CCNA-数据包在网络设备直接的通信流程

工作以来，感触最深的就是很多人学完了网络，甚至做了几年项目，还没有搞明白数据包的走向问题以及设备的转发原理。导致工作过程中出现问题，在拍错的时候一头雾水，抓耳挠腮，今天我用这个图简单说说PC1 访问 PC2 的一个HTTPS的WEB网站的数据包走向问题（最后附带了TCP包头和IP包头的格式，基础不好的可以先看最后两个图得内容）：

先看拓扑图：

大家可以瞅瞅我下面总结的流程,感觉不错的话可以记下来PC1 地址192.168.1.100/24，网关地址192.168.1.1----也就是路由器f0/0口的地址；

PC2地址172.16.1.100/24，网关地址172.16.1.1----也就是路由器f1/0口的地址。

下面从OSI七层模型对数据包进行封装，封装完毕通过物理线路发送出去，结合路由器交换机工作原理进行描述：

1、PC1在应用层发起个目标IP为172.16.1.100的Https请求。

2、传输层(TCP层)接到上层请求的数据，将数据分段并加上传输层报头（也就是TCP包头，目的端口号为443）。下传到网络层。

3、网络层接收来处上层的数据后，根据IP协议（三层）进行封装，添加PC1的IP为源IP为和PC2的IP为目标IP后封装成数据包，同时协议号位6（TCP的协议号，标识包头里面是TCP的内容）。下传到数据链路层（二层），因PC1 IP与PC2 IP不在同一网段，所以数据包将发往网关路由条目的下一跳，也就是路由器F0/0口。

4、数据链路层接收网络层封装好的数据包后，继续进行封装帧头，添加源MAC地址为PC1的MAC地址，目标MAC地址则查询自己的ARP缓存表以获取网关MAC地址（路由器F0/0口的MAC）。如果PC1 ARP缓存表中没有网关对应的MAC地址，则PC1发出一个ARP广播报文。ARP报文中源MAC地址为PC1 MAC地址，所要请求的是网关IP对应的MAC地址.

5、交换机SW1从F0/0接收到ARP广播帧后，检查自己ARP缓存表中是否有与F0/0口相对应PC1的MAC地址。没有，则将PC1MAC地址与F0/0接口对应起来，存储到交换机SW1的ARP缓存表中。然后将该ARP请求报文进行除F0/0口以外的其他所有端口进行泛洪。

6、Router收到ARP广播后，进行解封装，发现所要请求的MAC地址是自己的。则Router将PC1的MAC地址写入ARP缓存表中。然后向 PC1发送一个ARP单播回应。该单播消息包括目标IP为PC1 IP，目标MAC为PC1 MAC地址，源IP为Router的F0/0口IP，源MAC为 Router的F0/0的MAC。

7、交换机通过F0/1口收到ARP单播帧，交换机同样检查MAC表，然后将F0/1口与Router的F0/0（ARP单播包里面的源MAC）的MAC地址对应起来，存入MAC缓存表中，然后转发该帧。

8、PC1接收到Router的ARP应答帧后，将Router的F0/0的MAC地址存入ARP缓存中(缓存默认4个小时超时)，并将Router的F0/0的MAC地址作为目标地址封装到数据帧中。发给下层(物理层)进行网络传输。

9、Router的F0/0接收这个帧后，看目标mac地址是否指向自己。是，PC2则将帧头去掉，然后检查目标IP地址，发现这个目标IP不是自己，刚不再进行解封装。

10、Router在自己的路由表中检查自己的是否有去往目标地址的路由，没有则丢弃该帧。有，路由器经检查发现是去往与F1/0口直连的网段。则路由器对数据包进行二层封装成帧，源IP为PC1的IP，源mac地址为Router F1/0口的MAC地址，目标IP为PC2的IP，目标MAC地址则检查自己的ARP缓存表获取。如果没有，则发送ARP请求报文（这里就不再描述ARP请求过程了）。

11.Router把二层帧封装完毕，完后把数据帧发给SW2，SW2查看MAC地址表，根据之前ARP的映射缓存表项通过F0/1口转发数据帧。

12.PC2收到数据帧拆开最外面的帧头，一看目的MAC是自己，他继续拆IP包头

15、PC2拆开IP包头，发现目标IP和自己匹配，则继续拆封装，发现IP里面协议号是6，代表是TCP的数据，将数据向上层传输。

16、传输层（TCP）接收来自下层的Https请求TCP报文，则去掉TCP报头，向应用层传送。

17、应用层收到Https请求后，发送一个Https回应报文给PC1

回包过程同理。

下面附IP包头，TCP包头格式图。

好的本次到这里就结束了，欢迎观看我的文章。我是CCIE-Yasuo，喜欢就关注我吧，下一期见。
欢迎新盟教育的同学一起来交流，我是41期的疾风剑豪
同时我也是一名18岁来自大专的学生在学校写的，如有写的不对或侵权请及时联系删除。

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