网络数据包转发过程

本文仅作为学习笔记记录，内容可能不是很完整。

假设有一台局域网电脑对 http://www.baidu.com  这个ip地址发起get请求。

局域网电脑网络设置如下：

• IP:192.168.1.10
• 子网掩码: 255.255.255.0
• 网关：192.168.1.1
• DNS:8.8.8.8

具体流程如下：

1. 使用DNS协议，像8.8.8.8发起请求查询www.baidu.com对应的ip地址为：39.156.66.14

2. 判断目的ip和本机ip是否同一个局域网：

        1. 求本机的网络号： 192.168.1.10 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0

        2. 求目的IP的网络号：39.156.66.14 & 255.255.255.0 = 39.156.66.0 

        3. 显然 192.168.1.0 !=  39.156.66.0 ，因此不在同一个局域网

3. 操作系统构造IP报文，目的IP填写39.156.66.14。因为经过上述判断，目的IP与本机IP不在同一个局域网，因此IP报文中的目的MAC地址字段填写网关（192.168.1.1）的MAC地址。（如果目的IP与本机IP在同一个局域网，则目的MAC地址填写目的IP的MAC地址。 MAC地址可通过ARP协议获取）

4. 网卡发送数据报文，数据报文到达交换机。

5. 交换机工作在OSI模型第二层数据链路层，其只针对MAC地址进行数据转发，而不认识IP地址。收到数据包后，根据路由表，查询目的MAC对应的转发端口然后进行转发。如果无法查询到目的端口，则向除了此数据接收端口以外的所有端口广播此数据。

6. 数据经过交换机转发（有可能是N个交换机级联转发），最终来到了路由器（网关192.168.1.1）。路由器工作在OSI模型第三层，可以识别IP地址。路由器按照一定的规则根据路由表判断下一跳地址，按照最长网络号匹配原则进行数据转发。（转发前会更新ip数据包中的目的MAC地址以适应后续的链路层传输）。如果路由表中无法匹配到目标端口，则会向默认路由端口进行转发。

7. 数据包经过层层转发，最终到达百度服务器。