Linux 局域网路由新手指南：第 1 部分 | Linux 中国现在我们继续深入学习 Linux 中的 IPv4

现在我们继续深入学习 Linux 中的 IPv4 路由的基础知识。-- Carla Schroder

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编译自　|　http://www.linux.com/learn/intro-to-linux/2018/2/linux-lan-routing-beginners-part-1

　作者　|　Carla Schroder

　译者　|　qhwdw ?? ?? ?? ?? ?? 共计翻译：

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篇贡献时间：199 天

前面我们学习了

IPv6 路由

[1]

。现在我们继续深入学习 Linux 中的 IPv4 路由的基础知识。我们从硬件概述、操作系统和 IPv4 地址的基础知识开始，下周我们将继续学习它们如何配置，以及测试路由。

局域网路由器硬件

Linux 实际上是一个网络操作系统，一直都是，从一开始它就有内置的网络功能。要将你的局域网连入因特网，构建一个局域网路由器比起构建网关路由器要简单的多。你不要太过于执念安全或者防火墙规则，对于处理网络地址转换（NAT）它还是比较复杂的，NAT是 IPv4 的一个痛点。我们为什么不放弃 IPv4 去转到 IPv6 呢？这样将使网络管理员的工作更加简单。

有点跑题了。从理论上讲，你的 Linux 路由器是一个至少有两个网络接口的小型机器。Linux Gizmos 有一个很大的单板机名单：

98 个开放规格、适于黑客的 SBC 的目录

[2]

。你能够使用一个很老的笔记本电脑或者台式计算机。你也可以使用一个紧凑型计算机，像 ZaReason Zini 或者 System76 Meerkat 一样，虽然这些有点贵，差不多要 $600。但是它们又结实又可靠，并且你不用在 Windows 许可证上浪费钱。

如果对路由器的要求不高，使用树莓派 3 Model B 作为路由器是一个非常好的选择。它有一个 10/100 以太网端口，板载 2.4GHz 的 802.11n 无线网卡，并且它还有四个 USB 端口，因此你可以插入多个 USB 网卡。USB 2.0 和低速板载网卡可能会让树莓派变成你的网络上的瓶颈，但是，你不能对它期望太高（毕竟它只有 $35，既没有存储也没有电源）。它支持很多种风格的 Linux，因此你可以选择使用你喜欢的版本。基于 Debian 的树莓派是我的最爱。

操作系统

你可以在你选择的硬件上安装将你喜欢的 Linux 的简化版，因为定制的路由器操作系统，比如 OpenWRT、 Tomato、DD-WRT、Smoothwall、Pfsense 等等，都有它们自己的非标准界面。我的观点是，没有必要这么麻烦，它们对你并没有什么帮助。尽量使用标准的 Linux 工具，因为你只需要学习它们一次就够了。

Debian 的网络安装镜像大约有 300MB 大小，并且支持多种架构，包括 ARM、i386、amd64 和 armhf。Ubuntu 的服务器网络安装镜像也小于 50MB，这样你就可以控制你要安装哪些包。Fedora、Mageia、和 openSUSE 都提供精简的网络安装镜像。如果你需要创意，你可以浏览

Distrowatch

[3]

。

路由器能做什么

我们需要网络路由器做什么？一个路由器连接不同的网络。如果没有路由，那么每个网络都是相互隔离的，所有的悲伤和孤独都没有人与你分享，所有节点只能孤独终老。假设你有一个 192.168.1.0/24 和一个 192.168.2.0/24 网络。如果没有路由器，你的两个网络之间不能相互沟通。这些都是 C 类的私有地址，它们每个都有 254 个可用网络地址。使用 ipcalc 可以非常容易地得到它们的这些信息：

$ ipcalc

192.168

1.0

Address

192.168

1.0

11000000.10101000

00000001.

00000000

Netmask

255.255

255.0

11111111.11111111

11111111.

00000000

Wildcard

0.0

0.255

00000000.00000000

00000000.

11111111

Network

192.168

1.0

11000000.10101000

00000001.

00000000

HostMin

192.168

1.1

11000000.10101000

00000001.

00000001

HostMax

192.168

1.254

11000000.10101000

00000001.

11111110

Broadcast

192.168

1.255

11000000.10101000

00000001.

11111111

Hosts

Net

254

Class

Private

Internet

我喜欢 ipcalc 的二进制输出信息，它更加可视地表示了掩码是如何工作的。前三个八位组表示了网络地址，第四个八位组是主机地址，因此，当你分配主机地址时，你将 “掩盖” 掉网络地址部分，只使用剩余的主机部分。你的两个网络有不同的网络地址，而这就是如果两个网络之间没有路由器它们就不能互相通讯的原因。

每个八位组一共有 256 字节，但是它们并不能提供 256 个主机地址，因为第一个和最后一个值，也就是 0 和 255，是被保留的。0 是网络标识，而 255 是广播地址，因此，只有 254 个主机地址。ipcalc 可以帮助你很容易地计算出这些。

当然，这并不意味着你不能有一个结尾是 0 或者 255 的主机地址。假设你有一个 16 位的前缀：

$ ipcalc

192.168

0.0

Address

192.168

0.0

11000000.10101000

00000000.00000000

Netmask

255.255

0.0

11111111.11111111

00000000.00000000

Wildcard

0.0

255.255

00000000.00000000

11111111.11111111

Network

192.168

0.0

11000000.10101000

00000000.00000000

HostMin

192.168

0.1

11000000.10101000

00000000.00000001

HostMax

192.168

255.254

11000000.10101000

11111111.11111110

Broadcast

192.168

255.255

11000000.10101000

11111111.11111111

Hosts

Net

65534

Class

Private

Internet

ipcalc 列出了你的第一个和最后一个主机地址，它们是 192.168.0.1 和 192.168.255.254。你是可以有以 0 或者 255 结尾的主机地址的，例如，192.168.1.0 和 192.168.0.255，因为它们都在最小主机地址和最大主机地址之间。

不论你的地址块是私有的还是公共的，这个原则同样都是适用的。不要羞于使用 ipcalc 来帮你计算地址。

CIDR

CIDR（无类域间路由）就是通过可变长度的子网掩码来扩展 IPv4 的。CIDR 允许对网络空间进行更精细地分割。我们使用 ipcalc 来演示一下：

$ ipcalc

192.168

1.0

Address

192.168

1.0

11000000.10101000

000000

01.00000000

Netmask

255.255

252.0

11111111.11111111

111111

00.00000000

Wildcard

0.0

3.255

00000000.00000000

000000

11.11111111

Network

192.168

0.0

11000000.10101000

000000

00.00000000

HostMin

192.168

0.1

11000000.10101000

000000

00.00000001

HostMax

192.168

3.254

11000000.10101000

000000

11.11111110

Broadcast

192.168

3.255

11000000.10101000

000000

11.11111111

Hosts

Net

1022

Class

Private

Internet

网络掩码并不局限于整个八位组，它可以跨越第三和第四个八位组，并且子网部分的范围可以是从 0 到 3，而不是非得从 0 到 255。可用主机地址的数量并不一定是 8 的倍数，因为它是由整个八位组定义的。

给你留一个家庭作业，复习 CIDR 和 IPv4 地址空间是如何在公共、私有和保留块之间分配的，这个作业有助你更好地理解路由。一旦你掌握了地址的相关知识，配置路由器将不再是件复杂的事情了。

从

理解 IP 地址和 CIDR 图表

[4]

、

IPv4 私有地址空间和过滤

[5]

、以及

IANA IPv4 地址空间注册

[6]

开始。接下来的我们将学习如何创建和管理路由器。

通过来自 Linux 基金会和 edX 的免费课程

“Linux 入门”

[7]

学习更多 Linux 知识。

via:

http://www.linux.com/learn/intro-to-linux/2018/2/linux-lan-routing-beginners-part-1

作者：

Carla Schroder

[9]

译者：

qhwdw

校对：

wxy

本文由

LCTT

原创编译，

Linux中国

荣誉推出