不同网络中的数据包流动情况

先决条件——了解ARP的工作原理，以及同一网络中的数据包传输过程。
为了将数据包传递到目标主机，必须知道源IP地址、目标IP地址、源MAC地址以及目标MAC地址。关于数据包传输的一些基本规则如下：
 

1. 如果目标主机也位于同一网络中，那么数据包就会直接被传输到目标主机上。
2. 如果目标主机位于不同的网络中，那么数据包会先被传递到默认网关处，之后再由默认网关将数据包发送给目标主机。
3. 如果无法解决ARP问题，那么首先会尝试解决ARP问题。
4. MAC地址永远不会跨越其广播域。

解释—— 
 

这是一个拓扑结构，其中包含以下设备：主机A（IP地址为10.0.0.10，MAC地址为000D.BD22.7C22）；主机C（IP地址为10.0.0.9）；主机B（IP地址为20.0.0.10）；主机C（IP地址为20.0.0.9，MAC地址为00E0.A3E2.03DC）；以及路由器。路由器的IP地址为10.0.0.20，MAC地址为000B.BE8E.5201，它连接在fa0/0接口上；另一个路由器的IP地址也为10.0.0.20，MAC地址为000B.BE8E.5202，它连接在fa0/1接口上。
现在，我们尝试从主机A（IP地址：10.0.0.10）向主机B（IP地址：20.0.0.10）发送ping请求。首先，AND运算这一过程由源主机在源IP地址、源子网掩码以及目标IP地址之间进行处理。通过源子网掩码，可以确定目标设备是否位于同一网络中，或者位于不同的网络中。
如果结果相同，那么目的地就位于同一网络中；否则，目的地就会位于不同的网络中。在这种情况下，由于目的地位于不同的网络中，因此结果也会有所不同，数据包将被发送到默认的网关。
 

我们看到，共生成了两条消息：一条是ICMP（紫色），另一条是ARP（绿色）。出现ARP消息的原因是，相关的ARP信息尚未被解析出来。
 

由于ARP问题应该首先得到解决，因此会发送ARP请求。该请求会被交换机接收。
 

该交换机随后将ARP请求广播到主机和路由器。PC会丢弃这个请求，而路由器则接受这个请求。
 

现在，路由器会向主机A发送单播ARP响应，如上述图所示。
 

现在，ICMP数据包将被单播发送到默认网关。其IP地址为10.0.0.20，MAC地址为000B.BE8E.5201，如上图所示。
注意：由于ARP问题已经得到解决，因此ICMP数据包将会被直接发送到默认网关。
 

现在，必须再次处理ARP问题，因为路由器需要将数据包发送给主机B，而ARP表中并没有关于主机B的条目。 因此，ARP请求会在网络20.0.0.0/24中广播。 该数据包被交换机接收后，交换机会将其广播给主机B和D。 主机D会拒绝该请求，而主机B则会接受该请求，并为MAC地址000B.BE8E.5202生成ARP响应。因为ARP响应需要发送给那个接收到ARP请求的MAC地址。
 

如图中所示，ARP回复数据包是单播发送给路由器的接口fa0/1的MAC地址（000B.BE8E.5202）的。而数据包的源MAC地址则是00E0.A3E2.03DC。
注意：在这里，目标MAC地址就是主机B的MAC地址，即000B.BE8E.5202。目标MAC地址指的是那些被主机希望通过ARP请求来获取信息的设备的MAC地址。
 

现在，ICMP回显请求数据包将被单播发送到主机B，如上述三幅图所示。
 

主机B会针对来自主机A的ICMP回显请求，生成相应的ICMP回显响应。该响应首先会被发送到20.0.0.20这个地址（即路由器的接口IP地址），之后才会被单播传输到主机A那里。
如何呢？ MAC地址永远不会跨越其广播域吧？ 
 

这是主机A向其默认网关发送ICMP回显请求时的IP地址和以太网头部信息。因此，源IP地址为10.0.0.10，目标IP地址为10.0.0.20；源MAC地址为000D.BD22.7C22（即主机A的MAC地址），而目标MAC地址则为000B.BE8E.5201（即路由器的fa0/0接口MAC地址）。
 

但现在，当 ICMP 回显请求消息从路由器的 fa0/1 接口转发到主机 B 时，源 MAC 地址会被修改为 000B.BE8E.5202（即路由器 fa0/1 接口的 MAC 地址），而目标 MAC 地址则变为 00E0.A3E2.03DC（即主机 B 的 MAC 地址）。
在这里，路由器的fa0/0接口中的MAC地址并未被用作源MAC地址。相反，使用的是fa0/1接口的MAC地址作为源MAC地址。因此，fa0/0接口无法用于其他广播域（例如20.0.0.0/24网络）。这样一来，PING命令实际上是在两个不同的网络中执行的。