47、Linux内核路由表与缓存的实现及管理

Linux内核路由表与缓存的实现及管理

1. 路由查找与源IP选择

当路由查找没有返回结果时，会在第1180行直接调用inet_select_addr()函数，以找到具有通用范围的源IP（同时也会使用该路由的网关信息）。这是因为出于管理原因，接口可能配置了不同的源IP。最后在第1182行，将识别出的源地址复制并返回给调用者。

2. Linux内核路由表与缓存的维护流程

我们先来了解内核是如何维护路由表和路由缓存的。下面会绘制一个图，展示路由表如何更新、如何访问，以及Linux内核中的不同路径，同时也会解释路由表和路由缓存之间的关系。

3. 路由缓存实现概述

路由缓存是查找路由最快的缓存方法。虽然FIB（转发信息库）也提供了查找路由的方法，但查找时间较长，并且对每个单独的数据包运行FIB查询会影响性能，而路由缓存则减少了查找路由信息的时间。

当为策略路由配置多个路由表时，会共享一个路由缓存。路由缓存将正在使用或最近使用过的每个路由保存在一个哈希表中，同时还维护定时器和计数器，以移除不再使用的路由。

路由缓存是一个包含缓存条目的单一哈希表。路由缓存哈希表是一个rt_hash_bucket结构的数组。每个rt_hash_bucket结构包含链元素和读写自旋锁。链元素包含表示缓存条目的rtable结构列表。

当IP层想要查找路由时，会根据哈希值找到合适的hash_bucket，并搜索缓存路由链以查找匹配项。如果未找到匹配项，则访问