路由器转发规则【转】

（转自：https://blog.51cto.com/echo1937/1281746）

源主机在发起通信之前，将Self IP与目的主机的IP进行比较，如果两者位于同一网段（用子网掩码计算后具有相同的网络号），那么源主机直接向目的主机发送ARP请求，在接收到目的主机的ARP应答后获取对方的MAC地址，然后用对方的MAC地址作为目的MAC进行报文发送，位于同一VLAN（网段）的主机互访时属于这种情况，这是互联的交换机做二层交换转发。
当源主机判断目的主机与自己位于不同网段时，它会通过网关来提交报文，即发送ARP请求来获取网关IP地址对应的MAC，在得到网关的ARP应答后，用网关MAC作为报文目的MAC进行报文发送……也就是路由器的某个端口。注意，报文的源IP是源主机IP，目的IP依然是目的主机IP。

这里1,2步骤都是先进行IP信息封装处理，再通过ARP进行MAC封装处理（先3层，再2层），解包则相反。
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（包含目标地址和指向目标地址的指针）。匹配到路由项后，它就将包发往下一条地址。

路由器转发数据包也是这样，它始终是不会改IP地址的，只会改源/目标MAC。
万一路由遇到目的MAC是广播地址怎么办？IP的广播有三种：

255.255.255.255叫本地广播，也叫直播，direct broadcast，不跨路由器。

172.16.33.255叫子网广播，广播给172.16.33.0这个子网，可以跨路由器。

172.16.255.255叫全子网广播，广播给172.16.0.0这个主网，可以跨路由器。

路由器是三层设备，可以隔离广播，但并不是所有广播都隔离。事实上只有本地广播路由器才不转发，对于子网广播和全子网广播，路由器是转发的。为什么呢？我们来看255.255.255.255的广播，在MAC的封装中，对应的目的MAC是广播，而子网广播和全子网广播，对应的目的MAC是单播，所以路由器会转发。所以路由器隔离的广播是目的MAC为全1的广播，对于目的MAC是单播的上层广播，路由器是不能隔离的。
IP数据包经由路由转发的时候源/目的IP，源/目的MAC是否发生改变，如何改变？

A—–(B1-B2)—–(C1-C2)——E

如上拓扑图为例，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。

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