路由器转发数据包过程.doc

主机PC1向主机PC2发个数据包，中间经过B路由器，请问源地址和源MAC是怎么变化的？ 答：就假设拓扑图是这个样子吧：PC1-(B1-B2) -PC2B1和B2是路由器B上的两个接口， PC1和PC2是PC，由主机PC1向主机PC2发送数据包，那么在主机PC1形成的数据包的目的IP就是PC2的IP，源IP就是主机PC1的IP地址，目标MAC地址就是B1的MAC地址，源MAC地址就是PC1的MAC地址。转发过程：假如是第一次通信PC1没有PC2的ARP映射表PC1在本网段广播一个数据帧（目的MAC地址为：FFFF:FFFF:FFFF:FFFF）帧格式为：源MAC地址（PC1）源IP地址(PC1)FFFF:FFFF:FFFF:FFFF目的IP地址（PC2）由于PC2和PC1不在同一网段，路由器不转发广播帧。假设路由器B、C配置了到达PC2网段的路由。此时路由器给PC1回复一个应答数据包，告诉PC1自己的MAC地址就是PC1要通信的PC2主机的MAC地址。而此时PC1建立ARP映射表，将该MAC地址（即路由器的B1接口）与PC2的IP地址建立映射关系。实际上是路由器对其进行了“欺骗”。其应答数据帧格式为：源MAC地址（路由器B1）源IP地址（PC2）目的MAC地址（PC1）目的IP地址（PC1）而数据包在B1接口的时候其数据包的帧格式为：源MAC地址（PC1）源IP地址(PC1)FFFF:FFFF:FFFF:FFFF目的IP地址（PC2）对于路由器B同样建立了自己的ARP映射表：将PC1的MAC地址与PC1的IP地址映射。数据包在流出B2接口的时候其数据包的帧格式为：源MAC地址（路由器B2）源IP地址(PC1)FFFF:FFFF:FFFF:FFFF目的IP地址（PC2）PC2所在的网段各主机将自己的IP地址与数据包中的目的IP地址比对。若符合则将自己的MAC地址替换上广播MAC地址，并回复该数据帧：源MAC地址（PC2）源IP地址(PC2)目的MAC地址（路由器B2）目的IP地址（PC1）路由器收到该数据包的时候，由于已经建立了ARP映射表，一方面路由器将储存在映射表中的对应关系调出来。将PC1的MAC地址覆盖路由器B2接口的MAC地址。另一方面路由器更新ARP映射表，将PC2的MAC地址与PC2的IP地址映射。此时流出路由器B1接口的数据包的帧格式为：源MAC地址（PC2）源IP地址(PC2)目的MAC地址（PC1）目的IP地址（PC1）之后PC1收到该数据帧。通信建立。同时更新ARP映射表，将PC2的MAC地址与PC2的IP地址建立对应关系。此后每次通信时由于PC1要与PC2通信时。由于PC1已经建立了到PC2IP地址的ARP映射，所以下次要通信时直接从本地ARP调用。在路由器接收到数据包之后，路由器将去掉数据链路帧的报头，以便找到第三层目的地址。一旦读到目的地址，路由器将察看路由表，以找到去往目的地址的路由。一般数据包转发到目的地的整个过程分为五步： 1：随着帧的报头到达路由器入站接口，MAC过程就根据接口烧录的MAC地址，广播地址和接口所监听的任意组播地址来检查硬件目的地址。如果MAC过程发现硬件目的地址可用，就对帧执行循环冗余检验以确信帧没有被破坏。如果帧通过了这些CRC，就从帧中取出数据包。然后丢弃帧，将数据包存储在路由器的主存储器中。 2：路由器搜索路由表，找出数据包报头中所发现的目的地址最长的匹配，如果路由器未找到匹配，且没有默认网关，路由器就丢弃数据包，并给源设备发送一项ICMP目的不可达消息。如果路由器找到匹配项，路由器将为此路由找到下一跳地址或直连接口，如果路由指向一个直连接口，就无需执行递归查找，可以跳过下一步。 3：一旦知道了下一跳地址，路由器就执行递归查找。这是为了在路由器上地位直连的接口，以将数据包转发出去，找到带有流出接口的表项前可能要进行多次迭代。如果所有递归接口查找都指向路由表没有表项的IP地址，并且未设置默认网关，那么路由器将丢失该数据包并通过ICMP通知数据包源。 4：数据包被交换到出站口缓冲器。假设出站接口使用第二层寻址，路由器试图学习下一跳接口的MAC地址或第二层标识，从而将第三层地址映射到第二层地址。路由器查找像ARP高速缓存这样适当的本地表。在使用ARP的情况下，如果未找到第三层映射，路由器将通过出站接口向本地连接的网段广播一个ARP请求，以请求与下一跳设备的本地网段相关的接口的MAC地址，该设备可能是另一台路由器或最终目的地。正常情况下，下一跳设备发送一个带有其MAC地址的ARP应答。所有听到这个广播的其他设备都会根据ARP报头中的第三层地址信息意识到该ARP请求不是给它们的，它们不会回答这个请求，而是悄悄丢弃该ARP请求数据包。许多点到点媒体不需要第二层信息。因为预定的接收者是线上惟一的另一个设备，所以，如果将帧放到线上，只有它会接收这个帧。5:到这一步，已知直连接口和下一跳地址之间的连接类型。路由器就可以根据连接类型数据包封装为合适的数据链路帧。出站接口将带有下一跳设备的第二层地址的帧放在传输线上。这个过程在数据包所经过的每台路由器上继续进行，直到数据包到达目的地。路由器处理数据包的两个过程一、Routing Process 当一个数据包进入路由器： 1、拆去二层帧头； 2、进入缓冲区； 3、查看目标地址（匹配路由表）； 4、重新封装二层帧头； 5、转发。 二、Switching Process: 1、Check framing and buffer packet; 查看二层帧，进行CRC校验，层三的数据和头部进入缓冲区（buffer）； 2、Check routing table; 查路由表，从buffer中拿出目标IP和路由表进行匹配（与运算）； 3、Re-Encapsulation layer 2 he