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网站服务器和空间大小,科学新概念seo外链,以下不属于专用网页制作工具的是,企业小程序建设公司目录 1、路由表的核心结构 2、IP分组传输过程和数据包转发过程 2.1、IP分组传输过程 2.2、数据包转发过程 2.3、IP分组传输过程和数据包转发的区别 3、数据包的变化 3.1、拓扑结构 3.2、传输过程详解(主机A → 主机B) 3.2.1、主机A发送数据 3.2…

目录

1、路由表的核心结构

2、IP分组传输过程和数据包转发过程

2.1、IP分组传输过程

2.2、数据包转发过程

2.3、IP分组传输过程和数据包转发的区别

3、数据包的变化

3.1、拓扑结构

3.2、传输过程详解(主机A → 主机B)

3.2.1、主机A发送数据

3.2.2、路由器R1转发

3.2.3、路由器R2转发到主机B

3.3、地址变化对照表


1、路由表的核心结构

路由器通过路由表决定数据包转发路径,路由表关键字段包括:

  • 目的网络:Destination(标网络地址,如192.168.1.01)
  • 子网掩码:Netmask(如255.255.255.0,简写为/24)
  • 下一跳地址:NextHop(直连或相邻路由器的IP地址)
  • 出接口:Interface(数据包转发出口,如eth0eth0)
目的网络子网掩码下一跳出接口
0.0.0.00.0.0.0203.0.1.113eth1
192.168.1.0255.255.255.0-eth0
192.168.1.0255.255.255.252192.168.2.1eth2

2、IP分组传输过程和数据包转发过程

2.1、IP分组传输过程

  1. 确定源和目的终端是否在同一个网络。
    比较两个网络地址,如果相同,说明源和目的终端在同一网络,那IP分组传输过程将无需经过路由器。
  2. 根据默认网关找到第一跳路由器,路由器逐跳转发。
    在这一步将进行数据包的转发过程,下面2.2将详细讨论。
  3. 直接交付
    当路由器和目的终端之间没有其他路由器,即目的终端和该路由器的其中一个接口连接在同一个网路上,路由器通过该网络将IP分组直接传输给终端B。

2.2、数据包转发过程

当路由器收到IP数据包时,按以下步骤处理:

  1. 解封装与目标IP提取:剥离数据链路层帧头,提取目标IP地址(如192.168.1.5)。

  2. 路由表匹配:最长前缀匹配(Longest Prefix Match)
    选择子网掩码最长(即最精确)的条目。
    例如,目标IP 192.168.1.5 可匹配:192.168.1.0/30、192.168.1.0/24,最终选择/30条目(掩码长度30 > 24)。

  3. 下一跳处理
    直连网络:若下一跳为“-”(如192.168.1.0/24),直接通过出接口转发。

    间接路由:若需中转(如192.168.1.0/30),将数据包发往下一跳IP地址。
  4. 数据包转发

    封装新帧头:根据出接口类型(如以太网),通过ARP获取下一跳MAC地址,重新封装数据链路层帧头。
    更新TTL与校验和:TTL值减1,重新计算IP头部校验和。
  5. 无匹配处理

    若无匹配条目且无默认路由(0.0.0.0/0),丢弃数据包并返回ICMP“目标不可达”错误。

2.3、IP分组传输过程和数据包转发的区别

特征IP分组传输过程数据包转发过程
范围全局性(跨多网络设备)局部性(单台设备处理)
时间维度从发送到接收的完整时间线瞬时行为(纳秒级单次处理)
依赖关系依赖所有中间节点的正确转发仅依赖当前设备的路由表与接口状态
协议参与涉及网络层、传输层甚至应用层仅网络层(IP协议)

3、数据包的变化

3.1、拓扑结构

(局域网A)                     (广域网)                     (局域网B)192.168.1.0/24                                               10.2.3.0/24┌─────────┐             ┌─────────┐             ┌─────────┐│ 主机A   │             │ 路由器R1│─────────────│ 路由器R2││ IP:192.168.1.10       │ LAN口:192.168.1.1     │ WAN口:203.0.113.2 ││ MAC:00:1A:2B:3C:4D:5E │ WAN口:203.0.113.1     │ LAN口:10.2.3.1    │└────┬────┘             └────┬────┘             └────┬────┘│                       │                       ││                       │                       │┌────┴────┐             ┌────┴────┐             ┌────┴────┐│ 交换机  │             │ 光纤链路│             │ 交换机  │└─────────┘             └─────────┘             └─────────┘┌─────────┐│ 主机B   ││ IP:10.2.3.5│ MAC:00:AA:BB:CC:DD:EE└─────────┘

3.2、传输过程详解(主机A → 主机B)

3.2.1、主机A发送数据

封装逻辑

以太网帧头            IP头部              TCP头部             应用数据
┌─────────────┬───────────────────┬───────────────────┬─────────────┐
| 目标MAC     | 源IP      目标IP  | 源端口    目标端口 | 实际载荷     |
| (R1-LAN口)  | 192.168.1.10      | 54321     80      | "Hello"     |
| 00:11:22:33:44:55              →10.2.3.5            |             |
└─────────────┴───────────────────┴───────────────────┴─────────────┘

3.2.2、路由器R1转发

地址转换

新以太网帧头          IP头部(保持不变)        TCP头部             应用数据
┌─────────────┬───────────────────┬───────────────────┬─────────────┐
| 目标MAC     | 源IP      目标IP  | 源端口    目标端口 | 实际载荷     |
| (R2-WAN口)  | 192.168.1.10      | 54321     80      | "Hello"     |
| 00:55:44:33:22:11              →10.2.3.5            |             |
└─────────────┴───────────────────┴───────────────────┴─────────────┘

3.2.3、路由器R2转发到主机B

最终封装

以太网帧头            IP头部(保持不变)        TCP头部             应用数据
┌─────────────┬───────────────────┬───────────────────┬─────────────┐
| 目标MAC     | 源IP      目标IP  | 源端口    目标端口 | 实际载荷     |
| (主机B)     | 192.168.1.10      | 54321     80      | "Hello"     |
| 00:AA:BB:CC:DD:EE             →10.2.3.5            |             |
└─────────────┴───────────────────┴───────────────────┴─────────────┘

3.3、地址变化对照表

传输阶段源MAC目标MAC源IP目标IP
主机A → R100:1A:2B:3C:4D:5E00:11:22:33:44:55192.168.1.1010.2.3.5
R1 → R200:11:22:33:44:5500:55:44:33:22:11192.168.1.1010.2.3.5
R2 → 主机B00:AA:BB:CC:DD:EE00:AA:BB:CC:DD:EE192.168.1.1010.2.3.5

通过这个结构可以清晰看到:MAC地址在每一跳链路层都会改变,而IP地址始终保持端到端一致性(除非经过NAT)。这种设计实现了网络层的逻辑寻址与数据链路层的物理寻址解耦。
 

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