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IP路由过程-分步分析

由管理员撰写。发表于 路由

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 压住他

我们将分析在网络上进行路由时会发生什么情况(IP路由过程)。当我刚接触网络领域时,我以为您所需要的只是您要联系的机器的IP地址,但是我所知甚少。实际上,您不仅需要IP地址,还需要更多信息!

无论您的网络有多大,我们将要解释的过程都非常简单,并且不会真正改变。

这个例子:

在我们的示例中,我们有2个网络,即网络A和网络B。这两个网络都通过路由器(路由器A)连接,该路由器具有2个接口:E0和E1。这些接口与网卡(RJ-45)上的接口一样,但都内置在路由器中。

现在,我们将逐步描述主机A(网络A)要与另一个网络上的主机B(网络B)通信时发生的情况。

ip-routing-0

1)主机A打开命令提示符并输入>Ping 200.200.200.5.

2)IP与地址解析协议(ARP)一起使用,通过查看主机A的IP地址和子网掩码来确定此数据包的目标网络。由于这是对远程主机的请求,因此它不是数据包必须发送到本地网络上的主机,因此必须将其发送到路由器(网络A的网关),以便可以将其路由到正确的远程网络(网络B)。

3)现在,为了使主机A将数据包发送到路由器,它需要知道连接到其网络(网络A)的路由器接口的硬件地址,以防万一您没有意识到,我们正在谈论接口E0的MAC(媒体访问控制)地址。为了获取硬件地址,主机A在其ARP缓存中查找-这些MAC地址在其中存储了几秒钟的内存位置。

 

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4)如果在该位置找不到路由器,则表明它自从上次联系路由器以来已经过去了很长时间,或者根本没有将路由器的IP地址(192.168.0.1)解析为硬件地址(MAC) )。因此,它随后发送ARP广播。该广播包含以下“ IP 192.168.0.1的硬件(MAC)地址是什么?”。路由器将该IP地址标识为自己的IP地址,并且必须回答,因此它向主机A发送回覆,并为其提供E0接口的MAC地址。这也是有时第一个“ ping”超时的原因之一。由于发送ARP和被请求的计算机用其MAC地址进行响应需要一些时间,因此,在所有这些操作发生时,第一个ping数据包的TTL(生存时间)已到期,因此超时!


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5)路由器以其E0接口的硬件地址作为响应,该IP地址绑定了192.168.0.1 IP。主机A现在拥有它所需的一切,以便将数据包在本地网络上传输到路由器。现在,网络层将通过ping(ICMP回显请求)生成的数据包以及路由器的硬件地址传递到数据链路层。该数据包包括源IP地址和目标IP地址以及在网络层中指定的ICMP回显请求。

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 6)主机A的数据链路层创建一个帧,该帧将数据包与在本地网络上传输所需的信息封装在一起。这包括源和目标硬件地址(MAC)以及用于指定网络层协议的类型字段,例如IPv4(我们使用的IP版本),ARP。在帧的结尾,在帧的FCS部分中,数据链路层将粘贴循环冗余校验(CRC),以确保接收方机器(路由器)可以确定接收到的帧是否已损坏。要了解有关如何创建框架的更多信息,请访问 数据封装-解封装.

7)主机A的数据链路层将帧交给物理层,该物理层将1和0编码为数字信号,并在本地物理网络上将其发送出去。

8)信号由路由器的E0接口接收并读取帧。它将首先进行CRC检查,并将其与添加到此帧的CRC值Host A进行比较,以确保帧未损坏。

9)之后,检查接收到的帧的目标硬件地址(MAC)。由于这将是一个匹配项,因此将检查帧中的类型字段以查看路由器应如何处理数据包。 IP在类型字段中,路由器将数据包交给路由器上运行的IP协议。帧被剥离,主机A生成的原始数据包现在位于路由器的缓冲区中。

 

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10)IP查看数据包的目标IP地址,以确定该数据包是否用于路由器。由于目标IP地址为200.200.200.5,因此路由器从路由表中确定200.200.200.0是接口E1上的直接连接的网络。

 

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11)路由器将数据包放在接口的缓冲区中 E1。路由器需要创建一个帧以将数据包发送到目标主机。首先,路由器在 ARP协议 协议 高速缓存以确定硬件地址是否已从先前的通信中解析出来。如果不在 ARP协议 协议 缓存,路由器发送一个 ARP协议 协议 播出 E1 查找硬件地址200.200.200.5

 

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12) 主机B 使用其网络接口卡的硬件地址进行响应 ARP协议 协议 回复。路由器的 E1 接口现在具有将数据包发送到最终目的地所需的一切。


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13)路由器生成的帧 E1 接口的源硬件地址为 E1 接口和的硬件目标地址 主机B 的网络接口卡。但是,最重要的是,即使帧的源和目标硬件地址在发送和接收的路由器的每个接口处都已更改,但IP源和目标地址都不会改变。数据包根本没有被修改,只有帧改变了。

14) 主机B 接收帧并运行CRC。如果检查出来,它将丢弃该帧并将数据包交给IP。 IP然后将检查目标IP地址。由于IP目标地址与以下地址的IP配置匹配 主机B ,它将在数据包的协议字段中查找以确定数据包的目的。

 


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15)由于数据包是ICMP回显请求, 主机B 产生一个新的 ICMP 回显 源IP地址为 主机B 和目标IP地址 主持人A 。该过程重新开始,但过程相反。但是,沿着路径的每个设备的硬件地址是已知的,因此每个设备只需要查看其 ARP协议 协议 缓存以确定每个接口的硬件(MAC)地址。

而这仅涉及我们的路由分析。如果您发现它令人困惑,请稍事休息,稍后再回来拍摄。一旦掌握了路由的概念,它就非常简单。

 

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10)IP查看数据包的目标IP地址,以确定该数据包是否用于路由器。由于目标IP地址为200.200.200.5,因此路由器从路由表中确定200.200.200.0是接口上的直接连接的网络。 E1.

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