路由器转发数据包时的封装过程

网络拓扑构成如下图所示：

各网络设备及主机的IP 和MAC地址标注在图中：

假设PC0 ： 10.1.10 ping Laptop1：11.1.1.15，他们不在同一个网段 ，看下路由器路由选择及数据包封装变化的过程，进一步巩固理论知识。

1：PC0创建ICMP (Intenet Control Message Protocol)数据请求包；

2：ICMP 将这个有效负荷（数据包）交给IP协议,IP协议也创建一个包，协议字段为 1，意思为：当Laptop1收到数据包时，告诉它将个数据包交给ICMP协议处理；

3：IP 判断目的IP 不属于本地网段，IP协议创建的数据包被发送到网关中，网关就好比不同网络通信的一扇门，只有通过网关，PC0 的数据包才能发送给Laptop1;

4: 本地网段，主机之间只能通过MAC地址通信，所以PC0 给网关路由器发送数据包，必须知道网关的MAC地址，假定PC0的ARP缓存中有默认网关的MAC地址，否则需要广播ARP 询问网关MAC地址。此时PC0 知道了网关的MAC地址，数据包被释放，传递到数据链路层并生成帧；

详细的过程如下图所示：

5：完成数据帧的封装后，传递到物理层，假设通过双绞线以0,1bit流逐位传输到物理介质；

6：以上步骤有主机PC0完成，接下来是路由器的处理过程：R2 查看这个帧的以太网类型字段，了解了在网络层上采用的协议IP,抽取出数据包，其余内容丢弃，交于IP协议处理；

7：IP协议检查目的IP地址，若目标地址不匹配任何路由，则发送“目标地址不可达”的出错信息给主机PC0;

8：R2转发数据包： Fa0/0 口收到数据包后经过路由（0.0.0.0/0 via 192.168.1.11）到达R3 Fa0/0 （11.0.0.0网段）,此时数据帧封装变化为：源MAC地址为R2的Fa1/0口MAC，目的MAC为R3的Fa1/0口地址；

9:R3 Fa0/0 到Laptop1: R3对应接口的缓冲区需要了解目的主机的MAC地址。由于数据包中包含目的IP,R3检查ARP缓存表，找到Laptop0的MAC地址，该数据包和Laptop0的MAC地址被传输到数据链路层，重新生成帧。

10：Laptop0 接收到数据帧后执行校验后，检查MAC地址是否与自己的MAC地址相同，取出数据包，把数据包传递给IP协议处理。IP数据包封装的是一个ICMP回应请求，把这个数据包交给ICMP处理，ICMP应答请求，丢弃这个数据包并迅速生成一个新的有效负荷作为回答，重复上面的步骤，直到PC0收到回应，通信结束。