本文以两个案例为例，深入讲解我们在网络中经常用到的mac地址表、ARP表、路由表。掌握了这三表，就基本掌握了网络中数据通信的原理，成为网络中的武林高手！ 　　

　　

　　数据的本质是传输数据。如前所述，数据通信的基础是TCP/IP参考模型。图5示出了PC通过使用TCP/IP参考模型访问WEB服务器的数据通信过程。 　　

　　

　　 　　

　　

　　媒体存取控制 　　

　　

　　MAC地址表:简单来说，MAC地址表就是交换机等网络设备记录的MAC地址和端口的映射关系(见下图)，代表交换机从哪个端口获知了某个MAC地址。交换机记录这些信息，后续交换机需要转发数据时，可以根据报文的目的MAC地址，按照MAC地址表转发数据。 　　

　　

　　 　　

　　

　　在华为的网络设备上，可以通过dis mac-address .查看本地mac的地址表信息，从下图的显示中，我们可以知道mac地址5489-98b1-79f4是从G0/0/2端口获知的。 　　

　　

　　 　　

　　

　　ARP表 　　

　　

　　ARP表:简单来说，ARP表就是路由器等网络设备记录的IP地址和MAC地址对应关系的表项(如下图)。 　　

　　

　　 　　

　　

　　当我们需要转发数据时，除了正常情况下的需要对方的目的IP地址，还需要知道对方的MAC地址,我们会先检查本地ARP表中是否有目的IP对应的MAC地址。 　　

　　

　　在华为的网络设备上，可以通过dis arp .查看本地arp表的信息从下图的显示中，我们可以知道mac地址5489-98b1-79f4是对应的IP地址192 . 168 . 1 . 2； 　　

　　

　　 　　

　　

　　路由列表 　　

　　

　　路由表:简单来说，路由表是路由器用来指导数据包如何转发的表项，它记录了到达目的IP的下一跳会去哪里(如下图)。 　　

　　

　　 　　

　　

　　路由表的作用类似于我们生活中的地图，指引我们到达一个目的地。 　　

　　

　　在华为的网络设备上，可以通过display ip routing-table.查看本地路由表的信息从下图的显示中，我们可以知道到达目的地192.168.2.0/24的下一跳是10 . 1 . 1 . 2； 　　

　　

　　 　　

　　

　　案例PC1和PC2在二层互访的通信过程的详细说明 　　

　　

　　 　　

　　

　　如上图网络拓扑所示，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，因此PC1和PC2之间的通信是简单的二层通信(二层通信不涉及路由表)。下面我们从ARP表和MAC地址表的角度来详细分析一下这个通信。 　　

　　

　　下面我们来详细分析下： 　　

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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、我们知道如果不知道对方的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(如下图所示)。PC2收到ARP广播报文会进行回应，告诉PC1他的MAC地址；

　　

　　

　　

附：

　　

　　

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（如下图）；

　　

　　

　　

　　

　　

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；

　　

　　

　　

案例二：PC3和PC4三层互访通信过程详解

　　

　　

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。

　　

　　

下面我们来详细分析下：

　　

　　

1. PC3要想访问PC4，由于是跨网段通信，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、可以看到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

　　

　　

来源：https://mp.weixin.qq.com/s/H0SDStCuiO98XmoutnqyUQ