💯描述PC1 ping PC2的详细交互过程

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口头描述:
pc1和pc2通信前,先判断pc2是否和自己在同一网段——不在,查看自己arp表内是否有网关的mac地址——没有,发送arp请求报文给网关,网关回复arp响应后,pc1获取到网关的mac地址。
pc1正式访问pc2,发送数据报文(源ip、mac自己的,目的IP-pc2,目的mac-网关的),交换机收到后,打上vid10的标签,并找到目的mac地址查mac地址表,找到对应的端口,将数据报文发送出去。
 
三层交换机收到数据报文,先由交换模块处理——找到目的mac地址,查询mac地址表,发现对应的接口为vlanif接口,交由路由模块处理 路由模块将数据报文的数据链路层头部去除,找到目的ip地址,查询路由表,匹配到路由后获知出接口、下一跳等信息,再查询本机arp表,看是否有下一跳的mac地址,有——交换模块封装,没有——发送arp请求 然后交换模块将出接口的mac地址封装为源mac,路由器的mac地址封装为目的mac地址,打上出接口的vlanID,然后由access口剥离标签发送出去。
路由器收到后,先查看目的mac地址是否是自己子接口的-是,解封装到网络层,找到目的ip地址,查询路由表,获知出接口和下一跳,查看自己arp表内是否有下一跳的mac地址——没有,发送arp请求,收到响应后,重新封装数据报文(源mac封装为出接口的、目的mac封装为交换机4的),发送出去。
 
三层交换机收到后,打上vid30,首先由交换模块处理——找到目的mac地址,查询mac地址表,发现对应的接口为vlanif接口,交由路由模块处理 路由模块将数据报文的数据链路层头部去除,找到目的ip地址,查询路由表,匹配到路由后获知出接口、下一跳等信息,再查询本机arp表,看是否有下一跳的mac地址,有——交换模块封装,没有——发送arp请求 然后交换模块将出接口的mac地址封装为源mac,pc2的mac地址封装为目的mac地址,打上出接口的vlanID,然后将数据报文发送出去。
 
交换机收到后,找到目的mac地址查mac地址表,找到对应的端口,将数据报文发送出去
pc2收到,查看目的mac地址、目的ip地址,均是自己的,交由上层协议处理。
 
完整通信过程
  1. PC1 判断 PC2 是否在同一网段
      • 首先 PC1 发现 PC2 不在同一网段(PC1 的网段是 10.1.1.0/24,而 PC2 的网段是 10.1.2.0/24)。
      • 于是 PC1 开始寻找网关的 MAC地址。
  1. PC1 检查 ARP 表
      • PC1 检查其 ARP 表是否有网关 (10.1.1.254) 的 MAC 地址。
      • 如果没有,PC1 发送 ARP 请求报文以获取网关的 MAC 地址。
      • 网关(交换机 3 的 VLAN 接口)响应 ARP 请求,PC1 获得网关的 MAC 地址。
  1. PC1 发送数据报文
      • PC1 发送数据报文,源 IP 和 MAC 地址是 PC1 的,目的 IP 是 PC2 的,目的 MAC 是网关的。
      • 交换机 1 接收数据报文,打上 VLAN 10 的标签,通过查找 MAC 地址表确定出口端口并转发数据报文。
  1. 三层交换机 3 处理数据报文
      • 交换机 3 收到数据报文后,首先由交换模块查找 MAC 地址表,发现对应接口为 VLANIF 接口,交由路由模块处理。
      • 路由模块去除数据链路层头部,查找路由表,确定出接口和下一跳。
      • 检查 ARP 表是否有下一跳(路由器 1.1.1.2)的 MAC 地址,如果没有,发送 ARP 请求获取。
      • 交换模块封装新的数据报文,源 MAC 为交换机 3 的接口 MAC,目的 MAC 为路由器的 MAC,打上出接口的 VLAN ID,然后通过 access 口剥离标签发送出去。
  1. 路由器处理数据报文
      • 路由器收到数据报文后,首先查看目的 MAC 地址是否是自己子接口的,是则解封装到网络层。
      • 查找路由表,确定出接口和下一跳(交换机4 2.2.2.1),检查 ARP 表是否有下一跳的 MAC 地址,如果没有,发送 ARP 请求获取。
      • 封装新的数据报文,源 MAC 为路由器接口的 MAC,目的 MAC 为交换机 4 的 MAC,发送出去。
  1. 交换机 4 处理数据报文
      • 交换机 4 的 eth7 接口为 access 口,因此先打上 VLAN 30 的标签然后再接收数据报文。
      • 然后由交换模块查找 MAC 地址表,发现对应接口为 VLAN 接口,交由路由模块处理。
      • 路由模块去除数据链路层头部,查找路由表,确定出接口和下一跳。
      • 检查 ARP 表是否有下一跳(PC2)的 MAC 地址,如果没有,发送 ARP 请求获取。
      • 交换模块封装新的数据报文,源 MAC 为交换机 4 的接口 MAC,目的 MAC 为 PC2 的 MAC,打上出接口的 VLAN ID,发送数出去。
  1. 交换机 2 处理数据报文
      • 交换机 2 收到数据报文后,查找 MAC 地址表确定出口端口,通过 access 口剥离标签转发数据报文给 PC2。
  1. PC2 收到数据报文
      • PC2 收到数据报文后,检查目的 MAC 和 IP 地址均为自己的,交由上层协议处理。
 
 
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