古有關圣爺過五關斬六將，今有小小網絡包過網關闖世界。今天帥天給大家剖析一下，從局域網發出的網絡包是如何跋山涉水到達外面的世界的。

如何到達網關

在任何一臺機器上，當要訪問另一個 IP 地址的時候，都會先判斷，這個目標 IP地址，和當前機器的 IP 地址，是否在同一個網段。怎么判斷同一個網段呢？需要 CIDR 和子網掩碼。（關于 CIDR 和 子網
掩碼的知識請看帥天之前寫的文章）

如果是同一個網段，那就不需要通過網關，直接在局域網內部通信，將源地址和目標地址放入 IP 頭中，然后通過 ARP 獲得 MAC 地址，將源 MAC 和目的 MAC 放入 MAC 頭中，發出去就可以了。

如果不是同一網段，比如訪問淘寶，這就需要發往默認網關 Gateway。Gateway 的地址一定是和源 IP 地址是一個網段的。一般都是第一個，例如192.168.1.0/24 這個網段，Gateway 往往會是 192.168.1.1/24。

如何發往默認網關呢？因為網關和源 IP 肯定是同一個網段的，將源地址和目標 IP 地址放入 IP 頭中，通過 ARP 獲得網關的 MAC 地址，將源 MAC 和網關的 MAC 放入 MAC頭 中，發送出去。這和局域網內部通信方式一樣。網關所在的端口，例如 192.168.1.1/24 將網絡包收進來，然后接下來怎么做，就完全看網關的了。

網關如何轉發

網關轉發 IP 包的過程中，可能會對網絡包中的 IP 頭 和 MAC 頭進行修改。具體是如何操作的呢？請看下面兩個例子。

第一個例子，IP 頭始終保持不變。

在整個過程中，IP 頭里面的地址都是不變的。IP 地址在三個局域網都可見，在三個局域網之間的網段都不會沖突。在三個網段之間傳輸包，IP 頭不改變。

如下圖所示：

服務器 A 要訪問服務器 B。首先，服務器 A 會思考，192.168.4.101和我不是一個網段的，因而需要先發給網關。那網關是誰呢？已經靜態配置好了，網關是 192.168.1.1。網關的 MAC 地址是多少呢？發
送 ARP 獲取網關的 MAC 地址，然后發送包。包的內容是這樣的：

• 源 MAC：服務器 A 的 MAC

• 目標 MAC：192.168.1.1 這個網口的 MAC

• 源 IP：192.168.1.101

• 目標 IP：192.168.4.101

包到達 192.168.1.1這個網口，發現 MAC 一致，將包收進來，開始思考往哪里轉發。

在路由器 A 中配置了靜態路由之后，要想訪問 192.168.4.0/24，要從192.168.56.1 這個口出去，下一跳為 192.168.56.2。

于是，路由器 A 思考的時候，匹配上了這條路由，要從 192.168.56.1 這個口發出去，發給 192.168.56.2，那 192.168.56.2 的 MAC 地址是多少呢？路由器 A 發送 ARP 獲取 192.168.56.2 的 MAC 地址
，然后發送包。包的內容是這樣的：

• 源 MAC：192.168.56.1的 MAC 地址

• 目標 MAC：192.168.56.2的 MAC 地址

• 源 IP：192.168.1.101

• 目標 IP：192.168.4.101

包到達 192.168.56.2 這個網口，發現 MAC 一致，將包收進來，開始思考往哪里轉發。

在路由器 B 中配置了靜態路由，要想訪問 192.168.4.0/24，要從 192.168.4.1 這個口出去，沒有下一跳了。因為我右手這個網卡，就是這個網段的，我是最后一跳了。

于是，路由器 B 思考的時候，匹配上了這條路由，要從 192.168.4.1 這個口發出去，發給 192.168.4.101。那 192.168.4.101 的 MAC 地址是多少呢？路由器 B 發送 ARP 獲取 192.168.4.101 的 MAC 地
址，然后發送包。包的內容是這樣的：

• 源 MAC：192.168.4.1 的 MAC 地址

• 目標 MAC：192.168.4.101 的 MAC 地址

• 源 IP：192.168.1.101

• 目標 IP：192.168.4.101

包到達服務器 B，MAC 地址匹配，將包收進來。

通過這個過程可以看出，每到一個新的局域網，MAC 都是要變的，但是 IP 地址都不變。在 IP 頭里面，不會保存任何網關的 IP 地址。

第二個例子，IP 頭會變。

看下圖，服務器 A 想訪問服務器 B，但是細心的同學可能已經發現和上面的例子不同之處在于，服務器 A 的地址和 服務器 B 的 地址是相同的（不同局域網內）。

怎么解決這個問題呢？既然局域網之間沒有商量過，各管各的 IP 分配，那到國際上，就需要使用另外的地址。打個比方，就像出國，僅僅使用國內的身份證是不行的，必須得使用護照。

首先，目標服務器 B 在國際上要有一個國際的身份，我們給它一個192.168.56.2。在網關 B 上，我們記下來，國際身份 192.168.56.2 對應國內身份 192.168.1.101。凡是要訪問 192.168.56.2，都轉成 192.168.1.101。

于是，源服務器 A 要訪問目標服務器 B，要指定的目標地址為 192.168.56.2。這是它的國際身份。服務器 A 想，192.168.56.2 和我不是一個網段的，因而需要發給網關，網關是誰？已經靜態配置好了，
網關是 192.168.1.1，網關的MAC 地址是多少？發送 ARP 獲取網關的 MAC 地址，然后發送包。包的內容是這樣的：

• 源 MAC：服務器 A 的 MAC

• 目標 MAC：192.168.1.1 這個網口的 MAC

• 源 IP：192.168.1.101

• 目標 IP：192.168.56.2

包到達 192.168.1.1 這個網口，發現 MAC 一致，將包收進來，開始思考往哪里轉發。

在路由器A中配置了靜態路由：要想訪問 192.168.56.2/24，要從192.168.56.1 這個口出去，沒有下一跳了，因為我右手這個網卡，就是這個網段的，我是最后一跳了。

于是，路由器 A 思考的時候，匹配上了這條路由，要從 192.168.56.1 這個口發出去，發給 192.168.56.2。那 192.168.56.2 的 MAC 地址是多少呢？路由器 A 發送 ARP 獲取 192.168.56.2 的 MAC 地址
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總結

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