下面奔今天的主題首先介紹一下，網(wǎng)關(guān)的作用，因為實(shí)現中要借助網(wǎng)關(guān)。
路由器是三層的設備，主要協(xié)議為IP。三層設備主要負責尋址，通過(guò)查看自已通過(guò)各種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議或靜態(tài)指定的路由表，來(lái)確定數據包的傳送方向，路由器就像是站在十字路口的一個(gè)交警，如果有司機（數據包）不知道目的地就問(wèn)這個(gè)交警，這個(gè)交警從大腦的數據庫中檢索到，這個(gè)司機要去的目的地，然后再確定到達目的應走哪個(gè)路口。而計算機中有與OSI七層相對應的模塊，當應用層發(fā)出網(wǎng)絡(luò )請求后經(jīng)由表示層、會(huì )話(huà)層、傳輸層（具體功能不在本文范圍，請參看其它資料），要送到網(wǎng)絡(luò )層加封網(wǎng)絡(luò )層信息即IP地址，同時(shí)也要進(jìn)行尋址（路由）。但大部分的計算機是不支持路由協(xié)議的，既使和路由器相連也不會(huì )學(xué)習到任何路由信息。這就要行手工指定了。這就是網(wǎng)關(guān)的作用，設上網(wǎng)關(guān)就相當于在電腦中加入了一條這樣的路由條目（在命今提示符下輸入 route print 查看，特別注意，沒(méi)有網(wǎng)關(guān)是沒(méi)有這個(gè)條目的）。這里假定為網(wǎng)關(guān)為192.168.1.1 網(wǎng)卡IP為：192.168.1.123）：
Network Destination Netmask Gateway Interface Metric
0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.1 192.168.1.123 20
這是一條默認路由，意思是當在route print看到這張表上找不到去網(wǎng)目的地的路由條目時(shí)，將數據包發(fā)往網(wǎng)關(guān)192.168.1.1，interface為到達網(wǎng)關(guān)的本地接口，這里是192.168.1.123所在接口的鏈路上。（有這張表的前題是：你的網(wǎng)卡必須是處在UP狀態(tài)，既線(xiàn)纜接好的狀態(tài)下才能看到）。除上邊那個(gè)條目外應該還有很多條目，還必須說(shuō)的一個(gè)條目是你的直連路由條目，或說(shuō)你的網(wǎng)卡IP地址所在子網(wǎng)的路由（這條路由是系統自動(dòng)生成的）：
Network Destination Netmask Gateway Interface Metric
192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.1.123 192.168.1.123 20
意思是 到達你網(wǎng)卡IP所在子網(wǎng) 192.168.0.0／24（這里沒(méi)劃子網(wǎng)，就是主網(wǎng)號了）的數據包，都將會(huì )發(fā)到你的本地接口上 既192.168.1.123所在接口連接的鏈路上（Gateway和Interface為什么一樣，沒(méi)有一個(gè)很好的解釋我這樣認為：interface永遠都是本機上的某一接口，而gateway可能是本機上的某接口，也可能是到達目標網(wǎng)絡(luò )的下一跳地址，根據具體的情況而定。當Gateway是本機接口的IP說(shuō)明此路由只有一跳,無(wú)須中間路由）。
當PCA要給PCB發(fā)送數據時(shí)，首先應用程序產(chǎn)生數據，經(jīng)由上層協(xié)議送到網(wǎng)絡(luò )層，網(wǎng)絡(luò )層要完成他的使命，首先封裝源IP地址192.168.1.111，再封裝上目的IP地址192.168.1.222，下一部就要進(jìn)行路由了，這時(shí)就用到了計算機中的那張路由表。查表結果：去往192.168.0.0／24 （直連路由，同網(wǎng)段的）應發(fā)到192.168.1.123接口上。之后，還要引入一個(gè)新概念，就是arp表，就是由arp協(xié)議（address resolution protocol）產(chǎn)生的表。Arp是網(wǎng)絡(luò )層的協(xié)議，直接封裝在EthernetⅡ類(lèi)型的以太網(wǎng)幀里的。作用是請求 某IP地址所對應的以太網(wǎng)MAC地址。然后型成一張表，以便緩存此地址，下次直接再用。在這個(gè)例子中已經(jīng)確定，此數據包是發(fā)給PCB的，檢查目的和源IP地址，是在同一網(wǎng)段的，這時(shí)arp啟動(dòng)，發(fā)送request包(把arp包中的opcode位置0X0001)，包里的部分內容為
Sender MAC address 00:00:00:00:00:01 Sender IP address 192.168.1.111
Target MAC address 00:00:00:00:00:00 Target IP address 192.168.1.222
意思是：誰(shuí)的IP是192.168.1.222,請把你的MAC地址告訴192.168.1.111
然后PCB 發(fā)reply包（opcode位置0X0002）給源主機，部發(fā)內容如下：
Sender MAC address 00:00:00:00:00:02 Sender IP address 192.168.1.222
Target MAC address 00:00:00:00:00:01 Target IP address 192.168.1.111
意思是 我PCB 192.168.1.222 的mac地址是00:00:00:00:00:02
這樣源主機就知道了目的主機的MAC地址，數據包封裝的二層MAC目的地址為00:00:00:00:00:02
然后發(fā)到鏈路上，數據包就會(huì )順利到達，與此同時(shí)對方會(huì )學(xué)到PCA的mac（通信是雙向的嗎），雙方互相知道對方的MAC。
還以上面圖為例，現在假定PCB的IP為192.168.0.222 （不在同一網(wǎng)段）看看如何通信，實(shí)踐告訴我們IP不在同一網(wǎng)段的計算機之間是不能通過(guò)二層交換機進(jìn)行通信的，那么是為什么呢，有了上面的基礎就不難分析出來(lái)。PCA要發(fā)往PCB的數據包在進(jìn)行路由時(shí)，檢查發(fā)目的IP沒(méi)有和自已網(wǎng)卡IP在同一網(wǎng)段，也就不會(huì )有去往192.168.0.222／24的路由條目，這時(shí)就有兩種情況了，1、有網(wǎng)關(guān)，有網(wǎng)關(guān)就有默認路由，此時(shí)又有兩種情況如果網(wǎng)關(guān)IP和本地主機在同一網(wǎng)段arp協(xié)議就會(huì )請求網(wǎng)關(guān)的IP所對應的mac，如果不在同一網(wǎng)段，arp協(xié)議不會(huì )啟動(dòng)這是協(xié)議規定。（正好符合這個(gè)例子）2、沒(méi)有網(wǎng)關(guān)，自然沒(méi)有默認路由。這樣數據包就沒(méi)有去處，丟棄數據包。至此原因找以了，不能通信的原因在于，沒(méi)有路由條目，無(wú)法獲知對方的mac地址。怎么解決一下呢，只要在本地主機有條路由能指向目的主機，且有目的主機的mac地址，當然通信是雙向的目的主機也要有到源主機的路由和MAC的,這樣就能實(shí)現通信了，
下面看看實(shí)現方法如下圖：
在pcA上用arp -s 192.168.0.222 00-00-00-00-00-02 來(lái)加入一條靜態(tài)的IP to mac 映射表。網(wǎng)關(guān)設上192.168.0.222。其實(shí)加入網(wǎng)關(guān)就是在電腦上加入一條默認路由
(也可以用route add 192.168.0.0 mask 255.255.255.0 192.168.111加上一條路由)即
Network Destination Netmask Gateway Interface Metric
0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.0.222 192.168.1.111 1
Pc2 上用arp -s 192.168.1.111 00-00-00-00-00-01 加入一條靜太的映射。
網(wǎng)關(guān)為192.168.1.111。默認路由為
Network Destination Netmask Gateway Interface Metric
0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.111 192.168.0.222 1
此前的數據通信過(guò)程就成了這樣
PcA用層發(fā)出向pc2的通信，數據經(jīng)由表示層、會(huì )話(huà)層、傳輸層后，要送到網(wǎng)絡(luò )層加封網(wǎng)絡(luò )層信息即IP地址，源IP和目的IP不在同一網(wǎng)段（為沒(méi)有直連路由），用默認路由進(jìn)行發(fā)送，默認路由網(wǎng)關(guān)為192.168.0.222，查arp表有192.168.0.222所對應的mac地址（靜態(tài)指定的）這樣數據包就會(huì )被PCB接收，PCB也執行同樣的過(guò)程，這樣雙方就能通信了。好的大功告成了。
總結
這篇文章技術(shù)含量不高，但對通信細節要有明確了解，且還要有清晰的思路來(lái)讓讀者看懂。為了適應大多數人，所以寫(xiě)的比較啰唆，僅適用于初學(xué)者。在實(shí)現過(guò)程中，最后解釋的不清析，或說(shuō)不夠準確，還要寫(xiě)一篇文章來(lái)解釋一下。請關(guān)注。（此文有什么不足之處請留言指出）
