网络基础知识day03

ARP 协议：是根据已知IP获取目标设备的mac 地址。

通信设备是通过arp 广播获取目标设备的mac 地址。在设备里有一个arp 缓存表，arp缓存表记录了目标IP以及对应的mac 地址。

arp 广播的信息是目标IP和mac地址广播地址（ff-ff-ff-ff-ff-ff）

路由器中有个路由表，路由表里记录的是路由规则。路由规则是指不同网段走不同接口

路由分为：静态路由：由网络工程师手动配置的。灵活性低

默认路由：是一种特殊的静态路由，当所有的静态路由都不满足路由条件时，路由器作出的选择。

如果两个设备不是同一个网段，arp 广播获取的就是路由器mac 地址。数据到了路由器

路由读取的是IP头部

N0和N1之间的通信，局域网通信，N0和N2之间的是跨网通信

一、N0 与 N1 同一局域网通信

1. N0 知道 N1 的 IP 后，将自身 IP 与 N1 的 IP 分别和子网掩码做与运算 ，判断二者属于同一网段。
2. N0 查看本地 ARP 缓存表，查找 N1 对应的 MAC 地址。
3. 若未查到，N0 发送 ARP 广播，同一交换机下所有设备都会收到。
4. 其他设备发现目标 IP 不是自己，直接丢弃不响应；只有 N1 发现是自己的 IP，向 N0 回复 ARP 应答。
5. N0 收到应答后，将 N1 的 MAC 地址记录到本地 ARP 缓存，并封装数据报文：
   • 源 IP：N0
   • 目标 IP：N1
   • 源 MAC：N0
   • 目标 MAC：N1
6. 数据包发送到交换机 SW0。
7. 交换机读取帧头部，将源 MAC 与入接口记录到 MAC 地址表。
8. 交换机根据目标 MAC 查找 MAC 地址表：
   • 若未找到，向除入接口外的所有接口广播；
   • 目标设备响应后，交换机更新 MAC 地址表，再将数据单播发给 N1。
9. N1 收到数据包，完成同一网段内通信。

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二、N0 与 N2 跨网段通信

1. N0 拿到 N2 的 IP 后做与运算，判断二者不在同一网段 ，于是将数据包发往默认网关（路由器 R0）。
2. N0 查找本地 ARP 缓存，获取路由器 F0/0 接口的 MAC 地址，封装数据包：
   • 源 IP：N0
   • 目标 IP：N2
   • 源 MAC：N0
   • 目标 MAC：路由器 R0 的 F0/0 接口 MAC
3. 数据包到达路由器 R0。
4. 路由器解封装后，检查 IP 头部，发现目标 IP 不是自身接口地址，于是查询路由表。
5. 根据路由表规则，数据包应从 F0/1 接口转发。
6. 转发时，路由器重新封装二层帧：
   • 三层 IP 保持不变：源 IP=N0，目标 IP=N2
   • 二层 MAC 发生变化：
     • 源 MAC 改为 R0 的 F0/1 接口 MAC
     • 目标 MAC 改为下一跳设备接口 MAC
7. 数据包按照路由条目逐跳转发，经过沿途路由寻址，最终到达 N2 所在网段。
8. 数据包送达 N2，完成跨网段通信。

• SNAT：源地址转换 → 内网 → 外网 用
• DNAT：目的地址转换 → 外网 → 内网 用