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Ping过程 原理 详解(图)

2010-08-04  江山北望
如果你想了解PING的原理,就看我的文章,不要去网上找,找不到什么好的内容。看了我文章,也许你会从对网络一窍不通,到豁然开朗。
 
       先看拓朴图:
 

我在这里讲拼的两情况,一种是同一网段内,一种是跨网段的ping ….
 
首先,如果主机A,要去拼主机B,那么主机A,就要封装二层报文,他会先查自己的MAC地址表,如果没有B的MAC地址,就会向外发送一个ARP广播包,如图:
 

   其中ARP报文格式如下:
以太网目的MAC
以太网源MAC
帧类型
硬件类型
4
6
OP
发送端以太网MAC
发送端IP地址
目的MAC
目的IP
FF-FF-FF-FF-FF-FF
00-50-56-C0-00-01
0806
0800
1
00-50-56-C0-00-01
1.1.1.1
00-00-00-00-00-00
1.1.1.3
  其中OP  
     1 :表示ARP请求
     2:表示ARP应答
                     3:表示RARP请求
                     4:表示RARP应答
 
 
  首先,交换机会收到这个报文后,交换机有学习MAC地址的功能,所以他会检索自己有没有保存主机B有MAC,如果有,就返回给主机A,如果没有,就会向所有端口发送ARP广播,其它主机收到后,发现不是在找自己,就纷纷丢弃了该报文,不去理会。。直到主机B收到了报文后,就立即相应,我的MAC地址是多少,同时学到主机A的MAC地址,并按同样的ARP报文格式返回给主机A,如图:
 

  ARP报文格式:
以太网目的MAC
以太网源MAC
帧类型
硬件类型
4
6
OP
发送端以太网MAC
发送端IP地址
目的MAC
目的IP
00-50-56-C0-00-01
00-50-56-C0-00-03
0806
0800
2
00-50-56-C0-00-03
1.1.1.3
00-50-56-C0-00-01
1.1.1.1
 
       这时候主机A学到了主机B的MAC,就把这个MAC封装到ICMP协议的二层报文中向主机B发送,报文格式如下:

目的地址
源地址
IP
目的IP
ICMP报文
00-50-56-C0-00-03
00-50-56-C0-00-01
1.1.1.1
1.1.1.3
Echo request

 
 
       当主机B收到了这个报文后,发现是主机A 的ICPM回显请求,就按同样的格式,返回一个值给主机A,这样就完成了同一网段内的ping过程…

目的地址
源地址
IP
目的IP
ICMP报文
00-50-56-C0-00-01
00-50-56-C0-00-03
1.1.1.3
1.1.1.1
Echo answer

      
 
 
 
 
在这里  我讲了这么久的局域网内的PING,实际过程的发生不到1毫秒….
 
       再继续…
       如果主机A要ping主机C,那么主机A发现主机C的IP和自己不是同一网段,他就去找网关转发,但是他也不知道网关的MAC情况下呢?他就会向之前那个步骤一样先发送一个ARP广播,学到网关的MAC,再发封装ICMP报文给网关路由器.
报文格式如下:

目的地址
源地址
IP
目的IP
ICMP报文
00-50-56-C0-00-02
00-50-56-C0-00-01
1.1.1.1
2.1.1.1
Echo request

 
 
 
 
  
 
 当路由器收到主机A发过来的ICMP报文,发现自己的目的地址是其本身MAC地址,根据目的的IP2.1.1.1,查路由表,发现2.1.1.1/24的路由表项,得到一个出口指针,去掉原来的MAC头部.加上自己的MAC地址向主机C转发…(如果网关也没有主机C的MAC地址,还是要向前面一个步骤一样,ARP广播一下即可相互学到….路由器2端口能学到主机D的MAC,主机D也能学到路由器2端口的MAC..),报文格式如下:
 

目的地址
源地址
IP
目的IP
ICMP报文
00-50-56-C0-00-05
00-50-56-C0-00-04
1.1.1.1
2.1.1.1
Echo request

 
 
 
 
  
 
 最后,在主机C已学到路由器2端口MAC,路由器2端口转发给路由器1端口,路由1端口学到主机A的MAC的情况下,他们就不需要再做ARP解析,就将ICMP的回显请求回复过来..报文格式大致如下:

目的地址
源地址
IP
目的IP
ICMP报文
00-50-56-C0-00-04
00-50-56-C0-00-05
2.1.1.1
1.1.1.1
Echo Answer

      

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