基于ARP分析一个数据报如何在同一子网和不同子网之间传输

Posted 2021-09-26 狱典司

基于ARP分析一个数据报如何在同一子网和不同子网之间传输

• 1. 在同一个子网
• 2. 在不同子网

1. 在同一个子网

假设主机A为源主机，要向目的主机B发送数据报：
（1）A要确定B的MAC地址：
1.1）主机A到自身ARP模块查ARP表，若有则取出映射；
1.2）若主机A中的ARP表没有主机B的IP到MAC的映射记录，则：

• A构造一个ARP查询分组，其中内容为：（A的IP，A的MAC，B的IP，FF-FF-FF-FF-FF-FF），其中FF-FF-FF-FF-FF-FF是广播地址
• A将此查询ARP分组广播到子网内所有的适配器（也可以说是所有的主机和路由器）中，每个收方适配器都将此ARP查询分组向上传递给ARP模块，这些ARP模块都将检查自己的IP与ARP查询分组中的IP是否相同；
• 相同的一个（即主机B）将自己的IP和MAC地址作为源地址，A的IP和MAC作为目的地址封装成一个ARP响应分组，发送给主机A；
• 主机A更新其ARP表；

（2）主机A（的适配器）将数据报封装进帧，并插入目的（即B的）MAC地址，将之发送。

---

2. 在不同子网

主机A：111.111.111.111要向主机B：222.222.222.222发送一个数据报：

• 需要注意的是：该例子每台主机仅有一个IP和一个网络接口（一个网络接口对应一个适配器，一个适配器对应一个MAC地址），但连接两个子网的路由器有两个接口，故其有两个IP、两个适配器（两个ARP模块）即两个MAC地址。
• 网络中每个适配器都有自己的MAC地址。

两主机处于不同子网，故A中的ARP表肯定没有B的IP->MAC的映射，但它有从A到路由器接口111.111.111.0的适配器MAC地址（说明这个接口与Ａ同属一个子网），故：
（1）主机以路由器的MAC为目标MAC地址，以Ｂ的IP为目标IP发送数据报给路由器。
（2）在子网1上的路由器的适配器看到链路层帧是向它寻址的，因此将该帧一路上交至网络层；路由器在网络层中查路由表得到通往目标（主机B）IP的下一跳（即接口222.222.222.220），将该数据转发到接口222.222.222.220
（3）路由器接口222.222.222.220对应的适配器查ARP表，得到了主机B的MAC地址，将其插入封装了数据报的帧，发送给主机B。