Cisco网络数据通信过程 ping不通如何排查

拓扑准备：

设备接口配置IP地址
PCA(config)#int f0/0
PCA(config-if)#ip add 172.18.96.100 255.255.255.0

查看IP地址是否配置正确，端口是否UP

其他接口同理配置
备注：PC1和PCB是用路由器模拟PC，要现在配置模式下关闭路由功能
PCA(config)#no ip routing

第一部分：分析ARP解析过程
ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议（网络层）：
————功能：根据IP地址获取物理MAC地址（show arp查看arp表项）
————条件1：ARP代理功能开启，思科默认开启（arp-proxy enable）
————条件2：路由表有目的段路由条目（show ip route）
先在接口下开启抓包功能

此时PCA上的ARP表项中只存在关于自己的IP地址ARP表项

这时候去ping直连同网段IP

可以看到PCA和Router1的mac地址如下

打开抓包工具，查看刚才抓到的ping报文

可以看到最开始有一个ARP解析过程：谁有172.18.96.1的MAC地址，告诉172.18.96.100

ARP询问的时候是个广播包，源mac是PCA，目的MAC是广播，全F

回复时候是个单播包，源mac是Router1，目的MAC是单播，PCA的mac地址

这时候在PCA上查看arp表项，可以看到多出一条源IP为172.18.96.1+ mac的表项

总结：ARP过程
将ARP请求广播到网络上所有主机，接受回复封装代理路由的接口MAC地址，并将IP地址和物理地址存入本机ARP缓存且保留一定时间。
ARP请求，发送的是广播包，目的MAC全为F
ARP回复，回复的是单播包，源MAC是回复方

第二部分：Ping过程

这时候PCA要去ping PCB，发现ping不通

接口抓包发现，PCA在请求PCB的ARP，没有收到ARP回复

查看Router1的路由表，没有存在192.168.225.0网段的路由

因此手工配置一条静态路由，下一跳地址指向12.2（Router1给PCA指了一条通向PCB的明路）
Router1(config)#ip route 192.168.225.0 255.255.255.0 12.12.12.2


此时依然ping不通

查看抓到的包，
发现一个ARP代理的过程：PCA请求PCB的ARP，回复的mac地址是Router1的f0/1。PCA要去跨路由器ping一个PCB，此时Router1充当的是PCA的网关的角色。（网关：A网段访问B网段必经的三层路由IP。）即Router1告诉PCA你要去访问PCB，交给我就好，剩下的事情我来处理。
以及5个没有被回复的icmp request包

分析：在另一个端PCB抓包

发现PCB收到了PCA发来ICMP，request报文。开始准备回复，却发现没有PCA的MAC地址，因此开始进行对PCA的ARP请求，但是没有收到PCA的ARP回复

不难猜到，Router2上没有去往172.18.96.0网段的路由条目。同样手工在Router2上给PCB指条通往PCA的明路
Router2(config)#ip route 172.18.96.0 255.255.255.0 12.12.12.1

这时候再去Router1和Router2之间抓包查看

此时PCA和PCB可以互通

抓包可以看到icmp request报文得到icmp reply报文的回复

由此可见，爱情需要双向奔赴，通信也是！

总结：
PC有配网关：对网关地址进行一次ARP请求，生成一条以网关地址为下一跳的默认路由（匹配所有路由）
PC无网关（即直连网段）：对当前访问的目的IP进行ARP请求，以出接口的形式发包，发送数据。
ARP代理：
——————1）数据封装时为了二层的封装（ARP请求）。
——————2）代理的路由器有目的端的路由条目
——————3）代理功能开启（思科默认开启）
ICMP（Internet Control Message Protocal）网络控制报文协议：
用于在IP主机、路由器之间传递控制消息，用于检测网络痛不痛、主机是否可达、酷游是否可用等
Ping中用到的两种消息类型：
————icmp echo request
————icmp echo reply
————两个都没有or只有ICMP request，结果为 …
————UUUU:目标不可达（有回包），请求不成功。
————————————1. ACL拒绝。
————————————2. 中间路由器没有去往目标的条目

思考题：

所有设备清除ARP表项。或者所有接口shutdown 关闭 再 no shutdown 打开
Router1#clear arp-cache

为什么这次ping通前面有两个点，而不是5个感叹号呢？

答案揭晓：
第一个点，在PCA和Router1之间丢包，96.100对96.1做一个ARP解析过程


第二个点，在Router1和Router2之间丢包，12.1对12.2做一个ARP解析过程

扩展知识：
无故ARP：（当主机的地址被分配到新的地址是会执行）
用自己的IP地址作为目的IP地址，发送ARP请求，目的是检查地址重复。

ICMP重定向：

ICMP重定向过程：
PC要去访问1.1.1.1，而默认网关为A时
————1）PC将ICMP包发给默认网关A
————2）A发现符合ICMP重定向条件
————3）将ICMP包发往B，且发送ICMP重定向给主机
ICMP重定向触发条件：
————1.重改接口接受的ICMP包又从同一个接口发送出去
————2.源IP地址和下一跳地址是同网段

审核编辑：汤梓红