多 IP 与 Router 的架设

 

多个 IP 在一块网络卡上面：

· 为何需要多 IP ？

　　好好一块网络卡，为何需要多个 IP 呢？难道是鸟哥没事找事作？！嘿嘿！我又不是闲的发慌，干嘛没事找事作呢？！其实多个 IP 是有其必要性的啦！在什么时候『可能』会用的上呢？这样说好了现在你的局域网络当中，由于有些朋友一开始设定错误，结果一个 Hub 却接了两个网域，分别是192.168.1.xx 及 192.168.0.xx ，但是你的朋友们却又都不想改变他们的网络设定，这个时候怎么办？『因为不同的网域之间不能直接互相沟通』这个概念还没忘记吧？！所以 192.168.1.xx 及 192.168.0.xx 就不能直接沟通资料啰！因此，你如果要与 192.168.1.xx 沟通，你的 IP 就必须设定在该网域内，但这个时候另一个网域 192.168.0.xx 的资料却又无法沟通了！所以你就必须要常常变更 IP 啰！那你又不想常常变更你的 IP ，呵呵！这个时候多个 IP 就派上用场啦！你可以在一块网络卡上面同时设定 192.168.0.xx 及 192.168.1.xx 的 IP ，如此则你的系统可同时接受来自这两个不同网域的资料流！嘿！还不错吧！

　　除此之外，其实还有很多的用的到多个 IP 的地方啦！例如 Router 的设定，有时后也会使用的到的！另外，在测试系统的时候，也常常会使用到多 IP 的设定！基本上，多 IP 的用途还不少就是了！

· 如何实作？

　　其实多个 IP 在一块网络卡上面的设定很简单啦！就只要记得一个概念就够了，那就是网络界面卡( Network Interface Card, NIC )与网络界面( Interface )不一样的东西！一个是实体界面，一个则是联机的虚拟界面，两者并不相同！但是 Interface 必需要架构在 NIC 之上才行！好了！我们来谈一谈实际面吧！你应该知道 Linux 第一块网络卡的代号为 eth0 吧？！OK！那么在这个网络卡上面的第一个虚拟界面( Interface )的代号是什么呢？那就是 eth0:0 啰！第二个虚拟界面则为 eth0:1 .....以此类推！以要激活 eth0:0 时， eth0 务必要被激活！而当关闭 eth0 时，其所有相关的 eth0:n ( n 是数字，0, 1....)将会全部被关闭！这就是刚刚上面提到的『虚拟界面是架构在实体界面之上』的意思！好了！那么设定的方式主要又可以分为直接以『 command line 』手动激活，也可以使用『 装置设定档案 』来设定！分别说明如下啰！

o command line 手动设定多个 IP ：

　　在 里面我们曾经提到 可以用来达成多个 IP 的设定功能！他的主要设定语法与范例为：





　　如此一来，你这块网络卡上面就已经有两个界面啦！分别是 192.168.0.2 及 192.168.1.2 ！很简单吧！不过，这样还是有点问题，那就是每次开机你都得在手动的输入一次( 除非写到 /etc/rc.d/rc.local 这个档案当中 )，好了！底下我们就介绍一下如何以装置设定的方式来设定多个 IP 的方法吧！

o 装置设定文件设定多个 IP：

　　这个东西也不难！还记得我们在 一文当中，曾经提到网络卡的参数设定档吧！没错！那就是 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 啰！好了！那么我们目前是以装置 eth0:0 做为装置代号，自然文件名就需要改一改啦！所以你可以这样做一次，来达成与上面 command line 的设定相同的状况！




　　很简单吧！这样就可以达到你的多个 IP 在同一块网络卡上面的目标啰！

o 需要注意的地方：

　　一般而言，鸟哥个人是比较偏向于『使用参数设定档案的方式』来进行我的多个 IP 的设定！这样有很多好处啦！包括我可以在 ifcfg-eth0:0 这个档案里头，先以 # 批注符号后面来说明一下当初我为何要建置这个档案，以及可以使用档案的型态来了解一下我的设定档，再来，由于所有的网络卡参数档案都在这个目录下『 /etc/sysconfig/network-scripts』，所以我可以很轻易的就找到相关的设定档啰！所以，比较推荐这个方式！

　　不过需要特别注意的地方是，我试过好几次了，每次重新开机激活的时候，即使你设定 ONBOOT=no ，但是当 eth0 这个实体网络界面被激活时，所有跟 eth0 有关的虚拟界面 eth0:n 都会被激活！然后，当你关闭掉 eth0 时，则所有跟 eth0 有关的 eth0:n 都会被关闭掉！这点还请特别留意呦！

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Router： 什么是 Router, 为何需要 Router,

· 什么是 Router ？

　　还记得我们在 网络基础 里面提过的几个东西吗？『不同网域的资料流，必需要透过 Router 来转译彼此』，也就是说，我们必需要藉由 router 来沟通不同的网域之间的资料啦！通常我们发现 router 的地方，都是在不同的网域之间相互连通的节点上面，好了，那么我们也晓得 Router 是一个『很贵的机器』，呵呵！那么 Linux 可以做成 router 吗？嘿嘿！很好！他可以！

· 为何需要 Router ？

　　既然 Router 的作用是连通不同的网域，那么我的公司所有的计算机只要都在同一个网域之内，那不就得了！根本就用不着 Router 嘛！不过，不要忘记了我们在 网络基础 里面曾将向大家提过的『封包碰撞』与『节点的最大传输量』限制！举个例子来说好了：

o 当你的公司成长到需要 200 部计算机好了，这个时候假如你还是将所有的 200 部计算机都给他在同一个网域之内，那么当一部计算机要将资料丢出来的时候，嘿嘿！所有的网络卡将会停顿一下等他的广播！这会造成相当大的网络负荷！此外，在 Hub 里头，所有的资料都在里头流窜，你会发现你的资料很容易有损失而无法联机的情况！这会造成内部网络的极大负荷....

o 那或许你会说：『如果 Hub 不行，那么我将他换成 Switch 总可以了吧！ Switch 不是可以将封包碰撞的机率降至最低吗？』是的！您说的没错！但是很不幸的，您买的 Switch 应该是 10/100Mbps 的吧！果然如此的话，那么你的 Switch 最大的实时传输量为 12.5 MBytes 左右，如果平均分配给你的 200 部计算机的话，那么每一部的频宽是多少？答案是 60 KBytes 左右！嘿！在局域网络内的计算机流量怎么会这么慢？！尤其当一个人死命的捉某部计算机的资料的时候，那就惨咯！其它人的平均频宽将会降的更低！

　　这个时候或许 Router 的功能就可以显现出来啰！怎么说呢？因为不同的网域之间不能直接广播，所以你必需要将网域分别开来，而假设以 200 部计算机平均分为 5 个网域好了，这个时候一个网域里面只有 40 部计算机，在这个情况之下，不但布线容易( 针对 40 部计算机来说 )，而且由于不同网域之间不会互相广播，所以你的广播时产生的网络停顿情况将会减少非常的多！如此一来，对于您内部局域网络的网络流量舒缓，将有相当大的助益！『请特别留意，通常比较大的局域网络( 指计算机数量较多的企业 )，如果规划不良，则你对外联机的时候，最大的速度瓶颈可能来自于内部网域！这是因为内部网络的 loading 比起外部网络要『慢的很多！』因为内部网络互连的状况( 例如网络芳邻的资源共享、打印机的分享、档案服务器的分享等等 )就会导致你的 Switch/Hub 的频宽被占用光了！ 』

　　一般不想要管事的网管人员，最喜欢直接将布线设计成类似底下的模样：



　　这样做最大的好处就是『简单』，你只要控管一个 服务器 就够了！其它的完全不用去理他，管他什么封包碰撞，反正你内部网络的 loading 太大也没有关系，对于懒惰的网管人员来说，他根本就不痛不痒....这个时候你的内部网络的流量可能真的会负荷很大啦！此时，相当的建议设定成类似底下的模样！



　　这样有个好处啦！你的服务器上面有两块网络卡，分别负责不同的网域，那么由于这两个网域之间分隔开来了，因此广播停顿、封包碰撞与 Hub/Switch 流量限制的情况就会比较舒缓一些！而两个不同的网域之间的资料分享呢？嘿嘿！则可以透过服务器架设的 Router 功能来达成呀！这样你可以了解为何需要设定成这个模样了吧？！

· 观察与修改路由：

　　其实就如同前面说的， Router 的最大用途就是将不同网域的资料互相流通，而要沟通这些资料，必然就需要有所谓的『路由, route』这个东西了！以我的情况为例，我是以 ADSL 拨接上 Internet 的，但是我有个内部网域，192.168.1.0/24 这一个东西，所以在我的 Linux 底下输入 route 时，会得到如下的结果：



· 上面显示什么意义呢？简单的说，就是：

1. 当我有一个封包要送到 192.168.1.0/24 这个网域时，我的输出接口为 eth0 这个接口；

2. 当我有封包要送到 127.0.0.0/8 ( A Class ) 时，我的输出接口为 lo 这个接口；

3. 当我有资料要送到 140.116.142.253 时，由于他是 p-p-p 的协议，所以是单点对单点，而接口为 ppp0 这个；

4. 至于其它没有规定到的所有网域，则统一由 default 这个 Gateway 140.116.142.253 ，接口为 ppp0 丢出去！由于 ppp0 传送到的这个 140.116.142.253 是 ISP 的接口，该接口通常为 Router ，所以他会自动的将你的封包再往前面送，使之最后可以到达目的地！

　　这样了解了吗？那个 default 里头的 Gateway 就是我们在 /etc/sysconfig/network 这个档案里面设定的啦！
　　好了！那么假设你的网域当中还有另外一个不同的网域，假设为 192.168.0.0/24 好了，而这个网域同样的是接在 eth0 这个网卡上面，所以你要你的 eth0 同时还负责 192.168.0.0/24 这个网域时，可以这样做！



　　这样就增加啰！不过，这个时候或许你可以连上人家的机器，但是人家却无法连接到你的机器！因为你的网络并没有 192.168.0.0/24 里面的任何一个 IP ，所以别人的计算机自然无法透过广播来与你进行资料的交流！这个时候就必须要激活 Routing 的功能啦！如何激活呢？继续看下去吧！

　　注：请特别留意，当你使用 route 来秀出目前的路由表时，如果显示的讯息非常的缓慢，不要怀疑！一定有地方设定错误。请依照 route 所显示的讯息来修改你的网络参数！通常最容易发生 route 问题的地方在于 gateway 的设定啦！或者是重复激活多次的虚拟接口卡时，也会有这样的情况，例如我曾经看过在 route table 上面出现同一个路由状态共三次以上！例如上面 192.168.0.0 .... 那一行，若在 route table 上面竟然重复出现三次！这肯定有问题呀！！处理的方法为：

1. 将该相关的网络接口关闭！使用 ifdown 来关掉；

2. 使用 route 的功能，将该路由删除！

3. 修改相关的接口，将接口符合我们的需求！

4. 重新激活接口，并持续观察 route ！

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一个 Router 架设范例：

　　好啦！既然知道 Router 的好处之后，再来当然就是要来架设他啰！其实架设的方法真的很简单！你只要作几个动作就可以啦！(注：请特别留意，本文仅在测试 Routing 的功能而已，如果您在贵公司内部需要架设 Router 时，可以依照本文的概念来架设，但是实体布线则需要用『实体网络卡』来区隔，请不要使用本文的 IP Alias 的方式！切记！)

1. 设定网络卡，使连接不同的网域；

2. 设定 route 路由表，让两网域可以互通；

3. 激活 ip_forward 的选项；

4. 在 Client 端设定 gateway 分别为 server 端的两个 IP ！

　　由于我们的 Router 需要直接跟两个网域互相连通，所以啰，你的 Router 上面就需要同时具有在这两个网域之间的 IP 啦！此外，由于不同的网域需要激活 Routing 的功能！所以你必须要做一个动作，那就是让目前内存里面的 Routing 功能激活！那么我们在 资源管理 的文章里面曾经提过，那个核心的程序都是记录在 /proc 里面的，至于我们 Linux 核心的网络功能则都记录在 /proc/sys/net/ipv4 这个目录内！而激活 Routing 的程序为 ip_forward 这个档案！只要将内容设定为 1 即为激活，而当为 0 时，就是显示关闭的啦！因此，若要激活 Routing 则需要『 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/if_forward 』即可！底下是我的测试环境啦！请注意，这个范例单纯仅只是在测试 Router 的功能罢了！你应该依照你的需求来架设你的 Router 呦！那么就将我的联机图标秀出来啰！

· 测试环境说明：

　　在我的实际测试环境当中，每个组件的内容如下：

1. Linux 主机：我的 Linux 服务器本身作为 NAT 之用，里面有两张网络卡，一张连接 ADSL 调制解调器，这张对外卡的代号为 eth1 ，一张连接内部网络，代号为 eth0 ；

2. Hub 连结计算机：Linux 主机对内的网络卡 eth0 连接到 Hub 上面，同时，Hub 上面还存在其它四部个人计算机，取两部来进行测试， IP 分别为 192.168.1.11 及 192.168.0.11 ；

3. eth0 对内网络卡：由于对内有两个 C Class 的网域，所以我的网络卡 eth0 设定为 192.168.1.2 而另一个虚拟接口 eth0:0 设定为 192.168.0.2 ！

4. Client 端的操作系统：我的 client 端的设定方面，在 192.168.1.11 使用 Windows 2000 随机版，而 192.168.0.11 则使用 Red Hat 7.3 这个咚咚啰！

基本的图标如下示意：



· 设定说明：

　　在这个章节当中，我们不谈怎么架设 NAT 主机，那个是下一个章节才要提到的东西，所以焦点的地方在于 NAT Server 的左边之设定，也就是 eth0 的设定！亦即是内部网域的设定而已！基本上，这个可以视为 那一篇文章的内容延伸啦！在这个地方，我们的网络卡有两个 IP 呦！

· 开始设定：

　　我们就照着上面的步骤一步一步做来吧！






　　这样就设定完成了！如何？很容易吧！这样一来，就可以让你的很多计算机的内部网域之网络流量舒缓很多啰！此外，这里必须提出一点说明，因为我上面的范例直接就是要用来作为测试用的，所以搞的比较简单，而且还是在同一块 Linux 主机的网络卡上面搞定的！请注意，如果要架设较大流量的 Router 时，请分别以两张网络卡来分隔不同的网域，这样应该会比较好呢！而至于 client 端的设定方面可以参考：

o


　　另外，请特别留意，就如同刚刚前面我们提过的信息来看，开机的时候，不论你的 alias 的设定为何 ( 是否设定为 ONBOOT )，只要激活 eth0 则相关的 eth0:n 都会被激活！这个时候请特别留意！如果其中有一个 IP alias 设定错误的话，那么将会导致你的网络整体都会不通！原因多半出在 GATEWAY 上面！建议设定完成之后，先将 eth0 整个 shutdown ，然后再激活，亦即『 ifdown eth0; ifup eth0 』然后再来看看 route 的情况！这样可以避免这次设定成功，下次开机却是不通的情况发生的！

· 测试 Router 工作：

　　好了，不可免俗的，我们可要好好的测试一下我们的 router 啰！如何测试呢？很简单呀！

1. 在 192.168.1.11 这个 client 端，先联机到 192.168.1.2 试看看能否联机；

2. 在 192.168.1.11 这个 client 端测试是否可以联机到 192.168.0.2 这个 Server 端的另一个网络连接接口；

3. 在 192.168.1.11 这个 client 端测试是否可以连接到另一个 client 端，亦即 192.168.0.11 这个 clinet ！？

4. 将 Linux 主机的 /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 功能关掉，然后再检验上面的三个步骤看看！试看看网络是否能够沟通呢？

　　测试的工作就是这么简单！来吧我们来测试看看吧！





　　呵呵！测试的结果也告诉我们啰！没错！有没有激活 Routing 的功能将会影响 Linux 是否可以具有 Router 的能力！

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建议：

　　上面的那个范例单纯只是为了作为范例来示范！要注意，我们在公司内部架设 router 的时候，通常是希望降低内部网络流量的负载，这个时候，当然是将两个网域分别分开在两个实体网络卡上面比较好！而不是在一块网络卡上面设定两组 IP ，这样做对于减低流量负荷的帮助应该不大！所以，您的实体线路配线方面可能要变成如下图所示的模样( 当然，设定方面则是完全一样啦！ )：



　　无论如何，上面的方式可以提供一些中小企业，计算机数要多不多，偏偏又会影响整体流量的情况时，可以使用来解决问题！再来，对于中小学的网络布线情况呢，也可以达到不错的降地整体网络负荷的效果！而这个简单的 Router 你可以使用 486 那种等级的旧旧烂烂的计算机来架设就可以啦！反正他的 loading 又不重～～此外，附上一篇小州前辈的建议给大家参考：