2020-08-02：输入ping IP 后敲回车，发包前会发生什么？

福哥答案2020-08-02：

首先根据目的IP和路由表决定走哪个网卡，再根据网卡的子网掩码地址判断目的IP是否在子网内。如果不在则会通过arp缓存查询IP的网卡地址，不存在的话会通过广播询问目的IP的mac地址，得到后就开始发包了，同时mac地址也会被arp缓存起来。

知乎答案：
大体上思路差不多，先查路由表，再查ARP表，最后发送ICMP(ping)包，

(1) 查路由表
目的: 找到网关，
由于网关都会跟本地某一个网卡在一个网段，因此发包的网卡也就找到了，
如果你网关跟本地任何一个网卡都没在一个网段，那么配置此网关时，不会在路由表里生成路由，也就是配置不生效。
怎么实现:
源主机系统拿要访问的目的IP跟路由表的每一条路由项进行匹配，先跟路由项的掩码进行与运算，得出目的网络号，再与该路由项的目的网络进行比对。
如果相同，则记录该路由项的网关，如果不同，也就无需记录，找完这项，继续查询找下一项，直到查完整个路由表。
查完以后，存在三种情况，一个网关都找不到，找到一个网关，找到多个网关。
一个网关都找不到，也就意味着到目的IP路由不可达，发送失败。找到一个网关，那就可以下一步，找ARP表。
找到多个网关，根据最长匹配机制，选出一个，如果根据最长匹配机制还是找不出，那就随机选择一个，这里有太多细节，一般对于路由器而言，才存在这种可能，对于我们平时的主机而言，这种情况百年难遇，不做过多讨论。
看到这里，可能有同学问，每发一个包，都要把路由表找个遍，岂不是很慢？是的，不过我们平时路由表里面也没有几条路由，漫不了多少。
但对于运营商的路由器而言，可是百万级别的路由，而且数据发送频率不要太快，是的，因此在运营商的路由器里面有个快速转发表，由专业的芯片实现，快速转发表，其实就是经常查找的路由项组成的缓存，优先级比路由表高，缓存表找不到才查路由表。当然还有它技术的结合，不做那一块，没必要了解那么多，就此打住。

(2) 查找ARP表
目的: 找到目的IP的MAC地址或者网关的MAC地址
怎么实现:
上一步，查找要路由表后，找不到网关就到不了这一步，找到网关后(无论是一选一，还是多选一，到这一步就剩一个)。
网关可能有两种情况，一是为本地网卡ip或on-link (windows系统这么叫，linux或者其他路由器可能叫directly connected，反正都一个意思)，一是为第三方ip地址(该ip地址，一定会很本地网卡的某一个在一个网段，原因前面说了)。
如果网关为本地网卡ip或on-link，说明目的IP地址跟自己的某个网卡在一个网段，也就是我们说的直连。
如果网关为第三方IP，说明目的IP地址跟自己任何一个网卡都不在一个网段，也就是跨网段。
(2.1) 当直连时
源主机就会拿目的IP地址查ARP表，找其对应的MAC地址。
如果ARP表里没有就发送ARP广播包，去问连在同一个网络内的所有设备，如果某一台设备拥有此目的IP，它就回复其MAC地址。
本机收到后会缓存下来，写到ARP表，方便下一次查找，当然不是永久存储，有超时时间，一般是五分钟。
如果没有人回复，也就意味着查找ARP表失败，因此发送数据失败。
(2.2) 当跨网段时
其实跟一步一样，不同的是，拿网关的IP去查，而不是目的IP，这样子要么查找失败，要么找到网关的MAC地址。

(3) 发送ping包
到了这一步，也就意味着要么找到目的IP的MAC地址，要么找到目的IP所经过的网关的MAC地址。
源主机利用目地主机的IP为目的IP，以目的IP的MAC地址或者网关的MAC地址为目的MAC。
利用本地多网卡中与目的网关在一个网段的网卡的IP地址为源IP，以其MAC地址为的源MAC。
开始构造ICMP报文，从上一步选出的网卡发送出去。
(4) 后续
网关收到后如何处理？目的主机收到后如何处理？
不说了，手机打了一个小时，我太难了， ，把这个搞清楚，也算半个CCNA了吧。