IP路由選擇過程（概況）

瞭解完IP協議簇後，經過別人寫的IP路由選擇過程簡單瞭解下數據的行走過程。

轉自：https://blog.csdn.net/weixin_44059188/article/details/99628775

用戶在Host_A上ping Host_B的IP地址。

1）ICMP生成一個迴應請求——數據字段中的字母

2）ICMP將該請求交給IP，後者建立一個分組

3）建立分組後，IP判斷目標IP地址位於本地網絡仍是遠程網絡

4）IP判斷出這是一個遠程請求，所以必須將分組發送到默認網關，以便它可以被路由到遠程網絡

5）在Host_A上，配置的默認網關爲172.16.10.1。所以必須知道IP地址爲172.16.10.1的接口E0的硬件地址。只有知道硬件地址後，才能將分組交給數據鏈路層，再由後者將其封裝成幀，併發送到與網絡172.16.10.1相連的路由器接口（在LAN內，主機只能經過硬件地址進行通訊，所以Host_A想要與Host_B通訊，必須將分組發送給本地網絡的默認網關的介質訪問控制地址）

注：MAC地址只能用於LAN內部通訊，而不能用於穿越路由器進行通訊

6）檢查主機的地址解析協議（ARP）緩存，看看默認網關的IP地址是否已被解析爲硬件地址。若是已解析，就能夠直接將分組交給數據鏈路層，由它封裝成幀；若是還未解析，將在本地網絡中發送ARP廣播，以查詢172.16.10.1對應的硬件地址，路由器將相應該請求，並提供接口E0的硬件地址，而主機將緩存該硬件地址

7）分組和目標硬件地址被交給數據鏈路層，LAN驅動程序將根據LAN類型，來提供介質訪問。而後生成一個幀，它使用控制信息對分組進行封裝

ping Host_B時，Host_A發送給Lab_A的幀

8）幀建立好後，被交給物理層，物理層以每次1比特的方式將幀放到物理介質上

9）當前衝突域中的每臺設備都接收這些比特，並將其封裝成幀。每臺設備都執行CRC計算，而且將結果與FCS字段的值對比，若是不一樣就丟棄該幀；相同就查看硬件地址，看指的是否是本身，若是是本身，就查看「以太類型」字段，來獲悉使用的網絡層協議

10）從幀中提取分組並將其餘部分丟棄，將分組交給指定的協議（此處是IP）

11）IP接收分組並檢查其目標IP地址。由於該目標IP地址與該路由器配置的全部地址都不匹配，所以路由器會在路由選擇表中查找目標IP網絡

12）路由選擇表必須有前往網絡172.16.20.0的路由，不然路由器將當即丟棄分組，並向始發設備發送一條ICMP消息，來講明目標網絡不可達

13）若是在路由選擇表中找到了前往目標網絡的路由，路由器將分組交換到指定的出站接口（此處是E1)

14）路由器將分組交換到接口E1的緩衝區

15）E1的緩衝區須要知道目標主機的硬件地址，所以查看ARP緩存。若是Host_B的硬件地址之前已經被解析過了，而且包含在路由器的ARP緩存中，將直接把分組以及該硬件地址交給數據鏈路層以便封裝成幀；若是沒有被解析過，路由器將經過E1發送ARP請求，來查詢172.16.20.2對應的硬件地址，而後Host_B將做出響應，並提供本身的硬件地址。而後分組和目標硬件地址交給數據鏈路層，以便將分組封裝成幀

16）數據鏈路層建立一個幀，包含目標硬件地址、源硬件地址、「以太類型」字段和FCS字段，這個幀被交給物理層，物理層以每次1比特的方式將幀放到物理介質上

17）Host_B接收這個幀，並執行CRC計算（相同）→查看目標硬件地址（相同）→查看「以太類型」字段→肯定是哪個網絡層協議（IP）

18）在網絡層，IP收到分組後對IP報頭執行CRC計算（相同）→查看目標地址（相同）→查看「協議」字段→肯定將分組的有效負載交給誰

19）有效負載被交給ICMP，後者知道這是一個迴應請求，所以當即對請求進行響應：將分組丟棄並生成一個迴應應答

20）爲封裝回應應答，建立一個包含源IP地址、目標IP地址、」協議「字段和有效負載的分組

21）IP檢查目標IP地址位於本地LAN仍是遠程網絡，因爲目標設備位於遠程網絡中，所以須要將分組發送到默認網關

22）在windows設備的註冊表中找到默認網關的IP地址，並查看ARP緩存，看看是否將默認網關的IP地址解析爲硬件地址

23）獲悉默認網關的硬件地址後，將其與分組一塊兒交給數據鏈路層，以便將分組封裝成幀

24）數據鏈路層將分組封裝成幀

25）這個幀被交給物理層，讓它經過網絡介質以每次1比特的方式發送出去

26）路由器的接口E1接收這些比特，並將它們組裝成幀。而後執行CRC計算，將結果與FCS字段的值進行比較，看其是否相同

27）肯定CRC相同後，查看目標硬件地址（相同）→從幀中提取分組，查看「以太類型」字段，肯定將其分組交給哪個網絡層協議（IP）

28）協議爲IP，所以分組被交付給IP。IP首先對IP報頭執行CRC檢查，再查看目標IP地址

29）因爲路由器知道如何前往網絡172.16.10.0，出站口爲E0，所以分組被交換到接口E0

30）路由器查看ARP緩存，看看是否曾經將172.16.10.2解析爲硬件地址

31）因爲在一開始分組前往Host_B期間，路由器已經緩存了172.16.10.2對應的硬件地址所以將該硬件地址和分組一塊兒交給數據鏈路層

32）數據鏈路層使用目標硬件地址和源硬件地址建立一個幀，而且將「以太類型」字段設置爲IP，而後對整個幀執行CRC計算，並將結果放到FCS字段中

33）這個幀被交給物理層，讓它以每次1比特的方式發送到本地網絡上

34）目標主機接收這個幀，執行CRC檢查並檢查目標硬件地址，再查看「以太類型」字段來肯定將分組交給誰

35）指定的接收方爲IP，所以分組被交給網絡層協議IP。IP檢查「協議」字段，來肯定將有效負載交給誰。IP發現應該將有效負載交給交給ICMP，而ICMP判斷出這個分組時ICMP迴應應答

36）ICMP在用戶界面上顯示一個 ！，以肯定它收到了應答。而後ICMP試圖再向目標主機發送4個迴應請求

這是簡單的不一樣網段數據路由過程。還不太詳細，大概瞭解下過程，後面會從集中瞭解下各類數據封裝結構、及解封裝，而後把每一步的封裝內容加入到路由選擇過程當中。這是整個網絡技術的精髓也是基礎，把這些搞清楚，可以觸類旁通，同時也是對進軍CCIE/HCIE有利。