Ping过程正确详解-wy

1Ping过程正确详解先看拓扑图：主机A:IP:1.1.1.1MAC:00-50-56-C0-00-01主机B:IP:1.1.1.3MAC:00-50-56-C0-00-03路由器1端口IP:1.1.1.2MAC:00-50-56-C0-00-02主机C:IP:2.1.1.1MAC:00-50-56-C0-00-05路由器2端口IP:2.1.1.2MAC:00-50-56-C0-00-04图1拓扑图本文讲两种情况，一种是同一网段ping，一种是跨网段的ping。首先，如果主机A，要去ping主机B，会先查自己的MAC地址表，如果表中没有主机B的MAC地址，主机A就会向外发送一个ARP请求包（广播包，目的是请求获取主机B的MAC地址），如图2。主机A:IP:1.1.1.1MAC:00-50-56-C0-00-01主机B:IP:1.1.1.3MAC:00-50-56-C0-00-03路由器1端口IP:1.1.1.2MAC:00-50-56-C0-00-02主机C:IP:2.1.1.1MAC:00-50-56-C0-00-05路由器2端口IP:2.1.1.2MAC:00-50-56-C0-00-04图2ARP请求包2其中ARP请求包报文格式如下:以太网目的MAC以太网发送端MAC帧类型硬件类型协议类型64OP以太网发送端MAC发送端IP以太网目的MAC目的IPFF-FF-FF-FF-FF-FF00-50-56-C0-00-01080600010800100-50-56-C0-00-011.1.1.100-00-00-00-00-001.1.1.3操作类型（op）：四中操作类型。ARP请求（1），ARP应答（2），RARP请求（3），RARP应答（4）。首先,交换机会收到这个报文后，交换机有学习MAC地址的功能，所以他会检索自己有没有保存主机B的MAC，如果有，就返回给主机A，如果没有，就会向所有端口发送ARP广播，其它主机收到后，发现不是在找自己，就纷纷丢弃了该报文。主机B收到报文后，就立即响应，我的MAC地址是要A要找的，同时学到主机A的MAC地址,并向主机A发送ARP报文,如图3。主机A:IP:1.1.1.1MAC:00-50-56-C0-00-01主机B:IP:1.1.1.3MAC:00-50-56-C0-00-03路由器1端口IP:1.1.1.2MAC:00-50-56-C0-00-02主机C:IP:2.1.1.1MAC:00-50-56-C0-00-05路由器2端口IP:2.1.1.2MAC:00-50-56-C0-00-04图3ARP应答过程ARP应答单播报文格式:以太网目的MAC以太网发送端MAC帧类型硬件类型协议类型64OP以太网发送端MAC发送端IP以太网目的MAC目的IP00-50-56-C0-00-0100-50-56-C0-00-03080600010800200-50-56-C0-00-031.1.1.300-50-56-C0-00-011.1.1.1此时候主机A学到了主机B的MAC地址，ICMP协议把这个MAC封装到二层报文中（回显请求）向主机B发送，报文格式如下：目的地址源地址…源IP目的IP…ICMP报文00-50-56-C0-00-0300-50-56-C0-00-011.1.1.11.1.1.3Echorequest3当主机B收到主机A的回显请求报文后，将按ICMP回显应答报文的格式，返回一个报文给主机A，至此完成了同一网段内的ping过程，ping实际过程的发生不到1毫秒。目的地址源地址…源IP目的IP…ICMP报文00-50-56-C0-00-0100-50-56-C0-00-031.1.1.31.1.1.1Echoanswer如果主机A要ping主机C，那么主机A发现主机C的IP和自己不是同一网段,主机A会去找网关转发,但是主机A也不知道网关的MAC情况下呢?主机A就会向之前步骤一样先发送一个ARP广播,学到网关的MAC，再发ICMP报文给网关路由器。报文格式如下:目的地址源地址…源IP目的IP…ICMP报文00-50-56-C0-00-0200-50-56-C0-00-011.1.1.12.1.1.1Echorequest当路由器收到主机A发送的ICMP回显请求报文，发现报文的目的MAC地址是自己的MAC地址，路由器根据目的IP2.1.1.1，查路由表，发现2.1.1.1/24的路由表项,得到一个出口指针,路由器将使用自己的MAC地址替换报文中的源MAC地址，向主机C转发ICMP回显请求，(如果路由器没有主机C的MAC地址,还是如前面步骤一样利用ARP协议获取主机C的MAC地址)，报文格式如下:目的地址源地址…源IP目的IP…ICMP报文00-50-56-C0-00-0500-50-56-C0-00-041.1.1.12.1.1.1Echorequest最后,在主机C已学到路由器2端口的MAC的情况下,ICMP回显应答将发送给路由器的2端口，然后路由器2端口转发给路由器1端口，路由器1端口再转发给主机A。报文格式大致如下:目的地址源地址…源IP目的IP…ICMP报文00-50-56-C0-00-0400-50-56-C0-00-052.1.1.11.1.1.1EchoAnswer4ARP帧类型：以太网目的地址以太网源地址硬件类型帧类型协议类型6BYET622212发送者硬件地址发送者网络地址64目标硬件地址硬件地址长度（6）协议地址长度（4）硬件类型（以太网：0x0001）协议类型（IP地址：0x0800）帧类型（ARP/RARP：0x0806）目标网络地址6412字节28字节OP1以太网目的地址：目的主机的硬件地址。目的地址全为1的特殊地址是广播地址。以太网源地址：源主机的硬件地址。帧类型：对于ARP协议，该字段为0x0806。对于RARP协议，该字段为0x8035。硬件类型：表示硬件地址的类型。值为1时表示以太网地址。也就是说ARP协议不仅仅应用于以太网协议，还可以支持别的链路层协议。协议类型：表示要映射的协议地址类型。值为0x0800时表示IP协议。硬件地址长度：与硬件类型对应的硬件地址的长度，以字节为单位。如果是以太网，则是6字节（MAC长度）。协议地址长度：与协议类型对应的协议地址长度，以字节为单位。如果是IP协议，则是4字节（IP地址长度）。操作类型（op）：四中操作类型。ARP请求（1），ARP应答（2），RARP请求（3），RARP应答（4）。发送端硬件地址：如果是以太网，则是源主机以太网地址，此处和以太网头中的源地址对应。发送端协议地址：如果是IP协议，则表示源主机的IP地址。目的端硬件地址：如果是以太网，则是目的以太网地址，和以太网头中的目的地址对应。目的端协议地址：如果是IP协议，则表示源主机要请求硬件地址的IP地址。对应ARP请求包来说，目的端的硬件地址字段无须填充，其他字段都需要填充。对于ARP回复包来说，所有字段都需要填充。APR请求包是广播的，但是ARP应答帧是单播的。以太网数据报最小长度是60字节（14字节的以太网头，不包含4字节的FCS），ARP数据包长度为42字节（14字节的以太网头和28字节的ARP数据），需要加入填充字符到以太网最小长度要求：60字节。