Linux路由的核心数据结构
Linux系统的路由决策依赖于一个核心数据结构——路由表（Routing Table），路由表存储了目标网络、子网掩码、下一跳（Next Hop）出接口等信息，是数据包转发的“导航地图”，通过ip route命令可以查看当前系统的路由表，例如default via 192.168.1.1 dev eth0表示默认网关为192.168.1.1，通过eth0接口访问，路由表条目分为三类：直连路由（直接连接的网络）、静态路由（管理员手动配置）和动态路由（通过路由协议学习得到），直连路由由系统自动生成，当接口IP地址配置完成后，Linux会自动添加对应网段的路由条目。
路由查找流程：从数据包到转发决策
当数据包需要发送时,Linux内核按照严格的路由查找流程决定转发路径：
- 检查目标地址是否为本机IP：若目标地址为本地接口IP或广播地址，数据包被直接交付给上层协议处理。
- 匹配最长前缀：遍历路由表，寻找与目标IP地址最长匹配的前缀，目标IP为192.168.2.5，路由表中有
168.0.0/16和168.2.0/24两条路由，则优先选择/24网段的路由条目。 - 选择下一跳：根据匹配的路由条目，确定数据包的下一跳地址，若目标网络为直连路由，则直接通过对应接口发送；若为非直连路由，则将数据包发送至下一跳网关。
- 接口发送：通过ARP协议解析下一跳的MAC地址（若目标不在同一子网），将数据包封装后从指定接口发出。
若路由表中不存在匹配条目,且未配置默认路由，数据包将被丢弃，并通过ICMP协议源报告“主机不可达”。
策略路由：超越传统路由表的灵活转发
传统路由仅基于目标地址进行决策,而Linux策略路由（Policy Routing）允许通过更复杂的规则（如源IP、协议类型、端口等）定制转发策略，其核心组件包括：
- 路由策略数据库（RPDB）：存储路由策略规则，每条规则包含匹配条件和对应的路由表。
- 多路由表：Linux支持多张路由表（通过
ip rule管理），默认表（main）、本地表（local）及自定义表。
可通过策略实现不同源IP走不同网关：ip rule add from 192.168.1.10 table 100，并将表100的默认网关配置为特定地址，实现流量的精细化控制，策略路由广泛应用于多线路负载、防火墙标记等场景。
路由转发与网络地址转换（NAT）
当Linux作为路由器或网关时,需开启IP转发功能（通过sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1配置），系统不仅处理本机数据包，还需转发跨网段流量，若内网主机需访问外网，还可结合NAT技术（如iptables的SNAT/DNAT）隐藏内部IP，实现多主机共享公网地址，通过iptables -t nat -A POSTROUTING -s 192.168.0.0/24 -o eth1 -j MASQUERADE，将内网网段168.0.0/24的源地址转换为出口接口eth1的IP。
动态路由协议：构建自适应网络
在复杂网络中,动态路由协议（如RIP、OSPF、BGP）可自动感知网络拓扑变化，并动态更新路由表，Linux通过quagga或FRRouting等软件套件支持主流动态路由协议，OSPF协议通过链路状态算法计算最短路径，确保路由的实时性和最优性；BGP则广泛应用于互联网骨干网，实现自治系统间的路由策略交换，动态路由的引入大幅降低了人工维护成本，提升了网络的扩展性和鲁棒性。
Linux路由原理的核心在于通过路由表、查找策略、转发机制及协议支持的协同工作，实现数据包的高效、精准转发，从单机路由到复杂网络环境，Linux凭借其灵活的路由配置能力和丰富的协议支持，成为网络基础设施中的重要基石。
