Windows TCP/IP 的默认网关行为

TCP/IP主机可以使用以下方法到达远程目标地：

•	存储针对每个远程目的地的特定于主机的路由。这显然不实用或不可行，因为路由器表可能必须包含数千甚至数百万（对于Internet的情况）个路由。主机路由表必须在添加新地址或删除地址时进行变更。
•	存储针对每个远程子网的网络路由。虽然这种方法更为可行，但是也不实用，因为路由器表仍然可能必须包含数百或数万（对于Internet的情况）个路由。主机路由表将必须在添加新子网或删除子网时进行变更。
•	存储单个默认路由，其可以有效地汇总不在本地子网上的所有位置。这种方法切实可行，只需单个路由，并且在从网络中添加或删除节点或子网时不需要进行变更。

通过使用默认路由，对于网络拓扑结构和可达目的地集的认知将被载入路由器，而不是发送主机的职责。这种方法的优点是易于配置，缺点则是主机可能发送针对不可到达地址的流量。当这种情况发生时，到目标地址的路径中的某个路由器会使用一条ICMP Destination Unreachable-Host Unreachable（ICMP目的地址不可达-主机不可达）信息来通知发送主机。

在IP路由表中创建默认路由的默认网关设置是TCP/IP主机配置的重要组成部分。默认网关的作用是对不在其子网上的所有目的地提供下一跳IP地址和接口。如果没有默认网关，与远程目标地址的通信就无法进行，除非向IP路由表添加额外的路由。

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默认网关配置

您可以通过以下方式在运行Windows XP或Windows Server 2003的计算机上配置一个默认网关：

•	当使用DHCP来获得IP地址配置时，默认网关就变成了“路由器DHCP”（Router DHCP）选项中的第一个IP地址的值；可在DHCP服务器上配置“路由器DHCP”选项，其可指定一个或多个默认网关的有序列表。
•	当使用用户配置的备用配置来获得IP地址配置时，默认网关是“网络连接”中“Internet协议（TCP/IP）”组件属性的备用配置选项卡上的默认网关字段中所指定的IP地址。您可以仅指定单个默认网关。
•	当手动指定一个IP地址配置时，默认网关是在“Internet连接协议（TCP/IP）”属性的常规选项卡上的默认网关字段中键入的IP地址。为了指定多个默认网关，您必须从“Internet连接协议（TCP/IP）”高级属性中的IP设置选项卡上进行添加。

当使用“自动专用IP寻址”（Automatic Private IP Addressing，APIPA）来获得IP地址配置时，未配置默认网关。APIPA仅适用于单个子网。

默认网关配置将在IP路由表中创建一个默认路由。该默认路由的目的地为：0.0.0.0，子网掩码为：0.0.0.0。在网络前缀表示法中，该默认路由为：0.0.0.0/0，有时被缩写成：0/0。下一跳地址，即route print命令中的网关地址，被设置为默认网关的IP地址。下一跳接口是route print命令的Interface列中所分配地址的接口。

基于路由确定程序，默认路由与所有目的地相匹配。如果没有针对目标地址的更匹配的路由，则使用默认路由来确定下一跳地址和接口。 默认路由流量是被转发到默认网关的发送到远程网络的流量（而不是发送到默认网关的IP地址的流量）。

有关路由确定过程的更多信息，请参见（Cable Guy 2001年12月文章）。

默认路由量度

默认情况下，Windows XP和Windows Server 2003的TCP/IP基于默认网关所配置的适配器的速度来自动计算默认路由量度。例如，对于一个100 Mbps的以太网络适配器，默认路由量度被设定为20，而对于一个10 Mbps的以太网络适配器，默认路由量度被设定为30。

为了改变DHCP分配的默认网关的这种行为，可以使用“Router Metric Base Microsoft-specific DHCP”选项。为了改变手动配置的默认网关的这种行为，您可以针对所配置的默认网关，在“Internet连接协议（TCP/IP）”的高级属性中的“IP设置”选项卡上，清除TCP/IP网关地址对话框上的自动量度复选框。TCP/IP网关地址对话框如下图所示。

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配置多个网关

如果您有多个接口，并为每个接口配置了一个默认网关，那么基于接口速度的默认量度确定就会导致将最快的接口用于默认网关流量。这在计算机连接到相同网络的某些配置中也许是可取的。例如，如果您有一个100 Mbps的以太网络适配器和一个10 Mbps的以太网络适配器，它们连接到同一个组织的intranet（企业内联网），那么你会希望使用100 Mbps的适配器来发送默认网关流量。

然而，当计算机连接到两个或更多分散的(disjoint)网络（即在网络层没有提供对称可达性的网络）时，这种默认行为可能构为问题。只有当数据包能够从任意目的地发送和接收时，才存在对称可达性。例如，Ping工具可用于测试对称可达性。

分散网络的示例如下：

•	没有网络层连接的网络，比如：组织的intranet和测试实验室网络，它们之间没有用于转发数据包的路由器。计算机能够同时连接到这两个网络，但是如果没有同时到达这两个网络的路由，并且连接它们的计算机没有转发数据包，那么这两个网络就是分散的。
•	具有对Internet的路由连接的专用intranet。在这种情况下存在非对称或单向可达性；intranet主机能够从专用IP地址向Internet主机发送数据包，但是返回流量无法送达，因为用于专用地址空间的路由在Internet的路由器础结构中不存在。

当组织使用以下配置时，针对分散网络的连接性能将变得很重要：

•	使用一个代理服务器（比如：Microsoft Internet Security and Acceleration (ISA) Server 2000）或者一个网络地址转换器（NAT），将其专用的intranet连接到Internet。在任一种情况下，不管该组织是正在使用的是专用寻址还是公用寻址，intranet的地址空间对Internet主机来说都无法直接触及。Intranet主机能够通过代理或转换功能间接访问Internet，但是Internet主机不能直接访问任意intranet位置。 因而，它们之间不存在对称可达性。这就是组织给他们的员工所提供的Internet连接的常用配置。
•	使用虚拟专用网络（VPN）服务器来允许远程用户或远程站点通过Internet连接到专用intranet。虽然该VPN服务器同时连接到Internet和一个专用intranet，并且充当路由器，但是Internet接口上的数据包过滤器配置阻止其接受任何不是基于VPN的流量。如果没有经过身份验证的VPN连接，Internet主机就无法直接达到intranet位置。

由于在任何时候对于默认路由流量，TCP/IP协议仅使用路由表中的单个默认路由，因此在连接到分散网络的多个接口上配置的默认网关可能产生不必要的结果。

对于ISA或VPN服务器的例子，默认路由流量要么被转发到Internet，要么被转发到intranet，但是不会同时转发到这两个网络。从ISA或VPN服务器的角度看，Internet上的所有位置都是可触及的，或者intranet上的所有位置都是触及的，但是无法同时触及。然而，IAS或VPN服务器需要Internet和intranet上的所有位置实现同时对称可达性，才能正确运作。

当在多个接口上配置默认网关时，选择用于当前使用的默认路由将基于以下条件：

•	当路由表中存在具有不同量度的多个默认路由时，Windows XP和Windows Server 2003选择具有最低量度的默认路由。如果适配器具有不同的速度，那么具有最高速度的适配器默认具有最低的量度，因此将使用其转发默认路由流量。
•	当路由表中存在多个具有最低量度的默认路由时，Windows XP和Windows Server 2003的TCP/IP将使用与绑定次序排位最高的适配器相对应的默认路由。您可以在“网络连接”的高级设置对话框中的适配器和绑定选项卡上查看和修改绑定次序，如下图所示。

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为了防止分散网络不可达的问题，您必须在ISA或VPN服务器上完成以下步骤：

•	在连接到具有最多路由数量的网络的接口上配置一个默认网关。在大多数分散网络的配置中，具有最多路由数量的网络是Internet。
•	不要在其他任何接口上配置默认网关。相反，您应该使用静态路由或动态路由协议，将其他分散网络的地址汇总到本地IP路由表。

例如，假设一台ISA服务器连接到Internet和一个专用intranet。该专用intranet使用专用IP地址空间。要配置这台服务器以便两个分散网络上的所有地址对ISA服务器来说都可达，您需要在ISA服务器上完成以下步骤：

•	在连接到Internet的适配器上配置一个默认网关。 这样将创建一个指向Internet的默认路由，使得所有Internet位置可达。
•	通过Route工具，使用连接到intranet的适配器作为持久静态路由来添加10.0.0.0/8、172.16.0.0/12和192.168.0.0/16路由。这样将创建用于汇总所有专用intranet地址的路由，使得所有intranet位置均可达。

这个例子添加了静态路由。也可以将ISA服务器配置为一个“路由信息协议（RIP）”或“开放最短路径优先（OSPF）”动态路由器，以便您不必汇总整个专用IP地址空间，而是基于当前intranet路由拓扑结构来从IP路由表中动态添加或删除特定于子网的路由。要使用RIP或OSPF，您可以配置“路由和远程访问”服务。

失效网关检测

失效网关检测由Windows TCP/IP用于检测默认网关的故障，以及用于调整IP路由表，以便在配置了多个默认网关的情况下使用下一个默认网关。

当通过默认网关转发的某个TCP连接的TCP网段重传三次时（默认情况），失效网关检测将更改该远程IP地址的路由缓存项（Route Cache Entry，RCE），从而使用列表中的下一个默认网关来作为下一跳地址。RCE是路由表中的一个条目，用于存储目的地的下一跳IP地址。

当四分之一通过默认网关来路由的TCP连接都将它们的RCE调整为下一个默认网关时，失效网关检测就会通知IP将计算机的默认网关改为调整后的连接正在使用的那个网关。如果TCP连接继续发生失败，失效网关检测就会尝试使用列表中的下一个默认网关，在尝试完整个列表后将返回第一个默认网关。

失效网关检测仅监视TCP流量。如果其他类型的流量的连接失败，默认网关不会被切换。失效网关检测可能会在某个远程路由器失败时导致默认网关配置发生变化。主机和目的地之间的路径中发生故障的远程路由器也可能导致沿着该路径转发的TCP连接失败，并导致主机切换它的默认网关。由于失效网关检测依赖端到端的协议（比如：TCP），即使当前默认网关完全正常，主机也可能会切换它的默认网关。