探索封包轉送流程
Explore Packet Forwarding
逐跳追蹤兩個 LAN 之間的 IPv4 封包,分辨 IP、MAC 與 TTL 的變化。
基本拓撲 TOPOLOGY
原創示意圖 · 靜態拓撲設備與位址 ADDRESSING
先確認介面名稱,再開始設定| 設備 DEVICE | 介面 | IPv4 位址 | 子網路遮罩 | 預設閘道 |
|---|---|---|---|---|
| PC1 | Ethernet | 192.168.81.10 | 255.255.255.0 | 192.168.81.1 |
| R1 | Gi0/0 | 192.168.81.1 | 255.255.255.0 | — |
| R1 | Gi0/1 | 10.8.12.1 | 255.255.255.252 | — |
| R2 | Gi0/1 | 10.8.12.2 | 255.255.255.252 | — |
| R2 | Gi0/0 | 192.168.82.1 | 255.255.255.0 | — |
| PC2 | Ethernet | 192.168.82.20 | 255.255.255.0 | 192.168.82.1 |
查看線路對照表(3 條連線)
| 起點 | 終點 | 介面對照 |
|---|---|---|
| pc1 | r1 | Ethernet ↔ Gi0/0 |
| r1 | r2 | Gi0/1 ↔ Gi0/1 |
| r2 | pc2 | Gi0/0 ↔ Ethernet |
這次練習,你會學到
- 建立雙向靜態路由與回程路徑。
- 用路由表及 ARP 表推理每一跳的轉送。
- 說明 MAC 逐段改變、IP 保持與 TTL 遞減。
開始之前
- 具備本題涉及的 IPv4/IPv6 與子網路基礎,能在自己的隔離練習環境開啟 Console。
- 使用合法設備與軟體映像,先備份現有設定,介面名稱以自己的裝置為準。
適用環境與驗證狀態
ISR 1941 / IOS 15.x待驗證原創教案,尚未於實體設備驗證。依實際硬體、IOS/AireOS 版本與授權核對命令;介面名稱不可直接套用至正式設備。
循序操作 STEP BY STEP
在你自己的練習環境操作。命令複製不包含提示字元;所有輸出皆為示例。
01 設定來源側與去程路由
PC1 依 IP 表設定。以下只貼到 R1;此情境沒有 NAT,遠端 IP 不會因路由轉送而變成下一跳 IP。
展開參考指令 R1 · 全域 / 介面
enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.81.1 255.255.255.0
no shutdown
interface GigabitEthernet0/1
ip address 10.8.12.1 255.255.255.252
no shutdown
exit
ip route 192.168.82.0 255.255.255.0 10.8.12.2
endPC1 依 IP 表設定。以下只貼到 R1;此情境沒有 NAT,遠端 IP 不會因路由轉送而變成下一跳 IP。
查看預期結果 範例輸出,非真實執行
R1 路由表有 192.168.82.0/24 via 10.8.12.2。02 設定目的側與回程路由
PC2 設 192.168.82.20/24,閘道192.168.82.1。R2 必須知道192.168.81.0/24,否則請求可能到達而回覆無法回程。
展開參考指令 R2 · 全域 / 介面
enable
configure terminal
interface GigabitEthernet0/0
ip address 192.168.82.1 255.255.255.0
no shutdown
interface GigabitEthernet0/1
ip address 10.8.12.2 255.255.255.252
no shutdown
exit
ip route 192.168.81.0 255.255.255.0 10.8.12.1
endPC2 設 192.168.82.20/24,閘道192.168.82.1。R2 必須知道192.168.81.0/24,否則請求可能到達而回覆無法回程。
查看預期結果 範例輸出,非真實執行
R2 可找到來源網段的回程靜態路由。03 先做逐跳查表
在 R1 比較到 PC2 的路由與到下一跳的 ARP;R1 在 transit 鏈路只需找 R2 的 MAC,並不對 PC2 的遠端 IP 發 ARP。多條前綴存在時先採最長前綴匹配。
展開參考指令 R1 · 特權 EXEC
show ip route 192.168.82.20
show arp
show interfaces GigabitEthernet0/1在 R1 比較到 PC2 的路由與到下一跳的 ARP;R1 在 transit 鏈路只需找 R2 的 MAC,並不對 PC2 的遠端 IP 發 ARP。多條前綴存在時先採最長前綴匹配。
查看預期結果 範例輸出,非真實執行
192.168.82.0/24 靜態路由指向 10.8.12.2,該位址可有 ARP 項目。04 從 PC1 測試路徑
下列是 Windows 指令。tracert 使用逐增TTL探測,中繼設備可能不回覆而出現星號;最後ping成功與否也應搭配路由表判斷。首個ping可能因ARP短暫延遲。
展開參考指令 PC1 · Windows CMD
ping 192.168.82.20
tracert -d 192.168.82.20
arp -a下列是 Windows 指令。tracert 使用逐增TTL探測,中繼設備可能不回覆而出現星號;最後ping成功與否也應搭配路由表判斷。首個ping可能因ARP短暫延遲。
查看預期結果 範例輸出,非真實執行
可能依序看到192.168.81.1、10.8.12.2、192.168.82.20;實際回覆來源依平台選擇。05 對照三段封裝
畫出 PC1→R1、R1→R2、R2→PC2 的來源/目的MAC。IP來源192.168.81.10、IP目的192.168.82.20,在無NAT情境維持;每次路由轉送TTL減1並重算IPv4標頭checksum。若需證明封包細節,在自有環境擷取,不能把本頁示例當擷取結果。
查看預期結果 範例輸出,非真實執行
三段 MAC 各屬當地鏈路;路由器每次重新封裝 L2,IP終點保持。06 保存與復原
兩台路由器各保存設定。復原靜態路由時使用原命令前加 no,再依紀錄還原介面IP與PC設定。不要直接清空整台設備。
展開參考指令 R1 / R2(各自執行) · 特權 EXEC
copy running-config startup-config
show ip route兩台路由器各保存設定。復原靜態路由時使用原命令前加 no,再依紀錄還原介面IP與PC設定。不要直接清空整台設備。
查看預期結果 範例輸出,非真實執行
雙向路由在各自startup-config保存。確認你的設定 VERIFICATION
R1: show ip route 192.168.82.20預期狀態 192.168.82.0/24 via 10.8.12.2。
ARP解出下一跳MAC,路由表選擇L3出路。
PC1: ping 192.168.82.20預期狀態 目的PC回應。
成功需要雙向路由、主機閘道與防火牆允許。
常見問題與排查
R1可ping R2但PC1無法ping PC2
逐一確認PC閘道、R2回程路由與ICMP防火牆。
預期MAC在遠端ARP表找不到
ARP僅解析本地鏈路,遠端端點由最後一跳路由器解析。
參考資料
依 CCNA v2.2 主題自行編寫之練習,非官方逐字教材。
發布版本 1 · 範例輸出供理解,指令尚待實機驗證。