここで3台の機を用いて実験を行い,それぞれ①,④,⑦号機であり,①号機ping⑦号機,④号機をルーティング転送として用いた.

まず、この3台のマシンのルーティングテーブルを構成するには、次の構成方法を使用します。

1）①番機種では、宛先セグメントが10.0.4.0/24のeth 1ポートから出るように配置

　　route add -net 10.0.4.0/24 dev eth1

①号機の表示経路表に次のコマンドを入力します。

　　route -n

①号機のルーティングテーブルの結果は以下の通りです。

2)⑦号機で同様の方法でルーティングを構成し、結果は以下の通りである。

3)4号機でルーティング転送機能を設定し、/etc/sysctl.confファイルのnet.ipv4.ip_forwardの値を1にします。

4)すべての配置が完了し、①号機ping④号機で

　　ping 10.0.4.3

結果は以下の通りです。すなわちpingが通じません。

　　PING 10.0.4.3 （10.0.4.3） 56（84） bytes of data.From 10.0.1.3 icmp_seq=2 Destination Host UnreachableFrom 10.0.1.3 icmp_seq=3 Destination Host UnreachableFrom 10.0.1.3 icmp_seq=4 Destination Host UnreachableFrom 10.0.1.3 icmp_seq=6 Destination Host UnreachableFrom 10.0.1.3 icmp_seq=7 Destination Host UnreachableFrom 10.0.1.3 icmp_seq=8 Destination Host Unreachable

ここでは研究の便宜上、①号機のeth 1配置を

　　eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 00:16:EC:AF:CB:CB inet addr:10.0.1.3 Bcast:10.255.255.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr： fe80：：216:ecff:feaf:cbcb/64 Scope:Link UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:4564 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:6688 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:459463 （448.6 KiB） TX bytes:546633 （533.8 KiB） Interrupt:23 Base address:0x6000

①号機pingと同時に、④号機でeth 1パックを捕まえた結果、以下のようになりました。

　　［root@h4~］# tcpdump -i eth1 -enntcpdump： verbose output suppressed， use -v or -vv for full protocol decodelistening on eth1， link-type EN10MB （Ethernet）， capture size 65535 bytes15:26:44.388614 00:16:ec:af:cb:cb 》 ff:ff:ff:ff:ff:ff， ethertype ARP （0x0806）， length 60： Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3， length 4615:26:45.391014 00:16:ec:af:cb:cb 》 ff:ff:ff:ff:ff:ff， ethertype ARP （0x0806）， length 60： Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3， length 4615:26:47.387821 00:16:ec:af:cb:cb 》 ff:ff:ff:ff:ff:ff， ethertype ARP （0x0806）， length 60： Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3， length 4615:26:48.391220 00:16:ec:af:cb:cb 》 ff:ff:ff:ff:ff:ff， ethertype ARP （0x0806）， length 60： Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3， length 4615:26:49.392621 00:16:ec:af:cb:cb 》 ff:ff:ff:ff:ff:ff， ethertype ARP （0x0806）， length 60： Request who-has 10.0.4.3 tell 10.0.1.3， length 46

1番は10.0.4.3 IPを備えたマシンのmacアドレスを探しています。つまりarpパケットを送っています。しかし、ルータ(④号機)はarpメッセージを転送しないのがデフォルトで、すべての①号機は永遠にpingが通じない⑦号機です。

①番機種にルーティングを配置し、コマンドは以下の通りです。

　　route add -net 10.0.4.0/24 gw 10.0.1.2

このとき①号機のルーティングテーブル：

　　［root@h1 ~］# ［root@h1 ~］# route -nKernel IP routing tableDestination Gateway Genmask Flags Metric Ref Use Iface10.0.4.0 10.0.1.2 255.255.255.0 UG 0 0 0 eth110.0.5.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 eth210.0.1.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 0 0 0 eth1192.168.99.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 1 0 0 eth00.0.0.0 192.168.99.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth0

同様の方法で⑦号機のルーティングテーブルを配置する

　　root@h7:~#route-nカーネルIPルーティングテーブルのターゲットゲートウェイサブネットマスクフラグ遷移点参照使用インタフェース0.0.0192.168.99.1 0.0.0.0 UG 0 0 0 eth 010.0.1.0 10.0.4.2 255.255.255.0 UG 0 0 0 eth110.0.4.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 1 0 0 eth110.0.7.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 1 0 0 eth2192.168.99.0 0.0.0.0 255.255.255.0 U 1 0 0 eth0

次にpingテストを行い、①号機ping⑦号機でpingが通じるようにします。ここでは便利な分析を聞いて、まず各NICのMACアドレスをリストします。

①号機eth 1:HWaddr 00:16:EC:AF:CB:CB④号機eth 1:HWaddr 40:61:86:32:8 F:0 B④号機eth 4:HWaddr 40:61:86:32:8 F:0 E⑦号機eth 1:HWaddr 00:25:90:93:40:79

④号機eth 1のバッグは以下の通りです。

　　［root@h4 ~］# tcpdump -i eth1 -enntcpdump： verbose output suppressed， use -v or -vv for full protocol decodelistening on eth1， link-type EN10MB （Ethernet）， capture size 65535 bytes16:02:26.809445 00:16:ec:af:cb:cb 》 40:61:86:32:8f:0b， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 1， length 6416:02:26.810723 40:61:86:32:8f:0b 》 00:16:ec:af:cb:cb， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 1， length 6416:02:27.811847 00:16:ec:af:cb:cb 》 40:61:86:32:8f:0b， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 2， length 6416:02:27.813136 40:61:86:32:8f:0b 》 00:16:ec:af:cb:cb， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 2， length 6416:02:28.813248 00:16:ec:af:cb:cb 》 40:61:86:32:8f:0b， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 3， length 6416:02:28.814551 40:61:86:32:8f:0b 》 00:16:ec:af:cb:cb， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 3， length 6416:02:29.814648 00:16:ec:af:cb:cb 》 40:61:86:32:8f:0b， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 4， length 64

④号機eth 4のバッグは以下の通りです。

　　root@h4 ~］# tcpdump -i eth4 -enntcpdump： verbose output suppressed， use -v or -vv for full protocol decodelistening on eth4， link-type EN10MB （Ethernet）， capture size 65535 bytes16:02:26.809460 40:61:86:32:8f:0e 》 00:25:90:93:40:79， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 1， length 6416:02:26.810715 00:25:90:93:40:79 》 40:61:86:32:8f:0e， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 1， length 6416:02:27.811853 40:61:86:32:8f:0e 》 00:25:90:93:40:79， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 2， length 6416:02:27.813130 00:25:90:93:40:79 》 40:61:86:32:8f:0e， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 2， length 6416:02:28.813255 40:61:86:32:8f:0e 》 00:25:90:93:40:79， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 3， length 6416:02:28.814545 00:25:90:93:40:79 》 40:61:86:32:8f:0e， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 3， length 64

⑦号機eth 1のバッグは以下の通りです。

　　root@h7：~# tcpdump -i eth1 -enntcpdump： verbose output suppressed， use -v or -vv for full protocol decodelistening on eth1， link-type EN10MB （Ethernet）， capture size 65535 bytes16:02:27.222853 40:61:86:32:8f:0e 》 00:25:90:93:40:79， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 1， length 6416:02:27.222867 00:25:90:93:40:79 》 40:61:86:32:8f:0e， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 1， length 6416:02:28.225226 40:61:86:32:8f:0e 》 00:25:90:93:40:79， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 2， length 6416:02:28.225237 00:25:90:93:40:79 》 40:61:86:32:8f:0e， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 2， length 6416:02:29.226638 40:61:86:32:8f:0e 》 00:25:90:93:40:79， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 3， length 6416:02:29.226649 00:25:90:93:40:79 》 40:61:86:32:8f:0e， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.4.3 》 10.0.1.3： ICMP echo reply， id 8079， seq 3， length 6416:02:30.228059 40:61:86:32:8f:0e 》 00:25:90:93:40:79， ethertype IPv4 （0x0800）， length 98： 10.0.1.3 》 10.0.4.3： ICMP echo request， id 8079， seq 4， length 64

キャプチャされたパケットから分かるように、1号機はping⑦号機の場合、ルーティングテーブルに4号機のeth 1(10.0.1.2)アドレスが配置されているため、このアドレスに対応するmac①号機はキャッシュされており、arp放送を行わずにICMPパケットの送信を直接開始し、目的ipは⑦号機で、目的MACは④号機のeth 1であり、その後、4号機のルーティングで目的MACを4号機のeth 4に変えたが、目的ipは変わらず、戻ってくる過程は似ている。

linuxルータはarpメッセージをデフォルトで転送しないため、「誤った構成」のようにルーティングを構成すると、①号機は目的MACを問い合わせる段階でルータ④号機にパケットを転送させることができず、「正しい構成」のようにルーティングを構成して①号機に④号機eth 1のMACを使用させてから、さらに一歩転送するか、または「誤った構成」を通じて「ルーティングは、その後、4号機でarpエージェントを使用して、⑦号機のMACを1号機に取得させ、arpメッセージ送信段階からICMPパケット送信段階に移行させる。

Linuxの下でPC機を利用してルーティング転送を実現する方法を紹介しましたが、間違った設定方法も紹介されています。設定ミスを防ぐために、急いで操作してみましょう。