一、第一部分：原理
先看拓朴图：
我在这里讲拼的两情况,一种是同一网段内,一种是跨网段的ping ….
首先，如果主机A，要去ping主机B，那么主机A，就要封装二层报文，他会先查自己的MAC地址表，如果没有B的MAC地址，就会向外发送一个ARP广播包，如图:
其中ARP报文格式如下:
| 以太网目的MAC |
以太网源MAC |
帧类型 |
硬件类型 |
4 |
6 |
OP |
发送端以太网MAC |
发送端IP地址 |
目的MAC |
目的IP |
| FF-FF-FF-FF-FF-FF |
00-50-56-C0-00-01 |
0806 |
0800 |
1 |
00-50-56-C0-00-01 |
1.1.1.1 |
00-00-00-00-00-00 |
1.1.1.3 |
其中OP
1 :表示ARP请求
2:表示ARP应答
3:表示RARP请求
4:表示RARP应答
首先,交换机会收到这个报文后，交换机有学习MAC地址的功能，所以他会检索自己有没有保存主机B有MAC，如果有，就返回给主机A，如果没有，就会向所有端口发送ARP广播，其它主机收到后，发现不是在找自己，就纷纷丢弃了该报文，不去理会。。直到主机B收到了报文后，就立即响应，我的MAC地址是多少，同时学到主机A的MAC地址,并按同样的ARP报文格式返回给主机A,如图:
ARP报文格式:
| 以太网目的MAC |
以太网源MAC |
帧类型 |
硬件类型 |
4 |
6 |
OP |
发送端以太网MAC |
发送端IP地址 |
目的MAC |
目的IP |
| 00-50-56-C0-00-01 |
00-50-56-C0-00-03 |
0806 |
0800 |
2 |
00-50-56-C0-00-03 |
1.1.1.3 |
00-50-56-C0-00-01 |
1.1.1.1 |
这时候主机A学到了主机B的MAC，就把这个MAC封装到ICMP协议的二层报文中向主机B发送,报文格式如下：
| 目的地址 |
源地址 |
… |
源IP |
目的IP |
… |
ICMP报文 |
| 00-50-56-C0-00-03 |
00-50-56-C0-00-01 |
1.1.1.1 |
1.1.1.3 |
Echo request |
当主机B收到了这个报文后，发现是主机A 的ICPM回显请求，就按同样的格式，返回一个值给主机A，这样就完成了同一网段内的ping过程…
| 目的地址 |
源地址 |
… |
源IP |
目的IP |
… |
ICMP报文 |
| 00-50-56-C0-00-01 |
00-50-56-C0-00-03 |
1.1.1.3 |
1.1.1.1 |
Echo answer |
在这里，我讲了这么久的局域网内的PING,实际过程的发生不到1毫秒….
再继续…
如果主机A要ping主机C,那么主机A发现主机C的IP和自己不是同一网段,他就去找网关转发,但是他也不知道网关的MAC情况下呢?他就会向之前那个步骤一样先发送一个ARP广播,学到网关的MAC,再发封装ICMP报文给网关路由器.
报文格式如下:
| 目的地址 |
源地址 |
… |
源IP |
目的IP |
… |
ICMP报文 |
| 00-50-56-C0-00-02 |
00-50-56-C0-00-01 |
1.1.1.1 |
2.1.1.1 |
Echo request |
当路由器收到主机A发过来的ICMP报文,发现自己的目的地址是其本身MAC地址,根据目的的IP2.1.1.1,查路由表,发现2.1.1.1/24的路由表项,得到一个出口指针,去掉原来的MAC头部.加上自己的MAC地址向主机C转发…(如果网关也没有主机C的MAC地址,还是要向前面一个步骤一样,ARP广播一下即可相互学到….路由器2端口能学到主机D的MAC,主机D也能学到路由器2端口的MAC..),报文格式如下:
| 目的地址 |
源地址 |
… |
源IP |
目的IP |
… |
ICMP报文 |
| 00-50-56-C0-00-05 |
00-50-56-C0-00-04 |
1.1.1.1 |
2.1.1.1 |
Echo request |
最后,在主机C已学到路由器2端口MAC,路由器2端口转发给路由器1端口,路由1端口学到主机A的MAC的情况下,他们就不需要再做ARP解析,就将ICMP的回显请求回复过来..报文格式大致如下:
| 目的地址 |
源地址 |
… |
源IP |
目的IP |
… |
ICMP报文 |
| 00-50-56-C0-00-04 |
00-50-56-C0-00-05 |
2.1.1.1 |
1.1.1.1 |
Echo Answer |
二、第二部分：问题
问题：设置ip 子网掩码为：（主机一）130.130.1.1 255.255.0.0
（主机二）130.130.1.2 255.255.255.0
第一个ip网络号为：130.130 第二个ip网络号为：130.130.1即不在一个子网内，且2个主机并没有设网关（没通过路由器），为什么能ping通？其他的子网划分又是可行的。
答：第一种理解方式：
A机：130.130.1.1/16 ；B机:130.130.1.2/24；A机pingB机的时候，用A的子网掩码与B机IP地址做与运算，可得B机的网段为130.130.0.0/16, A机认为B机与自己处于相同网段，发送ICMP到B机。B机收到A机的ping数据包，用B的子网掩码与A机IP地址做与运算，可得A机的网段为130.130.1.0/24，认为A机与自己处于相同网段，则将返回包送回A机。则A机ping通了B机。
第二种理解方式：
B机的网段是A机网段的子网，只要A机和B机的IP地址都在B机的网段内，则A机一定可以ping通B机。