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分类: 系统运维

2009-01-08 10:23:18

在当今的以太网络通信中,在IP数据包中有两个必不可少的地址,那就是IP地址和网卡地址(即MAC地址),在数据包中,无论是IP地址还是MAC地址,都有源地址和目标地址,因为通信是双方的,所以就必须同时拥有双方的地址!在同一IP网络中通信,将会发生以下事件:

主机A与主机B通信,这时主机A肯定首先要封装这些需要发给主机B的数据包,那么对于主机A来说,自己的IP地址和MAC自己肯定能够轻易得到,对于主机BIP地址这时主机A也应该知道,要不然它就不清楚自己将要和谁通信,当有了自己的IP地址,MAC地址以及主机BIP地址后,主机A在数据包中可以正确地写上源IP地址,目标IP地址,接下来的工作就是写入自己的MAC地址(即源MAC),最后还必须正确写入目标主机BMAC地址,可这时主机A才发现自己根本没有目标主机BMAC地址,那该怎么办呢?这时主机A就通过比较上面已经封装好的源IP和目标IP,通过子网掩码计算一下,发现源IP和目标IP恰好在同一个IP网络内,那么它想要得到目标主机BMAC地址就有办法了,首先主机A就向本网段发过一个ARP请求,这个ARP请求包中包括主机A的源IP地址,源MAC地址,目标主机BIP地址,而目标MAC地址为广播MAC地址(全部为F),因为我们要找的就是目标MAC,所以这里用广播MAC地址,又因为是以太网,所以整个局域网的所有主机都能收到这个请求MAC地址的数据包,当然主机B也能收到,因此在主机B收到此ARP请求后,立即构建一个包括自己的MAC地址的ARP回应包,回应给主机A,当主机A收到这个ARP回应后,终于完成了找寻目标MAC的重大任务,从而把目标主机BMAC地址正确封装进上面还未封装结束的正准备发给主机B的数据包,在这时,源IP和源MAC以及目标IP和目标MAC都已正确存在于数据包中,那么这里主机A向网络内发出这些数据包,因为目标地址在本网段,所以本网段所有主机都能收到这个数据包(这是以太网的特性),最后只有真正的目标主机B能够打开这些数据包,在此,同网段两台主机之间的通信就此圆满结束!在这里应该注意另外一个问题,因为主机A要寻找的目标主机B在同一网络,所以主机A能够通过ARP得到目标主机BMAC地址,从而完成通信,当主机A在封装数据包时检测到目标主机并不在本网段,在这时,数据包不能把目标主机的MAC地址顺利封装进去,那么就用到另一种方法,那就是网关,主机A在准备发向主机B的数据中,封装好自己的IP地址和MAC地址,同时也封装好目标主机BIP地址,数据包封装到这里,主机A就利用上面得到同网段目标主机B的方法去请求得到网关的MAC地址,同样也是用ARP去广播,因为网关必须和本机在同一网段,理所当然,网关能够收到这个ARP请求并能正确回应给主机A,这时主机A在数据包中封装好自己的IP地址和MAC地址,同时也封装好目标主机BIP地址和网关的MAC地址,把数据包从网卡发出去,因为目标MAC是网关的,所以网关收到这个数据包后,发现目标MAC是自己,而目标IP却是别人,所以它不可以再往上打开这个数据包,它要做的工作就是把这些数据包发给下一跳路由器(如果网关自身就是一台路由器的话),如果网关是一台普通PC,那么它就发给路由器,让路由器把这些数据包正确传输到远程目标网络,到达远程网络后,它们的网关再将数据包发给数据包中的目标IP,即源主机A苦苦寻找的目标主机B,从而真正结束不同网络之间的通信,回应的数据包也是用同样的方法到达目的地,在这里,还需要注意的是,当网关把数据包发给下一跳路由器时,这个数据包必须由网关把目标MAC改成下一跳路由器的MAC地址(通过ARP得到),否则下一跳路由器收到目标MAC不是自己的数据包,会丢弃不予理睬,下一跳路由器再发给下一跳路由器同样要把目标MAC地址改为下一跳路由器的MAC地址再发出去!

最后还可以总结出:在网段通信时,数据包中的地址就是源IP,目标IP,源MAC,目标MAC,根本用不到网关,而当检测到需要把数据包发到远程网络时,这时,目标MAC就必须改变了,在还没有出内网时,目标MAC必须写成网关的MAC地址发出去,当网关收到时,再把目标MAC地址改成下一跳的MAC地址发出去,而源IP和源MAC以及目标IP不曾改变,就算到达了公网上,目标MAC仍然在不断改变着,直到最后,这个数据包到达目标IP的网络,最终通信结束!

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