关于环回地址的介绍-网络协议

关于环回地址的介绍

 

一、环回接口

为了标识和管理网络设备(如路由器、pc),我们通常会利用到这些设备的接口(包括物理接口和逻辑接口:如vlan)上设置的IP地址。但很多情况下,尽管该设备未脱离网络,由于其管理地址所处的接口状态处于down,该设备便无法管理(因为物理连接断开,接口协议起不来)。为了解决这一问题,于是便出现了loopback接口,该接口为设备上一个逻辑接口,接口状态不受物理端口up/down的影响,只要设备的系统协议不出问题,该接口就不会down掉。顺便补充一下,尽管3层vlan亦是逻辑接口,但通常我们使用的vlan都是居于端口的,而且核心层交换机vlan一般只关联一个端口,当端口状态处于down时vlan接口是无法up起来的。  www.2cto.com  

由此可见loopback接口的地址无疑是标示物理设备本身的最佳选择,因为只要设备运行正常,它将永处于up状态。

二、环回地址及环回路由  www.2cto.com  

loopback地址即是loopback接口上设置的地址,该地址用于标示设备本身。A类地址段127.0.0.0被用作本地环回地址,一般设备都默认采用127.0.0.1,当然也可在loopback接口上设置公网IP,作为全网的设备标识。

当设备给其自身发数据包时,是把该数据包送往其loopback接口(其实是直接送给cpu处理)。但如果目的IP不是其loopback地址,它如何得知数据包的目的地址就是它自己的IP地址呢呢?此时就需要环回路由来识别了。一般pc网卡上的IP及一些低端网络设备的管理IP都默认指向其环回接口,但很多高端设备都需要手动设置环回路由。例如一台路由器的其中一个接口地址为61.175.201.54,则环回路由应该设置为61.175.201.54/32 127.0.0.1,以表示该地址就在自身接口上。

三、应用举例

就拿pc来说,pc的网卡就相当于路由器的一个接口。如一台pc网卡上设置的地址为220.172.115.50,网卡连接正常时,协议状态up,在dos命令行状态下输入ipconfig

便可看到该网卡上的IP地址。此时在主机上ping其网卡地址的过程如下:主机发送一个icmp包,目的地址为220.172.115.50,请求对方回答;主机根据默认环回主机路由发现数据包目的地址的下一跳指向其loopback接口(主机事先并不知道该地址就在其网卡上),于是将数据包发往其loopback接口(即直接发往cpu);之后主机收到源IP为220.172.114.50的ping包,于是对该数据包进行回答,回应包亦根据环回路由原路返回。从该过程可看出,该数据包的始发点和被接收点都在同一个接口(即主机本身的loopback接口),寻址过程为一个环回过程,因此该接口称之为“环回接口”。当网卡连接断开时,协议down下,用ipconfig便发现“media disconnected”等提示,无IP地址显示。ping 220.172.115.50便出现“destination unreachable”等提示(由于网卡协议没起来,主机没能发现相应路由,无法做出转发决定,从而提示路由不可达)。但此时ping 127.0.0.0/8网段的IP均能ping通,因为一般pc默认把127.0.0.0/8网段IP作为loopback地址,当主机发现该数据包的目的地址为其自身的环回地址时,便将该数据包直接送往其cpu。由此可看出ping通环回地址并不表示就能ping通网卡地址,因此不要拿ping 127.0.0.1来检测网卡的好坏,这样做是行不通的。

下面我们来看看关于路由器的例子。如routerA的接口s0/1与routerB的接口s0/2直接相连,routerA s0/1的地址为202.56.112.11而routerB s0/2的地址为202.56.112.12

,两台路由器都没有做接口环回路由。此时在routerA上ping其接口s0/1的IP地址能ping通,但tracert 202.56.112.11便发现该数据包并未直接送给routerA本身,而是通过routerB后再回到routerA的。第一次遇到这种情况时我也很诧异,但理解环回的概念以后,这个疑惑也就自然解开。下面我们也来看看该数据包的寻址过程:首先路由器(cisco2600以上)没有默认接口地址的loopback路由,并且这两台router也没有做相关手工设置。因此当routerA发送目的地址为其s0/1的icmp ping包时,routerA查找路由表没发现指向环回接口的主机路由(主机路由优先级高于网络路由),于是根据直连路由将该数据包转发到routerB;routerB接收到该数据包后也根据直连路由将其转发给routerA;routerA收到该ping包后,作出回应,回应包原路返回。因而便出现一个有趣的现象,routerA ping自己的延迟比其ping routerB的延迟还要大。为此很多设备都手工设置了本地环回路由,从而减少不必要的麻烦。
 

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