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文檔簡介
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
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