網(wǎng)絡尋址過程詳解

1、網(wǎng)絡尋址過程詳解1、0SI七層模型2、MAC地址3、IP地址4、ARP協(xié)議5、交換機工作原理6、路由器工作原理好的，大家好，今天我們來了解一下關于數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中尋址的過程。 數(shù)據(jù)包在兩臺電腦之間傳輸大體分為以下兩種情況1、通過二層設備交換機直連的兩臺主機之間數(shù)據(jù)傳輸（HUB 就免談了，它屬于一層設備，既看不懂二層MAC地址，也看不懂三層 IP地址，不存在尋址的問題，直接廣播就是）Mac-addres s-tableSwitchFO/1 2c26.lae3.llllFO/2 2c2d.lae3.2222FO/1152168.0.2326.13.2221pcA1P2.168.0.12u26.lae

2、3.llll首先我們必須了解一個概念，封裝與解封裝 封裝所謂封裝是指在發(fā)送方發(fā)生的自上而下的過程一一在每一層為應用數(shù)據(jù)添加上特定的頭部/尾部信息（PDU ， Protocol Data Unit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元）Application（應用程序）宀segment （數(shù)據(jù)段） 宀packet（數(shù)據(jù)包）宀frame（數(shù)據(jù)幀）宀bit（比特，二進制位）解封裝 所謂解封裝是指在接收方發(fā)生的自下而上的過程 逐層的去掉頭部以及尾部信息 由于今天我們只討論數(shù)據(jù)傳輸過程，所以只牽涉到數(shù)據(jù)的四層以下封裝。假設現(xiàn)在 A 要向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)，那么 A 首先要對發(fā)送的數(shù)據(jù)進行封裝，在每一層會加上相應的數(shù)據(jù)頭， 傳輸層主

3、要是加上源和目標端口號，網(wǎng)絡層則加源和目標 IP 地址，數(shù)據(jù)鏈路層則加上源和目標 MAC 地 址1）好的，由于 A 現(xiàn)在只知道 B 的 IP 地址，并不知道 B 的 MAC 地址，而二層設備交換機并不會按 IP 地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)， 所以這時 A 會發(fā)一個 ARP 廣播，目標 MAC 地址為 FF:FF:FF:FF:FF:FF ，詢問 IP 地 址為 192.168.0.2 的 MAC 地址是多少2）交換機收到該幀后， 發(fā)現(xiàn)是廣播幀， 于是轉(zhuǎn)發(fā)到其它所有端口， 并且會將該幀的源 MAC 地址（即 A 的 MAC 地址）添加到自己的 MAC 地址表中去3）B當然會收到該幀，于是和自己的 IP進行對比

4、，發(fā)現(xiàn)匹配后，再以A為目標MAC地址響應A的ARP請求幀4）交換機收到E的回復幀后， 將該幀的目標MAC地址與自己的MAC地址表進行對照，發(fā)現(xiàn)該幀對應的的端口是 F0/1 ，于是將幀轉(zhuǎn)發(fā)到 F0/1 端口（如果數(shù)據(jù)幀的目標 MAC 地址在表中不存在，則會轉(zhuǎn)發(fā) 到除源端口外的其它所有端口） ，同時將該幀的源 MAC 地址（即 B 的 MAC 地址）加到自己的 MAC 地 址表中5）A 收到 B 的回復幀后，得知 192.168.0.2 的 MAC 地址是 2c 26.1ae3.2222 ，于是該信息保存 到本地的 ARP 高速緩存中，同時以 B 的 MAC 地址為目標地址將要傳的數(shù)據(jù)封裝成幀，發(fā)

5、送出去6）交換機再次收到 A 的數(shù)據(jù)幀，發(fā)現(xiàn)目的 MAC 地址是 2c 26.1ae3.2222 ，并且該地址對應的端口 是 F0/2 ，于是將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 F0/2 端口7）B 成功收到 A 發(fā)來的數(shù)據(jù)2 、 跨三層設備路由器的兩臺主機之間數(shù)據(jù)傳輸routerAroutcrBroutcrCpcA192J68.OJ2c2.1ae3 ULI好的，現(xiàn)在我們來看一下pcA是如何發(fā)送數(shù)據(jù)給 pcB的交換機的工作原理前面我們已經(jīng)介紹過了，它維護了一張 MAC地址表，用來反映各端口和 MAC地址的對應關系，以便做好數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作。下面我們來看一下路由器的工作原理，在路由器中也要維護一張表格，叫做路由條目表，

6、用來反映如何到達某個IP地址網(wǎng)段，同時在路由器中也有ARP高速緩存，反映了該路由器各直接網(wǎng)段的 IP地址和 MAC地址的對應關系1）由于B的IP地址并沒有和 A在一個網(wǎng)段，所以當 A向B發(fā)送數(shù)據(jù)時， A并不會直接把數(shù)據(jù)給B，而是交給自己的網(wǎng)關，也就是 192.168.0.254 ，所以A首先會 ARP廣播請求192.168.0.254的MAC地址2）A 得到網(wǎng)關的 MAC地址后，以它為數(shù)據(jù)幀的目標MAC地址進行封裝數(shù)據(jù)，并發(fā)送出去3）routerA收到該幀后，檢查該幀的目標IP，并到自己的路由表查找如何到達該網(wǎng)段，發(fā)現(xiàn)能夠到過，并且下一跳地址是 routerB 的s0端口，于是將數(shù)據(jù)重新封裝，將源地址改為s0端口 MAC地址，目標 MAC 地址改為 routerB 的s0 端口 MAC 址址，并發(fā)送給 routerB4）中間路由器傳遞過程同理5）最后一個路由（此例為 routerC ）收到該幀，發(fā)現(xiàn)目標 IP就在自己的直連網(wǎng)段，于是查看ARP緩存，如果找到該IP的MAC地址，則以該 MAC地址封裝數(shù)據(jù)發(fā)送出去，如果在 ARP緩存沒找到，則 發(fā)出ARP廣播，請求該IP的MAC地址，得到對應的 MAC地址后