网络问题剖析
谢艺华 2019-10-10
1.背景
同事在工作中出现了一个网络问题，其网络拓扑如下图：
图1.网络拓扑图
其异常现象如下：
- 服务器不能访问外网，但能ping通路由器。
- 外网不能访问服务器（路由器上已经做好了相关的端口映射）。
据同事的解决方式是：先把eno1和eno2两个网口拔掉，先插eno1,再插eno2。的确，这么操作之后，服务器就可以正常连接外网了，并且也可以通过外网访问服务器了。至于原因，还不是很清楚。
2.知其然知其所以然
通过排查，发现异常和正常情况下，服务器的路由表如下：
图2 ： 异常路由表
图3：正常路由表
其实通过对比，我们就知道大致问题了。很容易联想到网关的问题。
2.1 route命令解析
route命令输出的路由表字段含义如下：
Destination 目标网络或目标主机（本机的数据要发送的目的地：子网或主机），与Genmask组成一个网段。
Gateway 网关(如果是默认网关，网关的地址必须和自己的主机上的其中一块网卡在同一子网)即网关地址。如果没有就显示星号。
Genmask 网络掩码，如果目标网络的的子网掩码为255.255.255.255,说明目标是一台主机；如果子网掩码为'0.0.0.0' 说明该路由是默认路由。
Flags（旗标）
代表的意义如下：
U (route is up)：该路由是启动的；
H (target is a host)：目标是一部主机 (IP) 而非网段；
G (use gateway)：需要透过外部的主机 (gateway) 来转递封包（该行有gw）；
R (reinstate route for dynamic routing)：使用动态路由时，恢复路由资讯的旗标；
D (dynamically installed by daemon or redirect)：已经由服务或转 port 功能设定为动态路由
M (modified from routing daemon or redirect)：路由已经被修改；
! (reject route)：这个路由将不会被接受(用来抵挡不安全的网域！)
A (installed by addrconf)
C (cache entry)
Metric 距离、跳数。与目标的“距离”（通常以跳数计算）。它不被最近的内核使用，但可能需要路由守护进程。
Ref 不用管，恒为0, 对这条路线的引用次数(Linux内核已不再使用)。
Use 该路由被使用的次数，可以粗略估计通向指定网络地址的网络流量。 路线查询次数。根据-F和-C的使用，这将是路由高速缓存丢失（-F）或命中（-C）。
Iface 接口，即eth0,eth1等网络接口名，为此路由发送数据包的接口。
通过以上的分析，我们就能大概知道为什么先插eno1就可以正常联网了。因为eno1的Metric值较小，优先选择了eno1接口的网关。
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- 路由选择
在四层协议系统中，我们知道正常的上网过程，都会经过网络层，其中路由选择就是数据包走向的依据。主要有三点：
- 搜索路由表，寻找能与目标IP地址完全相同的标目，如果找到，将数据传给这个接口
- 搜索路由表，寻找到目标网络号相同的标目，如果找到就将报文发给该标目指定的下一站路由或接口
- 搜索路由表，寻找标为默认的标目。如果找到就将该报文发送给指定下一站路由
- 如果以上都没有匹配到，则丢弃该报文。
通过以上的路由选择可知，我们可知，eno1和eno2都是默认标目，会优先选择metric值较小的接口，进行转发报文。
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- 解决方式
通过上述的分析，我们可以在服务器上添加一个默认路由：
route add defualte gw 192.168.18.1
之后的路由表如图：
图4： 路由表
有图可知，路由表中多了一个默认网关项，且Metric值为0。该方法只是临时有效，设备重启就会失效。可以
echo "route add defualte gw 192.168.18.1" >> /etc/rc.local
永久生效
3.问题
在排查问题的过程中，遇到了一些有趣的现象，当然也可以通过上述的知识点解释通。但是我觉得有兴趣的同事还是可以思考一下。其路由表如图：
图5：异常的路由表项
eno1：
ip: 192.168.18.150
netmask: 255.255.0.0
Gateway: 192.168.18.1
DNS: 192.168.18.1
eno2:
ip：192.168.10.1
netmask: 255.255.255.0
gateway：192.168.10.1
DNS:114.114.114.114
3.1 服务器端能够ping通路由器，却不能访问外网？
3.2 服务器端 ping www.baidu.com 能够获取域名的IP，却无法ping通？