ping命令整个过程详解

转自：http://wanicy.blog.51cto.com/509018/335207/

如果你想了解ping命令的原理，看了这篇文章，你会从对网络一窍不通，到豁然开朗。

先看拓朴图：



在这里讲ping的两情况：一种是同一网段内，一种是跨网段的ping。

一、同一网段内

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:



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的MAC地址，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报文格式为：



这时候主机A学到了主机B的MAC地址，就把这个MAC地址封装到ICMP协议的二层报文中向主机B发送，报文格式如下：



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。



在这里，讲了这么久的局域网内的PING，实际过程的发生不到1毫秒。

二、不同网段内

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地址情况下呢？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地址，再发封装ICMP报文给网关路由器.。报文格式如下：



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地址，主机D也能学到路由器2端口的MAC地址。)报文格式如下：



最后，在主机C已学到路由器2端口MAC地址，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地址的情况下，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: