数据包转发过程

本文主要是介绍数据包转发过程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

数据包转发过程

中间网络数据传输

封装好的完整数据，将会在网络中被传递

接收方数据解封装

封装不一定按照顺序一层一层下来，可能应用层直接到网络层等

地址解析协议（ARP）

从网络分层上看，我们知道二层网络中，使用 MAC 地址进行传输，MAC 地址做为数据链路层的设备标识符。

三层网络中，使用 IP 地址进行传输，IP 地址做为网络层的设备标识符。

域名通过 DNS 解析成 IP 地址，有了 IP 地址就可以在网络上找到目的地。

IP 地址通过 ARP ，获得 MAC 地址，有了 MAC 地址才能在物理网络上传输数据。

ARP是什么呢？

ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议，根据已知的IP地址解析获得其对应的MAC地址。主机通过 ARP 查询到 MAC 地址后，将在 ARP 缓存表中增加映射表项，即 IP 地址和 MAC 地址的映射表项。

ARP原理

ARP 是通过 ARP 请求和 ARP 响应报文确定 MAC 地址的。

假如主机 A 向同一网段上的主机 B 发送数据。主机 A 的 IP 地址为 10.0.0.1 ，主机 B 的 IP 地址为 10.0.0.2 ，主机 C 的 IP 地址为 10.0.0.3 。它们都不知道对方的 MAC 地址。ARP 地址解析过程如下：

• 主机 A 首先查看自己的 ARP 表（即 ARP 缓存表），确定是否有主机 B 的 IP 地址对应表项。如果有，则直接使用表项中的 MAC 地址进行封装，封装成帧后发送给主机 B 。

• 如果主机 A 的 ARP 表没有对应的表项，就发送一个广播帧，源 IP 和源 MAC 地址是主机 A ，目的 IP 地址是主机 B ，目的 MAC 地址是广播 MAC 地址，即 FFFF-FFFF-FFFF 。这就是 ARP 请求报文。

1. ARP 请求是广播报文，同一个网段的所有主机都能收到。只有主机 B 发现报文中的目的 IP 地址是自己，于是主机 B 发送响应报文给主机 A ，源 MAC 地址和源 IP 地址是主机 B ，目的 MAC 地址和目的 IP 地址是主机 A ，这个报文就叫 ARP 响应报文。同时，主机 B 的 ARP 表记录主机 A 的映射关系，即主机 A 的 IP 地址和 MAC 地址的对应关系。

   

2. 主机 C 也收到了 ARP 请求报文，但目的 IP 地址不是自己，所以不会进行响应。于是主机 C 添加主机 A 的映射关系到 ARP 表，并丢弃 ARP 请求报文。

   

3. 主机 A 收到 ARP 响应报文后，添加主机 B 的映射关系，同时用主机 B 的 MAC 地址做为目的地址封装成帧，并发送给主机 B 。

主机发送报文时，首先会查看它的 ARP 表，目的是为了确定是否是已知的设备 MAC 地址。如果有，就直接使用；如果没有，就发起 ARP 请求获取。不过，缓存是有一定期限的。ARP 表项在老化时间（ aging time ）内是有效的，如果老化时间内未被使用，表项就会被删除。

ARP 表项分为动态 ARP 表项和静态 ARP 表项：

• 动态 ARP 表项由 ARP 动态获取，因此在网络通信中，无需事先知道 MAC 地址，只要有 IP 地址即可。如果老化时间内未被使用，表项就会被自动删除。
• 静态 ARP 表项是手工配置，不会老化。静态 ARP 表项的优先级高于动态 ARP 表项，可以将相应的动态 ARP 表项覆盖。

arp -a查看当前网卡MAC地址

arp -d *（管理员运行）清除所有地址缓存

由于要触发arp解析MAC地址，有时候ping的第一个包延迟会远大于其他的包

其他还有代理ARP、免费ARP、RARP等

这篇关于数据包转发过程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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