單元 07 一個介面、多個位址與來源選擇

學習目標與問題

先讀 04 的 CIDR 與下一跳、05 的 MAC 與 ARP。本單元用兩個閘道說明位址不等於出口，而且只用一張 main 表。完成後應能預測指定與未指定來源時的來源、匹配前綴與下一跳，寫出回程的可達條件，並區分來源偏好與 SNAT。SNAT 見 16，依規則選表的政策路由見 17。

問題：一張網卡同時持有兩個 IP，應用指定第二個 IP 後，是否一定走第二個閘道？

7.1 一個介面不只一個位址

介面是收送封包的邊界；IP 位址是三層識別。Linux 可對同一介面加入多個位址，無須建立另一張網卡；舊式「IP alias」名稱或 label 不會自動產生獨立鏈路。兩個位址可屬同一子網或不同子網，但新增位址本身不會建立 VLAN 隔離。

以下文件用位址只在隔離實驗中使用。H 的 eth0、G1、G2 都接同一個交換器／VLAN，G1 與 G2 各有自己的遠端網路。

兩個不同 IP 子網共用同一個廣播域是可行拓樸；它們仍共用二層廣播，不能達成訪客隔離。若 eth0.10 與 eth0.20 是 802.1Q 子介面，則另有 VLAN 標記與交換器設定，不能與「同 eth0 加兩個位址」混為一談。

新增一般前綴位址時，Linux 通常會建立相應直連前綴路由，並記錄為本機位址（表的機制見 17）；noprefixroute 等選項及網路管理程式會影響結果。要看實際表，不靠位址清單猜測。

7.2 三個決策分開回答

bind 是應用指定本機來源位址的動作，細節見 09。

Linux 路由的 src 欄位是偏好來源，適用於尚未固定來源的本機發送；它不是 SNAT，不能把已綁定來源或轉送封包一律改成該位址。SNAT 需另讀 16，並記錄改寫前後四元組。

若只有 main 表預設經 G1，應用即使 bind 來源 2，也可能以來源 2、下一跳 G1 送出；G1 及遠端必須知道如何回到來源 2。來源位址與下一跳不是依序排列的一對一配對。

未綁定來源的新連線，初始查表時可能尚未有具體來源可匹配。本例普通未指定來源的查表走 main／G1，再取該路由偏好的來源 1。規則選表見 17。

7.3 main 表的最長前綴匹配

H 的 main 表如下，所有路由皆走 eth0。

目的 198.51.100.55 匹配 /24，直接 ARP .55；目的 S 匹配 /0，ARP G1。指定來源 2 並不改變此表的目的查找。若下一跳不在可達鏈路上，不能任意加 onlink 來掩蓋拓樸錯誤；須確認實際鄰居解析可行。

7.4 回程的可達條件

正向正確只是一半。本例經 G1 送出時，G1 與遠端須能把回覆送回來源 2，例如 G1 要有通往 198.51.100.0/24 的路由。狀態檢查與回覆來源見 16、17。

實驗、習題與檢核

做 L15 階段一：先預測，再以 python3 labs/lan_models.py L15 --stage 1 核對兩案，即來源 2 與未指定來源送往 203.0.113.80；只記預測、來源、prefix、next_hop、dev 與模型限制，並回答手冊的階段一判讀，本階段在此提交。其餘七案與 priority、table、trace 屬階段二，讀完 17 再做。必修離線路線不改主機設定；本例未作 Linux 實測，預期輸出須與實測紀錄分開。

1. 基本：兩個 IP 同 eth0、同 VLAN，為何不等於兩個隔離 LAN？
2. 分析：僅有 main 表時，bind 來源 2 到 S 會用哪個閘道？還需哪項回程條件？
3. 基本：main 表預設路由的 src 是來源 1；應用已 bind 來源 2 時，src 能否把它改寫成來源 1？
4. 基本：應用未指定來源，分別送往 198.51.100.55 與 192.0.2.77。依 7.3 的 main 表，各匹配哪個前綴、選出哪個來源、下一跳是誰？

檢核：能在同一筆紀錄分別寫來源、匹配前綴、下一跳、介面及回程條件；能說明哪些只是模型。

來源（查閱 2026-10-06）：ip-address、ip-route。命令以 Linux／iproute2 語義編寫；本文拓樸與題目為獨立設計。