网络寻址过程详解

1、网络寻址过程详解1、0SI七层模型2、MAC地址3、IP地址4、ARP协议5、交换机工作原理6、路由器工作原理好的，大家好，今天我们来了解一下关于数据包在网络中寻址的过程。 数据包在两台电脑之间传输大体分为以下两种情况1、通过二层设备交换机直连的两台主机之间数据传输（HUB 就免谈了，它属于一层设备，既看不懂二层MAC地址，也看不懂三层 IP地址，不存在寻址的问题，直接广播就是）Mac-addres s-tableSwitchFO/1 2c26.lae3.llllFO/2 2c2d.lae3.2222FO/1152168.0.2326.13.2221pcA1P2.168.0.12u26.lae

2、3.llll首先我们必须了解一个概念，封装与解封装 封装所谓封装是指在发送方发生的自上而下的过程一一在每一层为应用数据添加上特定的头部/尾部信息（PDU ， Protocol Data Unit，协议数据单元）Application（应用程序）宀segment （数据段） 宀packet（数据包）宀frame（数据帧）宀bit（比特，二进制位）解封装 所谓解封装是指在接收方发生的自下而上的过程 逐层的去掉头部以及尾部信息 由于今天我们只讨论数据传输过程，所以只牵涉到数据的四层以下封装。假设现在 A 要向 B 发送数据，那么 A 首先要对发送的数据进行封装，在每一层会加上相应的数据头， 传输层主

3、要是加上源和目标端口号，网络层则加源和目标 IP 地址，数据链路层则加上源和目标 MAC 地 址1）好的，由于 A 现在只知道 B 的 IP 地址，并不知道 B 的 MAC 地址，而二层设备交换机并不会按 IP 地址来转发数据， 所以这时 A 会发一个 ARP 广播，目标 MAC 地址为 FF:FF:FF:FF:FF:FF ，询问 IP 地 址为 192.168.0.2 的 MAC 地址是多少2）交换机收到该帧后， 发现是广播帧， 于是转发到其它所有端口， 并且会将该帧的源 MAC 地址（即 A 的 MAC 地址）添加到自己的 MAC 地址表中去3）B当然会收到该帧，于是和自己的 IP进行对比

4、，发现匹配后，再以A为目标MAC地址响应A的ARP请求帧4）交换机收到E的回复帧后， 将该帧的目标MAC地址与自己的MAC地址表进行对照，发现该帧对应的的端口是 F0/1 ，于是将帧转发到 F0/1 端口（如果数据帧的目标 MAC 地址在表中不存在，则会转发 到除源端口外的其它所有端口） ，同时将该帧的源 MAC 地址（即 B 的 MAC 地址）加到自己的 MAC 地 址表中5）A 收到 B 的回复帧后，得知 192.168.0.2 的 MAC 地址是 2c 26.1ae3.2222 ，于是该信息保存 到本地的 ARP 高速缓存中，同时以 B 的 MAC 地址为目标地址将要传的数据封装成帧，发

5、送出去6）交换机再次收到 A 的数据帧，发现目的 MAC 地址是 2c 26.1ae3.2222 ，并且该地址对应的端口 是 F0/2 ，于是将该数据转发到 F0/2 端口7）B 成功收到 A 发来的数据2 、 跨三层设备路由器的两台主机之间数据传输routerAroutcrBroutcrCpcA192J68.OJ2c2.1ae3 ULI好的，现在我们来看一下pcA是如何发送数据给 pcB的交换机的工作原理前面我们已经介绍过了，它维护了一张 MAC地址表，用来反映各端口和 MAC地址的对应关系，以便做好数据转发工作。下面我们来看一下路由器的工作原理，在路由器中也要维护一张表格，叫做路由条目表，

6、用来反映如何到达某个IP地址网段，同时在路由器中也有ARP高速缓存，反映了该路由器各直接网段的 IP地址和 MAC地址的对应关系1）由于B的IP地址并没有和 A在一个网段，所以当 A向B发送数据时， A并不会直接把数据给B，而是交给自己的网关，也就是 192.168.0.254 ，所以A首先会 ARP广播请求192.168.0.254的MAC地址2）A 得到网关的 MAC地址后，以它为数据帧的目标MAC地址进行封装数据，并发送出去3）routerA收到该帧后，检查该帧的目标IP，并到自己的路由表查找如何到达该网段，发现能够到过，并且下一跳地址是 routerB 的s0端口，于是将数据重新封装，将源地址改为s0端口 MAC地址，目标 MAC 地址改为 routerB 的s0 端口 MAC 址址，并发送给 routerB4）中间路由器传递过程同理5）最后一个路由（此例为 routerC ）收到该帧，发现目标 IP就在自己的直连网段，于是查看ARP缓存，如果找到该IP的MAC地址，则以该 MAC地址封装数据发送出去，如果在 ARP缓存没找到，则 发出ARP广播，请求该IP的MAC地址，得到对应的 MAC地址后