同个网段和不同网段的ping过程

转载自：ping命令整个过程详解

略有增删改。

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ARP缓存表（IP-MAC的映射），如果没有B的MAC地址，A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，交换机收到这个报文后，它会学习到A的MAC和入端口号并保存在MAC地址表中（MAC-port映射）（或者更新A的MAC-port生存期），接着，它会向所有端口发送这个ARP广播包，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（路由器可以隔绝广播域，一般情况下会丢弃广播包，除非开了代理ARP功能）。主机B收到报文后，就立即响应，我的MAC地址是多少，并回复一个ARP响应报文格式给主机A。如图：

ARP报文格式为：

交换机收到ARP响应包之后，先学习B的MAC-port并记录在MAC地址表中（或者更新B的MAC-port的生存期），接着它根据目的MAC查找MAC地址表，发现这个目的MAC跟port有映射，所以直接把这个ARP响应包从该端口发出去给A了。

而主机A根据ARP响应包，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： 

交换机这个时候已经知道目的MAC为B的数据包要从哪个端口发出去了，所以它会把ICMP包直接从该端口单播出去。

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.。ICMP报文格式如下（目的MAC是路由器的网卡地址，目的IP还是主机C的ip。这也进一步反应了链路层只管一跳，而网络层管host-to-host）：

当路由器收到主机A发过来的ICMP报文，发现其目的地址是本身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，得到一个出端口，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（源MAC是路由器网卡地址，目的MAC是主机C的地址）：

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: 

路由器收到ICMP响应后，修改ICMP包的目的MAC为00-50-56-C0-00-01,源MAC为00-50-56-C0-00-02，源IP和目的IP保持不变。