数据包从源主机到达目标主机的过程

情景一：同一广播域内，两台主机通信过程

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两主机要通信时，要把应用数据封装成IP包，然后再交给下一层数据链路层继续封装成帧，之后根据MAC地址把数据从一台主机发送出去，传送到另一台主机。
如图，当n0和n1通信时，假如n0知道n1的IP地址（IP地址一般由由用户手动输入或者应用程序填充，或者通过DNS域名解析协议得知）却不知道它的MAC地址。通信步骤如下：

n0发送一个ARP广播请求（源IP是n0，目的IP是n1，源MAC是n0，目标MAC为FFFF:FFFF:FFFF）给同一广播域中的所有成员

交换机sw0从自己的1接口收到该广播包，然后读取该帧的源MAC地址和目的MAC地址，由于sw0刚启动时，它的MAC表是空的，所以它会把n0的MAC地址和与之对应的接口1放到一张表里，这张表就是MAC地址表。然后交换机从其它接口广播该帧。

其它主机收到该帧后，因为是广播帧，所以主机都可以拆掉二层的封装，查看目标IP地址是不是自己。目标IP不是自己的，丢弃此包。目标IP是自己的，首先把源主机的IP地址和MAC地址映射关系存入自己的ARP映射表中，然后构建ARP响应数据包，此时，二层的源MAC为被解析设备的MAC，目的为ARP解析发起者的MAC。这个响应不再以广播形式发送，而是直接发给主机A。

sw0收到应答包，又会检查源MAC、目标MAC，把n1的MAC和自身的接口2放进MAC地址表中。再查看自己的MAC地址表，发现存在目标MAC与自己的1接口对应，那它就会直接把这个应答包从接口1发送出去。

主机n0收到应答包，发现目标MAC地址是自己，就会处理这个包。并把n1的MAC与IP放进自己的ARP缓存表中。这时，主机n0知道了n1的MAC地址了，就可以进行二层封装发送数据了。

情景二：跨路由的数据传输

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当n0和n2通信时，n0检查发现n2与自己处于不同的网段。所以，n0将数据包发送给它的网关，也就是路由r0上的f0/0接口。此时源IP和源MAC是n0自己的，目标IP是n2的，目标MAC是r0上接口f0/0的（如果n0不知道f0/0的MAC地址，与场景一相似，n0会发一个目标IP为自己的网关的ARP广播来得到f0/0的MAC地址）

数据包到达r0时，路由器r0拆掉二层封装，查看目标IP是否是自己，由于目标IP不是自己，路由器r0查看自己的路由表，找出到达n2网段的路由，如果没有相关条目，就直接丢弃。

r0查看路由表后发现到达n2网段的出接口是f0/1，下一跳IP为路由r1的f0/1接口。于是经过二层封装，把数据包经由f0/1接口转发至路由器r1。此时，数据包的源IP是n0，源MAC是f0/1，目标IP是n2，目标MAC是r1的f0/1接口。

r1收到数据包后，发现目标MAC是自己，拆掉二层封装，检查目标IP是否是自己，发现不是，r1查找自己的路由表，发现目标IP跟自己的f0/0接口在同一网段，于是经过二层封装后将数据包发送到f0/0接口上。此时，数据包的源IP是n0，源MAC为r1的f0/0，目标IP是n2，目标MAC是n2。（如果r1上的ARP缓存表中没有n2的MAC地址，则接口f0/0会发送一个ARP广播给它相连的广播域中，这个ARP请求包的源IP是接口F0/0的IP 源MAC也是F0/0的MAC 目标IP是N2 目标MAC为12个F，假如n2的IP地址和MAC地址的映射关系已经在r1的ARP缓存中了，那就直接对数据包进行二层封装）。

包达到n2，n2发现目标MAC是自己，收下。

总结

同一广播域中，包的源、目标IP，源、目标MAC是真实的两台主机上的IP与MAC地址。

跨路由中，包的源IP与目标IP始终不会发生变化，源和目标MAC根据所经过的路由接口不同而发生相应变化。

参考：http://blog.chinaunix.net/uid-23886490-id-3038875.html

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