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交换机和路由器的数据包转发流程简述

 CodeNutter 2016-07-07

 当交换机收到一个数据包时;
交换机会将这个数据包包头的目的MAC信息提取出来,与自身的MAC地址表比较;
情况一:如果找到对应项,则按MAC表进行转发;
情况二:如果没找到对应项,则在除了接收到数据包以外的所有端口进行转发(广播);

解释:MAC地址表 是MAC地址与端口对应的关系表;即某个MAC地址连接在某个端口;
问题:当情况二发生时,需要在其他所有端口进行广播(这样做其实很不好),这个广播会到什么地方结束呢?答:——路由器。

为什么到路由器就会结束了呢?
路由器接收到一个数据包时,工作过程如下:
首先提取数据包头的目的MAC信息,与自身MAC表比较:
情况一:如果找到对应项,则按MAC表进行转发(与交换机一样);
情况二(亮点来了):如果没找到则提取数据包头的目的IP信息,则与自身的路由表进行比较(又分两种情况)
      情况二。1找到了对应的路由表,则按着路由表转发(与查到MAC表很像啊)。
      情况二。2没找到对应路由表,则按着缺省路由转发(发现了吗自始自终没有出现过广播)

解释:路由表和MAC的区别在于,路由表存放的是目的IP下一步要去的地方的IP。

广播在路由器能够结束,原因就是路由器会在查找不到对应MAC表时,根据目的IP进行路由。路由过程的两种情况都不存在广播。


文章转载自:http://blog.csdn.net/liuaibing/article/details/7263106


网络设备之间通信经过以下几个步骤:

1.发送端的数据向外发送一个数据包;

2.系统判断这个数据包的目标地址是否在同一个网段;

3.若与发送机属于同一网段,系统直接将数据包封装成帧,通过二层设备发送到本网段内的目标地址;

4.若不在同一网段,系统将数据包转发到网关,重新封装;

5.网关查看数据包送达的目标ip地址;

6.系统根据目标ip地址查找路由表,决定转发端口;

7.重新封装转发到下一个路由器;

8.网关发现目标地址属于本网段,查找MAC表(ipmac对应关系),封装成帧发送到目标机器网卡;

9.目标主机验证后传送给上层应用。


IP数据包到路由器之后,它首先要读去IP包头的目标IP地址,然后查看路由表,根据路由协议算法,确定一条最佳的路径,为什么要这样做呢,那是因为要确定这个数据包应该从路由器上的那个接口上转发出去,很明显路由的每一条可用的路由都和路由嚣上的接口是对应的,就这样一个数据包就离开了这个路由器。事情就是这样。看见楼上有一个不太正确的说法,IP数据包头里的源IP和目标IP都不会被改变,如果改变数据包不可能到达或者回来,但只有一种情况,源和目标IP是被改变的,那就是NAT.

路由器转发数据包不会对它的IP源地址和目标地址做修改,只会修改MAC.

具体路由器转发规则如下:

当主机A发向主机B的数据流在网络层封装成IP数据包,IP数据包的首部包含了源地址和目标地址。主机A会用本机配置的24位IP网络掩码255.255.255.0与目标地址进行与运算,得出目标网络地址与本机的网络地址是不是在同一个网段中。如果不是将IP数据包转发到网关。

在发往网关前主机A还会通过ARP的请求获得默认网关的MAC地址。在主机A数据链路层IP数据包封装成以太网数据帧,然后才发住到网关……也就是路由器上的一个端口。

当网关路由器接收到以太网数据帧时,发现数据帧中的目标MAC地址是自己的某一个端口的物理地址,这时路由器会把以太网数据帧的封装去掉。路由器认为这个IP数据包是要通过自己进行转发,接着它就在匹配路由表。匹配到路由项后,它就将包发往下一条地址。

路由器转发数据包就是这样,所以它始终是不会改IP地址的。只会改MAC.

当有数据包传到路由器时,路由器首先将其的目的地址与路由表进行对比,如果是本地网络,将不会进行转发到外网络,而是直接转发给本地网内的目的主机,改变的只是数据包的源地址,(原源地址MAC变为了路由器的MAC);当然其中的过程关系到相关的协议的使用,像什么ARP,IP等。但是如果目的地址经路由表对比,发现不是在本网中,有nat就将改变源地址的IP(原源地址的Ip地址改为了路由器的IP地址),路由器将熟数据包转发到相应的端口,进行通信。

如:A访问B,首先对比是否同一子网,如果是,检查ARP表,有B的MAC就直接发送,没有就发送ARP请求.如果否,发送到默认网关C,源IP为A,源MAC为A,目的IP为B,目的MAC地址为C,C接收到这个包,检查路由表,发送到下一跳D,源IP为A,源MAC为C,目的IP为B,目的MAC为D.....如此循环,直到发送到B.NAT为特殊应用,会修改源IP为网关自己外网IP。

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