简析报文传递过程

报文传递整个过程主要涉及到报文的四元组,无法建立四元组,报文就无法传递:

源IP 目的IP
源MAC 目的MAC

 

通过分析四元组的四个参数,就能很好理解路由交换的全过程。

                                                                                                                                                                                           TOPO

 

现在根据以下两种情况,分析下如上图所示的报文传递过程。

 

情况1,PC1访问PC2:

由PC1发起到PC2的连接,那么结合一开始所说的四元组,可以判断,此时的PC1已知以下参数:

 

源IP:192.168.1.2 目的IP:192.168.1.3
源MAC:54-89-98-4F-65-FA 目的MAC:UNKOWN

PC1此时需要得到一个目的MAC地址,满足四元组,才可以组装出报文。

报文的传递可分为二层传输和三层传输,PC1通过分析自己的CIDR,得出PC2与自己存在同一网段下,而同一网段可以直接通过二层传输,即目的MAC地址直接指向PC2。

为了获取PC2的MAC地址,PC1需要发起ARP广播:

发送者IP:192.168.1.2

目标IP:192.168.1.3

发送者MAC:54-89-98-4F-65-FA

目标MAC:00:00:00:00:00:00

PC1的ARP广播包通过通过交换机LSW1时,交换机会向所有UP状态的端口泛洪,PC2会收到这个广播包。

PC2通过判断ARP广播包的目标IP地址是自己的IP地址,会通过单播的形式返回ARP响应包给PC1:

发送者IP:192.168.1.3 目标IP:192.168.1.2
发送者MAC:54-89-98-A3-13-98 目标MAC:54-89-98-4F-65-FA

PC2的ARP响应包经过交换机LSW1时,LSW1通过MAC地址表将此响应包发送给PC1,PC1此时得知PC2的MAC地址是54-89-98-A3-13-98。

此时PC1就可以组装并发送报文

源IP:192.168.1.2 目的IP:192.168.1.3
源MAC:54-89-98-4F-65-FA 目的MAC:54-89-98-A3-13-98

报文经过LSW1时,LSW1通过MAC地址表,将报文转发至PC2,PC1向PC2的一次单向通信结束。

 

情况2,PC1访问PC3

由PC1发起到PC3的连接,可以判断,此时的PC1已知以下参数:

 

源IP:192.168.1.2 目的IP:172.16.1.2
源MAC:54-89-98-4F-65-FA 目的MAC:UNKOWN

PC1此时需要得到一个目的MAC地址,满足四元组,才可以组装出报文。

报文的传递可分为二层传输和三层传输,PC1通过分析自己的CIDR,得出PC3与自己不在同一网段下,而不同网段需要通过三层网关传输。

PC1已知网关IP地址为192.168.1.1,PC1与网关之间是通过二层通信即MAC地址通信,因此PC1需要得知网关的MAC地址,才可以将报文顺利发送给网关。

为了获取网关的MAC地址,PC1需要发起ARP广播:

发送者IP:192.168.1.2

目标IP:192.168.1.1

发送者MAC:54-89-98-4F-65-FA

目标MAC:00:00:00:00:00:00

同样网关收到PC1的ARP广播后,会单播回复ARP响应包给PC1:

发送者IP:192.168.1.1 目标IP:192.168.1.2
发送者MAC:54-89-98-83-50-F2 目标MAC:54-89-98-4F-65-FA

此时PC1就可以组装并发送报文:

源IP:192.168.1.2 目的IP:172.16.1.2
源MAC:54-89-98-4F-65-FA 目的MAC:54-89-98-83-50-F2

注意此时报文的目的MAC地址指向的是网关的MAC地址。

报文经过LSW1时,LSW1通过MAC地址表,将报文转发至网关,网关此时会关注报文中的目的IP这个参数。

源IP:192.168.1.2 目的IP:172.16.1.2
源MAC:54-89-98-4F-65-FA 目的MAC:54-89-98-83-50-F2

网关通过分析自己的CIDR,得出PC3与自己在同一个网段,即直连路由,可以通过二层直接转发至PC3。

此时网关需要将PC1的报文中源MAC地址及目的MAC地址修改,即:

源IP:192.168.1.2 目的IP:172.16.1.2
源MAC:54-89-98-83-50-F3 目的MAC:

源MAC 54-89-98-83-50-F3,为网关直连PC3接口的MAC地址,报文通过这个接口吐出。由于PC3的MAC地址未知,网关会通过ARP广播查找PC3的MAC地址:

发送者IP:172.16.1.1

目标IP:172.16.1.2

发送者MAC:54-89-98-83-50-F3

目标MAC:00:00:00:00:00:00

同样PC3单播回复ARP响应给网关:

发送者IP:172.16.1.2

目标IP:172.16.1.1

发送者MAC:54-89-98-83-49-83

目标MAC:54-89-98-83-50-F3

此时网关就可以组装并发送报文:

源IP:192.168.1.2 目的IP:172.16.1.2
源MAC:54-89-98-83-50-F3 目的MAC:54-89-98-83-49-83

报文经过交换机LSW2,LSW2根据MAC地址表,将报文转发给PC3,PC1向PC3的一次单向通信结束。

 

小结:

在三层传输过程中,报文的MAC地址是不断变化的,报文的IP地址通常不变(除非经过NAT)。

posted @ 2021-10-09 13:31  FengZhe  阅读(1657)  评论(0编辑  收藏  举报