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  • IP数据包的路由转发

    千次阅读 2019-11-11 13:27:55
    IP路由器是连接多个IP网络的设备,其主要的工作就是为经过IP路由器的每个IP数据包寻找一条最佳传输路径。 路由表就是记录了各种传输路径...IP数据包转发过程IP数据包根据ARP缓存中查看是不是有目的主机的MAC...

     

    IP路由器是连接多个IP网络的设备,其主要的工作就是为经过IP路由器的每个IP数据包寻找一条最佳传输路径。

     

    路由表就是记录了各种传输路径的数据的一张表,分为静态路由表和动态路由表。

    静态路由表是事先固定好的路由表,不会随着网络结构的改变而改变。

    动态路由表一定的路由选择算法自动调整的路由表。

    IP数据包转发过程:

    IP数据包根据ARP缓存中查看是不是有目的主机的MAC地址,如果有就直接封装成帧发送到目的主机,如果没有就在本地局域网广播一个ARP请求,然后目的IP主机返回一个ARP数据包,里面有目的主机的MAC地址。

    当IP数据包的目的IP不再本地网段时,A要向“缺省网关”发出ARP包,而“缺省网关”的IP地址已经在A系统软件中设置。这个IP地址实际上对应路由器M的入口的IP地址。所以A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时,路由器M的E0口的MAC回复给A,此时A数据包封装成帧,目的MAC替换为M的E0口MAC。然后再链路层发送给默认路由器数据帧,到达路由器之后再解包到IP网络层,得到目的IP的网段,然后就需要用到上图路由表中的信息了。

    根据路由表查找到相关表项,得到下一跳及入口出口的MAC地址,所以IP包再封装为源mac是当前路由器出口MAC,目的MAC是下一跳路由器的数据帧(帧的重写),再经过链路层发送,直到到达目的网段。到达目的网段后再根据目的IP到达目的主机。

     

    路由器的详细工作:

    注意路由表中的getway值是直接转发和下一跳路由器地址,如果目的IP命中了路由表, 就直接转发,getway就显示为为*。

    route命令查看路由表信息

    请看下图路由表相关信息

    路由表的作用:

    这里一个目的网段对应一个出口

    这台主机有两个网络接口,一个网络接口连到192.168.10.0/24网络,另一个网络接口连到
    192.168.56.0/24网络;
    路由表的Destination是目的网络地址,Genmask是子网掩码,Gateway是下一跳地址,Iface是发送接
    口,Flags中的U标志表示此条目有效(可以禁用某些 条目),G标志表示此条目的下一跳地址是某个路由器的
    地址,没有G标志的条目表示目的网络地址是与本机接口直接相连的网络,不必经路由器转发;

     

    转发过程例1:

    如果要发送的数据包的目的地址是192.168.56.3
    跟第一行的子网掩码做与运算得 到192.168.56.0,与第一行的目的网络地址不符
    再跟第二行的子网掩码做与运算得 到192.168.56.0,正是第二行的目的网络地址,因此从eth1接口发送出
    去;
    由于192.168.56.0/24正 是与eth1 接口直接相连的网络,因此可以直接发到目的主机,不需要经路由器转
    发;

     

    转发过程例2:

    如果要发送的数据包的目的地址是202.10.1.2
    依次和路由表前几项进行对比, 发现都不匹配;
    按缺省路由条目, 从eth0接口发出去, 发往192.168.10.1路由器;
    由192.168.10.1路由器根据它的路由表决定下一跳地址;

     

     

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  • 路由转发过程IP及MAC地址变化

    千次阅读 多人点赞 2018-09-06 14:53:39
    就假设拓扑图是这个样子吧,B1和B2是路由器B上的两个接口,C1和C2是路由器C上的两个接口,A和E是PC,由主机A向主机E发送数据包,那么在主机A形成的数据包的目的IP就是E的IP,源IP就是主机A的IP地址,目标MAC地址就是...

    A-----(B1-B2)-----(C1-C2)-------E


    就假设拓扑图是这个样子吧,B1和B2是路由器B上的两个接口,C1和C2是路由器C上的两个接口,A和E是PC,由主机A向主机E发送数据包,那么在主机A形成的数据包的目的IP就是E的IP,源IP就是主机A的IP地址,目标MAC地址就是B1的MAC地址,源MAC地址就是A的MAC地址

    由A发给路由器B,B经过重封装后,源IP和目标IP是不变的,源MAC地址变成B2的MAC地址,目标MAC地址变成C1的MAC地址,封装完成发送给路由器C,路由器C接收到数据包后和B做的操作是一样的,源IP和目标IP的不变的,源MAC地址变成C2的MAC地址,目标MAC地址变成主机E的MAC地址,然后发送给主机E,这样E就收到了这个数据包,当恢复数据包的时候就是把收到的数据包的源IP地址(主机A的IP地址)和源MAC地址(接口C2的MAC地址)作为他的目标IP和目标MAC地址

    转自http://blog.chinaunix.net/uid-21556133-id-118210.html

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  • Windows中IP路由转发功能

    万次阅读 2018-08-02 16:25:30
    Windows中IP路由转发功能缺省是关闭的。 关闭的话 1) 打开注册表编辑器。 Registry 2) 在注册表编辑器中,定位以下注册表项: HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\ Services\Tcpip \Parameters 选择...
    Windows中IP路由转发功能缺省是关闭的。 
    关闭的话
    1) 打开注册表编辑器。 Registry
    2) 在注册表编辑器中,定位以下注册表项: 
    HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\ Services\Tcpip 
    \Parameters 
    选择下面的项目: 
    IPEnableRouter:REG_DWORD:0x0 
    3) 要对该计算机安装和使用的所有网络连接都启用 IP 转发,请指定值为 1。 
       要对该计算机安装和使用的所有网络连接都关闭 IP 转发,请指定值为 0。 
    
    注:必须以管理员或管理组成员的身份登录才能完成该过程。 默认情况下,将禁用 IP 转发。
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  • 路由器收到IP报文进行转发时的处理流程,以及IP报文发生的变化。路由器各种处理的结果等详细流程图。
  • IP路由过程详解

    千次阅读 2019-12-27 10:35:24
    路由转发过程: 当主机A发向主机B的数据流在网络层封装成IP数据包,IP数据包的首部包含了源地址和目标地址。主机A会用本机配置的24位IP网络掩码255.255.255.0与目标地址进行与运算,得出目标网络地址与本机的网络...

    路由转发过程:

    当主机A发向主机B的数据流在网络层封装成IP数据包,IP数据包的首部包含了源地址和目标地址。主机A会用本机配置的24位IP网络掩码255.255.255.0与目标地址进行与运算,得出目标网络地址与本机的网络地址是不是在同一个网段中。如果不是将IP数据包转发到网关。

    在发往网关前主机A还会通过ARP的请求获得默认网关的MAC地址。在主机A数据链路层IP数据包封装成以太网数据帧,然后才发住到网关……也就是路由器上的一个端口。

    当网关路由器接收到以太网数据帧时,发现数据帧中的目标MAC地址是自己的某一个端口的物理地址,这时路由器会把以太网数据帧的封装去掉。路由器认为这个IP数据包是要通过自己进行转发,接着它就在匹配路由表。匹配到路由项后,它就将包发往下一条地址。

    路由器转发数据包就是这样,所以它始终是不会改IP地址的。只会改MAC.

    当有数据包传到路由器时,路由器首先将其的目的地址与路由表进行对比,如果是本地网络,将不会进行转发到外网络,而是直接转发给本地网内的目的主机;但是如果目的地址经路由表对比,发现不是在本网中,有nat就将改变源地址的IP(原源地址的Ip地址改为了路由器的IP地址),路由器将数据包转发到相应的端口,进行通信。

    比如: 
    如:A访问B, 
    首先对比是否同一子网,如果是,检查ARP表,有B的MAC就直接发送,没有就发送ARP请求.如果否,发送到默认网关C,源IP为A,源MAC为A,目的IP为B,目的MAC地址为C, 
    C接收到这个包,检查路由表,发送到下一跳D,源IP为A,源MAC为C,目的IP为B,目的MAC为D….. 
    如此循环,直到发送到B.

    NAT为特殊应用,会修改源IP为网关自己外网IP。

     

    数据包经由路由转发时源、目的IP地址及MAC地址变化情况

     

    IP数据包经由路由转发的时候源ip,目的ip,源MAC,目的mac是否发生改变,如何改变?

     

    A—–(B1-B2)—–(C1-C2)——-E

     

    如上为例,B1和B2是路由器B上的两个接口,C1和C2是路由器C上的两个接口,A和E是PC,由主机A向主机E发送数据包,那么在主机A形成的数据包的目的IP就是E的IP,源IP就是主机A的IP地址,目标MAC地址就是B1的MAC地址,源MAC地址就是A的MAC地址

     

    由A发给路由器B,B经过重封装后,源IP和目标IP是不变的,源MAC地址变成B2的MAC地址,目标MAC地址变成C1的MAC地址,封装完成发送给路由器C,路由器C接收到数据包后和B做的操作是一样的,源IP和目标IP的不变的,源MAC地址变成C2的MAC地址,目标MAC地址变成主机E的MAC地址,然后发送给主机E,这样E就收到了这个数据包,当回复数据包的时候就是把收到的数据包的源IP地址(主机A的IP地址)和源MAC地址(接口C2的MAC地址)作为他的目标IP和目标MAC地址

     

    http://nanjingfm.blog.51cto.com/2121842/1179368

     

    关于MAC地址和IP地址在传输过程中变与不变的问题:

    结论:mac地址在同一个广播域的传输过程中是不变的,在跨越广播域的时候会发生改变的;而IP地址在传输过程中是不会改变的(除NAT的时候)。

    我们知道的几个概念:

        首先我们要知道,MAC地址是用于同一物理或逻辑第2层网络上的设备间进行通信的;

        而第三层地址(IP地址)是可以在多个网络设备之间通信的。

    下面我们来分析一下:

        MAC地址是在同一个广播域有效的,那么去了另外一个广播域(网段)MAC地址肯定要改变的;

        在同一个广播域中数据帧的mac地址是不会变的,因为所有交换机应该都知道该广播域中的所有主机的MAC地址(如果不知道会通过被动广播的方式来学习到)。既然知道所有的MAC地址,那么当我交换机收到数据帧的时候就看一下目标MAC地址,然后对照一下MAC地址表,从对应的接口仍出去就好了。

        IP地址是在整个网络中有效的,整个Internet网络就相当于是一个大的地图,同样知道所有的IP地址如何到达,那么在传输过程中源ip和目的ip也是不会改变的。当路由器收到数据包的时候,检查数据包的目的IP地址,然后查找路由表(路由转发表),选择合适的接口发出去。

    练习一下:

       

    图中A-R4-R2-B
    假设有数据帧X,传输过程中:
    A到R4:MAC地址(存在的话)源地址是A,目的地址是R4;
    R4到R2:MAC地址(存在的话)源地址是R4,目的地址是R2;
    R2到B:MAC地址(存在的话)源地址是R2,目的地址是B;

    在没有经过NAT情况下,源IP地址和目的IP地址在整个传输过程是不能改变的。
    A到R4:IP地址 源地址是A,目的地址是R4 B;
    R4到R2:IP地址 源地址是A,目的地址是R4 B;
    R2到B:IP地址 源地址是A,目的地址是R4 B;

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    2021-02-04 17:58:50
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空空如也

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