计算机通信

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PC1和PC2二层互访通信过程详解

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PC1和PC2通过交换机SW1互联，PC1 的IP地址为192.168.1.1/24 ，PC2的IP地址为192.168.1.2/24 ，那么PC1和PC2的通信就是简单的二层通信（二层通信不涉及路由表）

  1. PC1要想访问PC2，除了需要知道目的IP 192.168.1.2 以外，还需要知道PC2 的mac地址，因为所有的数据通信都是基于TCP/IP参考模型的，需要对进行数据封装。

    首先PC1会查找自己的ARP表项看是否有目的IP 192.168.1.2 对应的MAC地址，查看发现是空的;

  2. 如果不知道对方的mac地址，PC1会发送ARP广播报文，询问谁知道目的IP 192.168.1.2 对应的MAC地址。交换机转发到局域网后，PC2收到ARP广播报文会进行回应，告诉PC1他的MAC地址；

    在PC1发送ARP 广播报文的时候，交换机SW1收到该报文，会在MAC地址表中根据报文的源mac地址记录下PC1 的mac地址和GE0/0/1的映射关系；PC2发送回应报文的时候 交换机SW1也会记录下PC2 的mac地址和GE0/0/2的映射关系

  3. 可以看到PC1的本地ARP表项中学习到了PC2的mac地址；

  4. 这样PC1就可以根据PC2的MAC地址封装数据发送给交换机SW1，交换机SW1会查找自己的MAC地址表，发现去往PC2的MAC地址的出接口为GE0/0/2，从而PC2就可以收到报文，并进行解封装；

PC3和PC4三层互访通信过程详解

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如上图的网络拓扑，PC3和PC4通过路由器R1、R2互联，PC3 的IP地址为192.168.1.2/24 网关192.168.1.1 ，PC4 的IP地址为192.168.2.2/24 网关192.168.2.1，那么PC1和PC2的通信就是跨网段三层通信，下面我们从ARP表、MAC地址表、路由表的角度详细解析下这个通信过程。

  1. PC3要想访问PC4，由于是跨网段通信(发送方通过子网掩码判断)，PC3需要首先把数据包发送给PC3的网关。PC3会查找自己的ARP表项看是否有网关IP192.168.1.1对应的MAC地址，查看发现是空的；

  2. 我们知道如果不知道对方的mac地址，PC3会发送ARP广播报文，询问谁知道目的IP 192.168.1.1 对应的MAC地址(如下图所示)。R1收到ARP广播报文会进行回应，告诉PC3 他的网关的MAC地址；

  3. PC3的本地ARP表项中学习到了网关的mac地址；

  4. 这样PC3就可以根据网关MAC地址封装数据发送给R1，R1收到数据包会进行解封装，解封装发现目的IP是PC4，不是发给自己的，从而会查找自己的路由表，发现去往PC4的下一跳是10.1.1.2；

  5. R1需要把数据进行封装发送给R2的10.1.1.2 ，因此需要请求10.1.1.2 对应的MAC地址用于封装（我们可以看到R1的ARP表中已经有10.1.1.2 对应的MAC地址，因此可以直接封装）；

  6. R2收到R1的数据包，需要进行解封装，解封装发现目的IP是PC4，通过查找自己的路由表，发现去往PC4是自己的直连端口；

  7. R2需要把数据进行封装发送给PC4 ，因此需要请求PC4 192.168.2.2 对应的MAC地址用于封装（我们可以看到R2的ARP表中已经有192.168.2.2对应的MAC地址，因此可以直接封装）；

  8. 最后PC4收到报文进行解封装发现就是发送给自己的，通信结束；