详解数据包封装解封装过程

基本概念

IP地址：指互联网协议地址，用于在整个互联网中标识设备的存在位置（私有地址除外）。

MAC地址：为局域网地址，用于在一个局域网内确定主机的位置，这也说明了MAC只能在局部传递。

一：当互访者在同一个局域网内，即IP地址在同网段

实验拓扑：

1、当PC3访问PC4时，由于PC3和PC4处于相同网段，所以PC3会发送ARP广播报文，当LSW1收到广播报文时，会进行泛洪操作，ARP广播报文会从G0/0/2接口发出，PC4收到ARP广播报文时，发现34.1.1.4地址是我自己，此时PC4会回复一个ARP单播报文给PC3，里面携带自己的MAC地址。

2、此时PC3封装的数据报文为：

源MAC：5489-98C0-2E61      目的MAC：5489-984F-45CD

源IP地址：34.1.1.3                  目的IP地址：34.1.1.4

3、这样当数据发送到LSW1时，会根据源/目地址将数据发送给PC4。

4、当PC4给PC3回包时会将PC3的MAC地址封装为目的MAC地址，当数据到达LSW1时，交换机根据目的MAC将数据发送给PC3，此时的数据封装为：

源MAC：5489-984F-45CD     目的MAC：5489-98C0-2E61

源IP地址：34.1.1.4                 目的IP地址：34.1.1.3

 

 

 

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二：当互访者在不同局域网内，即IP地址在不同网段

实验拓扑：

 

 

1、当PC1发现一个数据包的目的IP地址和自己不在同一个网段时，此时PC1会将数据交给网关来处理，所以PC1要首先知道网关的MAC地址（IP地址PC1已经知道），将数据发往网关设备，此时PC1会发送ARP请求，用于获取网关的MAC地址。

2、此时PC1已经有了源/目地址，可以进行封装数据：

源MAC：5489-981D-0ADC       目的MAC：00e0-fc2b-4912

源IP地址：1.1.1.1                      目的IP地址：2.2.2.1

3、当数据到AR1时，会对数据进行解封装，发现目的MAC是自己接口的地址，此时会转发该数据包（不是自己接口的MAC会将该数据丢弃），首先会查看目的IP地址，发现目的地址和自己的G0/0/1接口处于同网段，所以会在G0/0/0接口发送ARP广播报文，用于获取2.2.2.2对应的MAC地址。

4、此时，AR1会重新将报文进行封装，源MAC为自己出接口的MAC地址，目的MAC地址为PC2，源/目IP地址不会改变。

源MAC：00e0-fc2b-4913       目的MAC：5489-9811-4145

源IP地址：1.1.1.1                   目的IP地址：2.2.2.1

5、当PC2给PC1回包时，封装过程和以上过程类似，此时PC2已经知道网关的MAC地址（AR1给PC2发送数据的源MAC就是网关的MAC地址），当回数据时，由于PC1和自己不在同一网络内，此时会将数据交给网关处理，目的MAC封装网关的MAC地址（即接口G0/0/1的MAC地址），目的IP地址为PC1地址。

此时数据封装：

源MAC：5489-9811-4145        目的MAC：00e0-fc2b-4913

源IP地址：2.2.2.1                     目的IP地址：1.1.1.1

6、当数据到达AR1时，AR1对数据包进行解封装，发现目的MAC是自己接口的地址，此时会转发该数据包（不是自己接口的MAC会将该数据丢弃），首先会查看目的IP地址为1.1.1.1，目的地址和G0/0/0接口在同个网段，由刚才发送数据，此时AR1已经知道1.1.1.1的MAC地址（发送给AR1的数据中源MAC就是1.1.1.1对应的MAC地址），这时候AR1会从新对数据进行封装，源MAC地址为能到达1.1.1.接口的MAC地址（即G0/0/0接口MAC地址）。

此时数据封装：

源MAC：00e0-fc2b-4912，目的MAC：5489-981D-0ADC

源IP地址：2.2.2.1，目的IP地址：1.1.1.1

 

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总结：

1. 当数据在单向传递时，源/目IP地址都不会发生改变，其实这也表明了IP地址（公网IP地址）的作用，用于在整个网络中标识设备的存在位置。
2. 如果不同网段进行访问，每经过一个网络源/目MAC地址会发生改变。

由此可推算出，当经过多个路由设备时，源/目MAC地址在和源/目IP地址的变化。

注释：用字母代替每个接口的NAC地址，讨论PC1到PC2的单向访问。

1、在PC1上的数据封装为

源MAC地址：x         目的MAC地址：a

源IP地址：1.1.1.1     目的IP地址：2.2.2.1

2、在AR1上的数据封装：

源MAC地址：b        目的MAC地址：c

源IP地址：1.1.1.1    目的IP地址：2.2.2.1

3、在AR2上的数据封装：

源MAC地址：d         目的MAC地址：e

源IP地址：1.1.1.1     目的IP地址：2.2.2.1

4、在AR3上的数据封装：

源MAC地址：f         目的MAC地址：g

源IP地址：1.1.1.1     目的IP地址：2.2.2.1

5、在AR4上的数据封装：

源MAC地址：h        目的MAC地址：y

源IP地址：1.1.1.1    目的IP地址：2.2.2.1

此时，数据发到了PC2上，当PC2会数据时，封装过程为该