关于一个lo接口IPv6 unreachable路由的细节

今天耽误了太多时间来说一些形而上意义上的东西，所以本文形而下。

今天时间不多，直奔主题。

我准备两台虚拟机，设为主机A，主机B，分别用其eth0接口直连，配置如下：

# 主机A-eth0 直连 主机B-eth0
# 主机A
eth0:1111:1111::101/64

# 主机B
lo:1111:1111::110/64
eth0:1111:1111::123/64

如果如上述这般配置，那么协议栈显然会生成下面的相关路由( 确实也是的 )：

# 主机A
1111:1111::/64 dev eth0 proto kernel metric 256

# 主机B (两种情况，1111:1111::/64 的链路层路由和unreachable路由的先后顺序取决于eth0口和lo口上地址的添加顺序！)
1111:1111::/64 dev eth0 proto kernel metric 256
unreachable 1111:1111::/64 dev lo proto kernel metric 256 error -101
# 或者
unreachable 1111:1111::/64 dev lo proto kernel metric 256 error -101
1111:1111::/64 dev eth0 proto kernel metric 256

现在，从主机A来ping主机B的lo口地址1111:1111::110，无论主机B的eth0口和lo口的地址添加顺序如何导致无论哪种路由表项顺序，都是可以ping通的。然而从主机B主动ping主机A的eth0地址1111:1111::101，两种路由表项顺序结果是不同的：

• unreachable路由在链路层路由前面，则ping不通。
• 链路层路由在unreachable路由前面，则能ping通。

有点儿意思。

这是为什么？

难道IP协议不是 无方向无连接无状态的 吗？答案当然是肯定的！那么为什么会出现上面不对称的结果？

仔细观察上述的两条路由：

unreachable 1111:1111::/64 dev lo proto kernel metric 256 error -101
# 和
1111:1111::/64 dev eth0 proto kernel metric 256

它们之间的不同点太多，但是仅有 metric 是标准IP路由认识的，遗憾的是，二者的metric相同，这让我们想不通的是：

1. 在主机A ping主机B时，主机B收到主机A的ICMPv6 Echo Request的时候，Linux内核协议栈到底check了哪些字段致使无论哪种路由排列都能ping通呢？
2. 在主机B主动ping主机A时，两条路由中又是哪些字段让数据包优先匹配第一条匹配到的路由呢？

长篇大论无益，以后再说，这里直接说结论，关键的字段就是 dev ，即 路由项的出口网卡 字段。

以下简单解释。

首先几条路由可以等价为：

1111:1111::110/128 dev lo IN local
1111:1111::/64 dev lo unreachable
1111:1111::/64 dev eth0 onlink

当从主机A去ping主机B的时候，Echo Request数据包从主机B的eth0进入，显然目标地址会在Local路由表命中，然后主机B协议栈会回复Echo Reply。

此时Reply的目标地址是 1111:1111::101 ，查询路由表。

如果按照目标地址为健值查询的话，即便从metric看，两条路由均将命中，那么到底选择哪一条呢？

这里，TCP/IP协议栈的实现者按照check source的原则，定制了默认规矩，即 数据包从哪个网卡进入，它的回包将会从哪个网卡出去！

于是乎，从过主机B接收到主机A的主动请求，无论是ping的Echo Request还是TCP的Syn，它们均将从eth0被收入，那么回复Echo Response或者TCP的Syn/ack时，它们就理应从主机B的eth0出去，于是乎，在回包查询路由表时，自然而然就会加上 “出口网卡是eth0” 这么一个约束！

这样答案不就明确了吗？如果是从主机A主动去ping主机B，那么回包的路由肯定会匹配到主机B关于 1111:1111::/64 的 dev eth0 链路层路由 ，而不会匹配到unreachable路由，这也就解释了为什么A ping B总是通的。

那么从主机B主动去ping或者telnet 主机A呢？

很显然，此时在查询路由表之前，并不知道要从那块网卡出去，这个时候，关于1111:1111::/64的链路层路由和unreachable路由是完全等价的，当然是谁排在前面那就选谁咯！

更加细节且有趣的是，IPv6在 Linux 内核协议栈中的组织采用了Trie树数据结构，它不像链表那般稳定，因此两条路由的顺序，还真的不一定。这还只是Linux的实现，还没说BSD和Windows呢…

看下代码，便可安睡？嗯，对于我等 码农 而言，是的！不说ICMP，就说说更加激烈的TCP吧。

在一个TCP服务端收到TCP客户端主动的SYN报文的时候，会回复SYN/ACK报文，在这个SYN/ACK报文的回复前，需要查找路由，在初始化路由查找键的时候，就会把出口网卡给引入，它的值，便是SYN报文的入口网卡：

关于ICMPv6报文，请自行解析！

浙江温州皮鞋湿；

下雨进水不会胖。