IP報文在不同網段之間的轉發過程

ARP協議
ARP協議實現IP地址到MAC地址的轉換。日常使用中，我們用的是IP地址通信，而不是直接使用MAC地址，比如同一網段中，PC-A和PC-B通信，但是PC-A不知道PC-B的MAC地址，那麼PC-A就需要發送ARP廣播，詢問“xxx的MAC地址是多少啊”，PC-B收到廣播信息後，就會給出ARP響應“我的MAC地址是xxx”，如下圖所示。

報文的轉發
以我們常見的以太網幀為例，如下圖所示，PC-A向PC-B發送IP報文，在報頭需要封裝雙方的地址信息，源IP地址就是PC-A的IP地址，目的IP地址就是PC-B的IP地址，源MAC地址是PC-A的MAC地址。目的MAC地址是路由器Port1的MAC地址，也就是網關MAC地址，這是因為PC-A和PC-B不在同一個網段，其中要用到ARP協議進行轉換。

路由器收到這個報文後，發現目的MAC地址是本機Port1端口的，那麼需要進行下一步解析（如果目的MAC不是本機，說明是二層轉發，不繼續處理）。通過查找轉發表，發現不是自己的，而是需要發送到Port2，如果不知道PC-B的MAC地址，那麼需要發送ARP報文，詢問它的MAC地址，將目的MAC換成PC-B的MAC，源MAC換成Port2的MAC地址。

也就是說，在報文轉發的過程中，源/目的MAC地址會不斷的更新，而源IP和目的IP是不會改變的。

總之，IP設備通信時，我們用的是IP地址，二層網絡通信時，需要通過ARP協議轉換成“下一跳”的MAC地址。同一網段通信，雙方的源MAC、目的MAC、源IP、目的IP是不變的。不同網段通信時，雙方的源IP、目的IP是不變的，但是源MAC和目的MAC每“跳一次”都要更新，分別是上一個端口的MAC和下一跳的MAC。