数据包从源到目的地的传输过程
步骤1：PC1 需要向PC2 发送一个数据包
PC1 将IP 数据包封装成以太网帧，并将其目的MAC 地址设为R1 FastEthernet 0/0 接口的MAC 地址。

PC1 是如何确定应该将数据包转发至R1 而不是直接发往PC2?这是因为PC1 发
现源IP 地址和目的IP 地址位于不同的网络上。

PC1 通过对自己的IP 地址和子网掩码执行AND 运算，从而了解自身所在的网络。

同样，PC1 也对数据包的目的IP 地址和自己的子网掩码执行AND 运算。

如果两次运算结果一致，则PC1 知道目的IP 地址处于本地网络中，无需将数据包转发到默认网关(路由器)。

如果AND 运算的结果是不同的网络地址，则PC1 知道目的IP 地址不在本地网络中，因而需要将数据包转发到默认网关(路由器)。

注：如果数据包目的IP 地址与PC1 子网掩码进行AND 运算后，所得到的结果并非PC1 计算得出的自己所在的网络地址，该结果也未必就是实际的远程网络地址。

在PC1 看来，只有当掩码和网络地址相同时，目的IP 地址才属于本地网络。

远程网络可能使用不同的掩码。

如果目的IP 地址经过运算后得到的网络地址不同于本地网络地址，则PC1 无法知道实际的远程网络地址，它只知道该地址不在本地网络上。

PC1 如何确定默认网关(路由器R1)的MAC 地址?PC1 会在其ARP 表中查找默认网关的IP 地址及其关联的MAC 地址。

如果该条目不存在于ARP 表中会发生什么情况?PC1 会发出一个ARP 请求，然后路由器R1 作出ARP 回复。

步骤2：路由器R1 收到以太网帧
1. 路由器R1 检查目的MAC 地址，在本例中它是接收接口FastEthernet 0/0 的MAC 地址。

因此，R1 将该帧复制到缓冲区中。

2. R1 看到“以太网类型”字段的值为0x800，这表示该以太网帧的数据部分包含IP 数据包。

3. R1 解封以太网帧。

4. 由于数据包的目的IP 地址与路由器R1 的所有直连网络均不匹配，R1 将求助于路由表来确定数据包的路由方式。

R1 搜索路由表中的条目，看看其中是否存在网络地址和子网掩码的组合能否构成目的IP 地址所在的网络。

在本例中，路由表存在192.168.4.0/24 网络的路由条目。

数据包的目的IP 地址为192.168.4.10，这是该网络中的主机IP 地址。

R1 到192.168.4.0/24 网络的路由的下一跳IP 地址为192.168.2.2，送出接口为FastEthernet 0/1。

这表示IP 数据包将封装到一个新的以太网帧中，其目的MAC 地址为下一跳路由器的IP 地址对应的MAC 地址。

由于送出接口连接的是以太网，R1 必须将下一跳IP 地址解析为目的MAC 地址。

5. R1 在其FastEthernet 0/1 接口的ARP 缓冲区中查找下一跳IP 地址
192.168.2.2。

如果该条目不在ARP 缓冲区中，R1 会从FastEthernet 0/1 接口发出一个ARP 请求。

R2 以ARP 回复应答。

收到ARP 回复后，R1 便使用192.168.2.2 条目及相关MAC 地址更新其ARP 缓冲区。

6. IP 数据包被封装到新的以太网帧中，并从R1 的FastEthernet 0/1 接口发出。

步骤3：数据包到达路由器R2
1. 路由器R2 检查目的MAC 地址，在本例中它是接收接口FastEthernet 0/0 的MAC 地址。

因此，R1 将该帧复制到缓冲区中。

2. R2 看到“以太网类型”字段的值为0x800，这表示该以太网帧的数据部分包含IP 数据包。

3. R2 解封以太网帧。

4. 由于数据包的目的IP 地址与路由器R2 的所有接口地址均不匹配，R2 将查询其
路由表来确定数据包的路由方式。

R2 使用与R1 相同的过程在路由表中搜索数据包的目
的IP 地址。

R2 的路由表中有到192.168.4.0/24 的路由，下一跳IP 地址为192.168.3.2 且送出接口为Serial 0/0/0。

因为送出接口不是以太网，所以R2 不需要将下一跳的IP 地址解析为目的MAC 地址。

当接口为点对点串行连接时，R2 将IP 数据包封装成适合送出接口(HDLC、PPP 等)使用的数据链路帧格式。

在此情况下，第2 层封装为PPP;因此，数据链路目的地址将设
置为广播地址。

请记住，串行接口没有MAC 地址。

5. IP 数据包封装成新的数据链路帧(PPP)，然后通过serial 0/0/0 送出接口发送出去。

步骤4：数据包到达R3
1. R3 接收并将数据链路PPP 帧复制到缓冲区中。

2. R3 解封数据链路PPP 帧。

3. R3 在路由表中搜索数据包的目的IP 地址。

路由表的搜索结果显示，该地址所在的网络为R3 的直连网络。

这表示该数据包可以直接发往目的设备，不需要将其发往另一台路由器。

因为送出接口是直连的以太网，所以R3 需要将数据包的目的IP 地址解析为目的MAC 地址。

4. R3 在其ARP 缓存中搜索数据包的目的IP 地址192.168.4.10。

如果该条目不在ARP 缓冲区中，R3 会从FastEthernet 0/0 接口发出一个ARP 请求。

PC2 用其自身的MAC 地址回复ARP 应答。

R3 用条目192.168.4.10 及ARP 应答中返回的MAC 更新其ARP 缓存。

5. IP 数据包被封装到新的数据链路(以太网)帧中，并从R3 的FastEthernet 0/0 接口发出。

步骤5：封装有IP 数据包的以太网帧到达PC2
1. PC2 检查目的MAC 地址，发现该地址与接收接口的MAC 地址(PC2 的以太网网卡)匹配。

因此PC2 将数据帧的剩余部分复制到缓冲区中。

2. PC2 看到“以太网类型”字段的值为0x800，这表示该以太网帧的数据部分包含IP 数据包。

3. PC2 解封以太网帧并将IP 数据包传递至操作系统的IP 进程。