第6章 链路层与局域网

6.1 链路层概述

6.1.1 链路层功能

链路层的核心任务是将网络层数据报（Datagram）通过单个链路从一个节点传输到物理相邻的下一个节点。其具体功能包括：

1. 成帧（Framing）：将网络层数据报封装在帧（Frame）中，添加首部和尾部（用于帧定界）。
2. 链路接入（Link Access）：媒体访问控制（MAC）协议规定了帧如何在链路上传输。对于共享介质（如 WiFi、早期以太网），MAC 协议负责协调发送以避免碰撞。
3. 可靠交付（Reliable Delivery）：通过确认和重传机制，保证数据报在链路上的无差错传输。通常用于高误码率链路（如无线链路），而在低误码率链路（如光纤、双绞线）上通常不提供此服务以减少开销。
4. 差错检测与纠正（Error Detection and Correction）：检测信号衰减或噪声引入的比特错误。
   • 检测：接收方检测到错误后丢弃帧或请求重传。
   • 纠正：接收方直接定位并纠正错误比特。

6.1.2 数据单元

• 帧（Frame）：链路层的协议数据单元。 链路层帧将网络层的数据报（Packet）封装在核心载荷部分，并添加必要的首部（Header）和尾部（Trailer）。 帧的典型结构包含以下字段：

1. 帧定界符（Frame Delimiter）：用于指示帧的开始和结束（如前导码）。
2. 地址字段（Address）：源 MAC 地址和目的 MAC 地址，用于在局域网内标识发送方和接收方。
3. 类型字段（Type）：指出上层协议类型（如 IPv4, IPv6, ARP）。
4. 数据字段（Payload）：承载的网络层数据报（最大传输单元 MTU 限制了其长度，如以太网默认为 1500 字节）。
5. 差错检测位（Error Check）：通常是 CRC 校验码，用于检测传输过程中的比特错误。

6.1.3 链路层服务

主要包括：成帧、链路接入、可靠交付、流量控制、差错检测、差错纠正、半双工/全双工通信支持。

6.1.4 实现位置

• 网络适配器（网卡 NIC）：链路层的主体实现位置。
• 软硬件结合：核心控制器（硬件）处理成帧、MAC 协议、差错检测等；驱动程序（软件）处理配置和中断。

6.2 差错检测与纠正

在不可靠的链路上，比特差错是常态。链路层通过添加冗余信息（EDC, Error Detection and Correction bits）来检测或纠正错误。

6.2.1 奇偶校验（Parity Check）

最简单的检错方法，分为奇校验和偶校验。

• 单比特偶校验（Even Parity）：

  • 规则：发送方在数据后附加 1 个校验位，使得整个帧（数据+校验位）中“1”的个数为偶数。
  • 例子：
    • 数据：1011 0101 (5个1)
    • 校验位：1 (使得总共有6个1)
    • 发送：1011 0101 1
  • 能力：能检测出奇数个比特错误，但无法检测偶数个比特错误（如2个位同时反转），且无法定位错误位置。

• 二维奇偶校验（2D Parity）：

  • 规则：将数据排列成矩阵，对每一行和每一列分别计算奇偶校验位。
  • 能力：不仅能检测错误，还能利用行列交点定位并纠正单比特错误。

6.2.2 Internet 校验和（Checksum）

常用于传输层（UDP/TCP）和网络层（IP），但原理属于通用的检错技术。

• 计算步骤（发送方）：
  1. 将数据划分为 16 位的序列。
  2. 将所有 16 位序列进行二进制反码求和（1's complement sum）。即：常规二进制加法，若最高位有进位，则将进位加到最低位。
  3. 对最终结果取反，得到校验和。
• 例子：
  • 数据：10111011 10110101 (Word 1) 和 10001111 00001100 (Word 2)
  • 求和：

      10111011 10110101
    + 10001111 00001100
    -------------------
    1 01001010 11000001  (溢出 1)
      01001010 11000001
    +                 1  (回卷加 1)
    -------------------
      01001010 11000010

  • 取反：10110101 00111101 (这就是校验和)
• 接收方：将所有数据（包括校验和）相加，结果若全为 1，则无错。

6.2.3 循环冗余检测（CRC）

链路层最广泛使用的检错技术（如以太网、WiFi）。基于多项式除法。

• 原理：
  • 发送方和接收方协商一个生成多项式 G（$r+1$ 位）。
  • 对于数据 D，发送方计算一个 $r$ 位的 R（FCS，帧检验序列），使得拼接后的 $D\cdot 2^r+R$ 能被 $G$ 整除（模 2 运算）。
  • 模 2 运算：加法和减法都不借位/进位，等同于 XOR（异或）。
• 计算 R 的例子：
  • 假设数据 $D=101110$
  • 生成多项式 $G=1001$ ($r=3$ 位)
  • 步骤：
    1. $D$ 左移 $r$ 位：$101110\to 101110\mathbf{000}$
    2. 用 $101110000$ 除以 $1001$（模 2 除法）：

             101011  (商，不重要)
           __________
       1001 ) 101110000
              1001
              ----
               0101
               0000
               ----
                1010
                1001
                ----
                 0110
                 0000
                 ----
                  1100
                  1001
                  ----
                   1010
                   1001
                   ----
                    011 (余数 R)

    3. 得到 $R=011$。
    4. 发送帧：$101110\mathbf{011}$。
• 接收方：用收到的数据除以 $G$，若余数为 0 则无错，否则有错。
• 特点：能检测所有突发长度小于 $r+1$ 的错误，检错能力极强，易于硬件实现。

6.3 多路访问协议

6.3.1 多路访问的含义

在广播链路（Broadcast Link）中，多个节点共享同一个传输介质（如早期同轴电缆以太网、WiFi）。当两个或多个节点同时发送帧时，信号会在介质上叠加，导致碰撞（Collision），使得接收方无法正确解码。 多路访问控制协议（MAC Protocol）就是一种分布式算法，用于协调多个节点的发送行为，以避免碰撞或在碰撞后恢复。

6.3.2 协议分类（3类）

MAC 协议主要分为以下三类：

1. 信道划分协议（Channel Partitioning Protocols）：静态划分信道资源（时间、频率、码片），适合高负载。
2. 随机接入协议（Random Access Protocols）：节点争用信道，发生碰撞后重传，适合突发低负载。
3. 轮流协议（Taking-Turns Protocols）：节点轮流发送，结合了前两者的优点。

6.3.3 信道划分协议（重点）

这类协议通过严格划分资源来避免碰撞。

• TDMA（时分多路访问）：将时间划分为帧，每帧划分为 N 个时隙，每个节点固定分配一个时隙。
  • 优点：无碰撞，公平。
  • 缺点：低负载时效率低（节点不发数据时，时隙浪费），需严格时钟同步。
• FDMA（频分多路访问）：将频谱划分为 N 个频带，每个节点分配一个专用频带。
  • 优点：无碰撞。
  • 缺点：频带闲置时浪费资源。
• CDMA（码分多路访问）：每个节点分配唯一的编码序列（Code），允许同时发送，接收方通过解码分离信号（主要用于无线网络）。

6.3.4 随机接入协议

节点有帧就发，不预先分配资源。

1. ALOHA：最原始的协议，想发就发。若无 ACK 则重传。效率极低。
2. 时隙 ALOHA（Slotted ALOHA）：将时间分片，节点只能在时隙开始时发送。效率比纯 ALOHA 翻倍，但仍有空闲和碰撞。
3. CSMA（载波侦听多路访问）：
   • “说话前先听”（Listen before talk）：发送前侦听信道，若忙则等待，若闲则发送。
   • 仍然会有碰撞：因为传播延迟（Propagation Delay），节点 A 发出的信号还没到达 B，B 以为信道空闲也发送。
4. CSMA/CD（碰撞检测）（重点）：
   • 工作原理：
     1. 侦听：发送前侦听信道，若忙则等待，若闲则发送。
     2. 发送并检测：边发送边检测信号电压（Listen while talk）。
     3. 碰撞处理：若检测到碰撞，立即停止发送（不再浪费时间发完整个帧），并发送人为干扰信号（Jamming Signal）通知所有节点。
     4. 退避：进入二进制指数退避（Binary Exponential Backoff）算法，计算随机等待时间后重试。
   • 核心优势：相比 CSMA，大幅减少了碰撞持续时间，提高了信道利用率。
   • 应用：经典有线以太网。

🔬

CSMA/CD 协议工作原理

交互式模拟以太网的载波侦听、碰撞检测、干扰信号广播及二进制指数退避过程。

点击前往交互式实验 →

6.3.5 轮流协议（重点）

试图结合随机接入（低负载延迟低）和信道划分（高负载无碰撞）的优点。

1. 轮询协议（Polling）：
   • 有一个主节点（Master）依次询问从节点（Slave）是否有数据发送。
   • 优点：无碰撞，无空闲时隙浪费，利用率高。
   • 缺点：轮询开销（Polling overhead），延迟（需等主节点问到），单点故障风险（主节点挂了全网瘫痪）。
2. 令牌传递协议（Token Passing）：
   • 一个特殊的控制帧“令牌”（Token）在节点间按顺序传递。
   • 持有令牌的节点才能发送数据，发完后将令牌传给下一个。
   • 优点：无碰撞，效率高，去中心化。
   • 缺点：令牌丢失需复杂恢复机制，节点故障可能中断环。

6.4 局域网 (LAN) 与以太网

6.4.1 局域网概述

局域网 (Local Area Network, LAN) 是指在较小的地理范围内（如家庭、学校、办公楼），将各种计算机、外设和数据库系统互联起来的计算机网络。

• 特点：

  1. 范围小：通常几公里以内。
  2. 速率高：从早期的 10Mbps 到现在的 100Gbps。
  3. 误码率低：使用优质传输介质（双绞线、光纤），误码率极低。
  4. 广播信道：传统 LAN 多采用共享信道，支持广播和组播。

• 体系结构 (IEEE 802 标准)： 为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，IEEE 802 委员会将链路层拆分为两个子层：

  1. 逻辑链路控制子层 (LLC, Logical Link Control)：
     • 上层子层。
     • 向网络层提供统一的接口，隐藏不同物理网络的差异。
     • 负责帧的序号管理、流量控制和差错控制（在现代 TCP/IP 栈中，LLC 的功能多被上层协议接管，变得透明或简化）。
  2. 媒体访问控制子层 (MAC, Media Access Control)：
     • 下层子层，直接与物理层交互。
     • 负责组帧、寻址（MAC 地址）和多路访问控制（如 CSMA/CD）。
     • 不同的 LAN 技术（以太网、WiFi）主要区别在于 MAC 子层和物理层。

6.4.2 以太网特性

以太网（Ethernet）是目前最主流的有线 LAN 技术：

• 无连接 (Connectionless)：发送方和接收方之间不进行握手。
• 不可靠 (Unreliable)：不向发送方确认，差错帧直接丢弃（依靠高层 TCP 重传）。
• 拓扑结构 (Topology)：
  • 总线型 (Bus)：早期以太网（10Base2/10Base5）使用同轴电缆，所有节点共享一条介质（碰撞域）。
  • 星型 (Star)：现代以太网（10BaseT及以后）使用双绞线连接到中心设备（集线器或交换机）。
• 工作模式：
  • 早期（集线器）：共享介质，半双工，使用 CSMA/CD。
  • 现代（交换机）：独占带宽，全双工，无碰撞（不使用 CSMA/CD）。

6.4.3 以太网帧结构

帧格式（Ethernet II）： [前同步码 8B] [目的 MAC 6B] [源 MAC 6B] [类型 2B] [数据 46-1500B] [CRC 4B]

• 字段详解：
  • 前同步码 (Preamble)：8 字节，用于接收方时钟同步。
  • 地址：6 字节源/目的 MAC 地址。
  • 类型 (Type)：2 字节，指出上层协议（0x0800=IPv4, 0x0806=ARP）。
  • 数据 (Payload)：46 ~ 1500 字节。
  • CRC：4 字节帧检验序列。
• 帧长度限制：
  • 最小帧长度：64 字节（6+6+2+46+4）。
    • 原因：为了保证 CSMA/CD 能够检测到碰撞（发送时延 >= 往返传播时延 RTT）。
    • 若数据不足 46 字节，必须进行填充 (Padding)。
  • 最大传输单元 (MTU)：1500 字节（数据部分）。

6.4.4 链路层交换机 (Switch)

交换机是现代以太网的核心设备，工作在链路层（Layer 2）。它通过过滤和转发帧，将局域网从共享介质（碰撞域）转变为独占带宽的交换式网络。

1. 交换机的位置与作用

• 位置：连接局域网内的多个主机或子网，处于网络拓扑的中心（星型拓扑）。
• 核心功能：
  • 转发（Forwarding）：将进入接口的帧导向正确的输出接口。
  • 过滤（Filtering）：决定帧是该转发到特定接口还是丢弃。
  • 隔离碰撞域：每个接口是一个独立的碰撞域，支持全双工通信（无碰撞）。
  • 透明性：主机感知不到交换机的存在（即插即用）。

2. 交换机表（Switch Table）

交换机依靠交换机表来决定转发路径。表中每一项包含：

• MAC 地址：主机的物理地址。
• 接口：该 MAC 地址所连接的交换机端口。
• 时间戳：记录表项生成时间（用于老化删除）。

MAC 地址	接口 (Interface)	TTL (Time To Live)
1A-2B-3C-4D-5E-6F	1	60s
A1-B2-C3-D4-E5-F6	2	60s

3. 自学习算法（Self-Learning）

交换机表是即插即用（Plug-and-play）的，无需人工配置，通过自学习动态建立：

1. 记录源：当交换机从接口 $x$ 收到一个帧时，它记录下该帧的源 MAC 地址与接口 $x$ 的映射关系（因为它知道该 MAC 就在接口 $x$ 的方向）。
2. 查找目的：检查帧的目的 MAC 地址是否在表中：
   • 命中（Known Unicast）：如果目的 MAC 在表中且关联接口为 $y$：
     • 若 $x=y$，丢弃帧（源目在同一网段，无需转发）。
     • 若 $x\ne y$，将帧单播转发到接口 $y$。
   • 未命中（Unknown Unicast）：如果目的 MAC 不在表中，则泛洪（Flood），即向除 $x$ 以外的所有接口转发该帧。
3. 老化：如果在一段时间（如 60s）内未收到某 MAC 的帧，则从表中删除该表项（应对主机移动）。

6.4.4 交换机与路由器的对比

特性	交换机 (Switch)	路由器 (Router)
工作层次	链路层 (L2)	网络层 (L3)
转发依据	MAC 地址	IP 地址
算法	自学习、生成树协议 (STP)	路由算法 (Dijkstra, DV, BGP)
处理对象	帧 (Frame)	数据报 (Datagram)
广播处理	泛洪（所有接口转发广播帧）	隔离（默认不转发广播）
子网划分	所有接口在同一子网	每个接口连接不同子网
配置	即插即用	需配置 IP、路由协议
拓扑限制	需生成树消除环路	支持任意拓扑（有 TTL 防环）

6.4.5 交换机与集线器、中继器的区别

• 中继器 (Repeater)：

  • 物理层设备。
  • 功能：仅放大和再生信号，扩大传输距离。
  • 特点：不理解帧，不隔离碰撞域，不隔离广播域。

• 集线器 (Hub)：

  • 物理层设备（多端口中继器）。
  • 功能：将一个端口收到的信号广播到所有其他端口。
  • 特点：所有端口在同一个碰撞域（带宽共享），半双工，逻辑总线型。

• 交换机 (Switch)：

  • 链路层设备。
  • 功能：识别 MAC 地址，存储转发。
  • 特点：每个端口是独立碰撞域（带宽独占），全双工，隔离碰撞但不隔离广播。

6.5 MAC 地址与 ARP

6.5.1 局域网地址 (MAC 地址)

MAC 地址（Media Access Control Address），也称为局域网地址（LAN Address）、物理地址或硬件地址。

• 表示与结构：
  • 长度：48 位（6 字节）。
  • 表示：通常使用十六进制表示法，每字节之间用连字符或冒号分隔。例如：1A-2B-3C-4D-5E-6F。
  • 全球唯一性：由 IEEE 统一管理。前 24 位是厂商标识符（OUI），后 24 位由厂商自行分配。
• 作用：
  • 在局域网（链路层）内部唯一标识一个网络接口（NIC）。
  • 扁平地址：MAC 地址与设备位置无关（类似身份证号），而 IP 地址与网络拓扑有关（类似邮政编码）。
• 特殊地址：
  • 广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。发送到此地址的帧会被局域网内所有适配器接收并处理。

6.5.2 地址解析协议 (ARP)

ARP (Address Resolution Protocol) 的功能是将网络层的 IP 地址解析为链路层的 MAC 地址。

• 为什么需要 ARP？

  • IP 数据报在链路层传输时，必须封装在帧中，帧首部需要目的 MAC 地址。
  • 发送方通常只知道目的主机的 IP 地址（由 DNS 或配置得到），但不知道其 MAC 地址。

• 工作原理 (同子网内)： 假设主机 A (192.168.1.10) 想给主机 B (192.168.1.20) 发送数据：

  1. 查表：A 先检查自己的 ARP 表。若有 B 的 MAC，直接使用。
  2. 广播请求：若表中无记录，A 构造一个 ARP 查询分组（包含 B 的 IP），并封装在以太网广播帧中发送（目的 MAC 为 FF-FF-FF-FF-FF-FF）。
     • LAN 内所有主机都会收到该帧并上交给 ARP 模块。
  3. 单播响应：
     • 其他主机（C, D）发现 IP 不匹配，忽略。
     • 主机 B 发现 IP 匹配，收下请求，并向 A 发送 ARP 响应分组（包含 B 的 MAC）。该响应是单播的。
  4. 缓存：A 收到响应后，将 (IP_B, MAC_B) 存入 ARP 表，并开始发送数据帧。

6.5.3 ARP 表

每台主机和路由器都在内存中维护一个 ARP 表。

• 内容：< IP 地址, MAC 地址, TTL >。
• TTL (Time To Live)：生存时间。表项是动态的，若一段时间（如 20 分钟）未刷新，则会自动删除。这使得 ARP 能适应网络拓扑的变化（如 IP 变更或网卡更换）。

6.5.4 发送数据报到子网以外

如果要发送数据给子网以外的主机（如访问百度）：

1. 判断：发送方比较目的 IP 和自己的子网掩码，发现目的 IP 不在同一子网。
2. 找网关：发送方知道必须先发给默认网关（第一跳路由器）。
3. ARP 解析网关：查询 ARP 表，获取默认网关 IP 对应的 MAC 地址（不是目的主机的 MAC！）。
4. 封装：
   • 目的 IP：最终目的主机的 IP。
   • 目的 MAC：默认网关的 MAC。
5. 转发：帧到达网关后，路由器提取数据报，根据路由表决定下一跳，再封装新的帧（源 MAC 变为路由器出接口 MAC，目的 MAC 为下一跳 MAC）继续传输。

6.6 VLAN 与 802.1Q

6.6.1 VLAN 概述

虚拟局域网 (VLAN, Virtual Local Area Network) 是一种将局域网内的设备逻辑地划分成一个个网段的技术，而不是受物理位置的限制。

• 动机 (Why VLAN?)：
  1. 限制广播域：在传统 LAN 中，广播帧（如 ARP、DHCP）会发送给所有主机，导致广播风暴和性能下降。VLAN 将广播限制在单个 VLAN 内。
  2. 安全性：不同部门（如财务部和研发部）的数据需要在链路层隔离，防止敏感数据被嗅探。
  3. 灵活性与管理：当员工搬到底层办公室时，无需重新布线，只需修改交换机端口配置即可保持在原 VLAN。
  4. 成本：无需购买单独的交换机来物理隔离网络。

6.6.2 基于端口的 VLAN (Port-based VLAN)

这是最常见的 VLAN 实现方式。网络管理员将交换机的物理端口分配给特定的 VLAN ID。

• 工作原理：
  • 交换机维护一个端口-VLAN 映射表。
  • 连接到端口 1-8 的主机属于 VLAN 10（工程部）。
  • 连接到端口 9-16 的主机属于 VLAN 20（市场部）。
• 隔离性：
  • VLAN 10 的主机发送的帧，交换机只会转发给 VLAN 10 的其他端口。
  • VLAN 10 与 VLAN 20 之间完全隔离，就像它们连接在两个物理上独立的交换机上一样。
  • 若需通信，必须通过路由器或三层交换机。

6.6.3 跨交换机 VLAN 与干道 (Trunking)

当 VLAN 跨越两台或多台交换机时（例如工程部在 1 楼和 2 楼都有人），交换机之间需要互联。

• 问题：如果用普通链路连接两台交换机，交换机如何知道收到的帧属于哪个 VLAN？
• 解决方案：干道 (Trunk)：
  • Trunk 端口：交换机上用于互联的高带宽端口，允许传输多个 VLAN 的流量。
  • Access 端口：连接普通主机，只属于一个 VLAN，收发无标签的标准以太网帧。
• 标记 (Tagging)：为了区分不同 VLAN 的流量，Trunk 链路上传输的帧必须包含 VLAN 信息（Tag）。

6.6.4 802.1Q 帧格式

IEEE 802.1Q 是标准的 VLAN 标记协议。它在标准以太网帧的源 MAC 地址和类型字段之间插入了 4 字节的 Tag。

• 帧格式变化：

  • 标准帧：[Dest MAC] [Src MAC] [Type] [Data] [CRC]
  • 802.1Q 帧：[Dest MAC] [Src MAC] [Tag] [Type] [Data] [CRC]

• Tag 字段详解 (4 Bytes)：

  1. TPID (Tag Protocol Identifier)：2 字节，固定为 0x8100，标识这是一个 802.1Q 帧。
  2. TCI (Tag Control Information)：2 字节，包含：
     • PRI (Priority)：3 位，用于 802.1p 服务质量 (QoS)，定义帧的优先级（0-7）。
     • CFI/DEI：1 位，规范格式指示符/丢弃资格指示符。
     • VID (VLAN ID)：12 位，标识该帧所属的 VLAN。范围 0-4095（0 和 4095 保留，可用 1-4094）。

• 处理流程：
  1. 发送时：当帧从 Trunk 端口离开交换机时，交换机插入 Tag。
  2. 接收时：对方交换机从 Trunk 端口收到帧，读取 Tag 中的 VID，确定该帧属于哪个 VLAN，然后剥离 Tag，将原始帧转发给该 VLAN 内的目标 Access 端口。

6.7 综合示例：Web 页面请求的历程

假设用户在浏览器输入 www.elecmonkey.com，以下是计算机网络各层协议协同工作的完整过程。

6.7.1 第一步：获取本机 IP 地址（DHCP）

主机启动或接入网络时，需要获取 IP 地址、子网掩码、默认网关和 DNS 服务器地址。

1. DHCP Discover：主机广播发现报文（UDP，源端口68，目的端口67，目的 IP 255.255.255.255）。
2. DHCP Offer：DHCP 服务器收到广播，分配 IP，单播或广播回复 Offer。
3. DHCP Request：主机选择一个 Offer，广播请求报文（确认使用该 IP）。
4. DHCP ACK：服务器确认，主机完成配置。

6.7.2 第二步：域名解析（DNS）

主机需要将域名 www.elecmonkey.com 解析为 IP 地址。

1. 主机向本地 DNS 服务器发送 DNS 查询报文（UDP，端口 53）。
2. 若本地 DNS 无缓存，则进行迭代查询：
   • 向根 DNS 查询，获得 .com 顶级域 DNS 地址。
   • 向 TLD DNS 查询，获得 elecmonkey.com 权威 DNS 地址。
   • 向权威 DNS 查询，获得 www.elecmonkey.com 的 IP 地址。
3. 本地 DNS 将结果缓存并返回给主机。

6.7.3 第三步：建立 TCP 连接（三次握手）

获得服务器 IP 后，主机与服务器的 Web 服务端口（80）建立可靠连接。

1. SYN：客户端发送 SYN=1, Seq=x。
2. SYN+ACK：服务器回复 SYN=1, ACK=1, ack=x+1, Seq=y。
3. ACK：客户端回复 ACK=1, ack=y+1, Seq=x+1。连接建立。

6.7.4 第四步：发送 HTTP 请求与封装

客户端构造 HTTP GET 请求报文，并自上而下封装。

1. 应用层：HTTP 报文。
2. 传输层：添加 TCP 首部（源/目端口）。
3. 网络层：添加 IP 首部（源/目 IP）。
4. 链路层：添加以太网帧首部（源/目 MAC）和尾部（CRC）。
   • ARP：如果目的 IP 不在同一网段，目的 MAC 应为默认网关的 MAC。若 ARP 表中无网关 MAC，需先广播 ARP Request 获取。

6.7.5 第五步：路由转发

帧离开主机，到达默认网关（路由器）。

1. 解封装：路由器提取 IP 数据报。
2. 查表：根据目的 IP 查找转发表，确定下一跳接口。
3. 重封装：封装新的以太网帧。
   • 源 MAC：路由器出接口 MAC。
   • 目的 MAC：下一跳路由器或服务器 MAC（需 ARP）。
   • TTL：减 1。

6.7.6 第六步：服务器处理并响应

1. 服务器收到帧，逐层解封装得到 HTTP 请求。
2. Web 服务器软件处理请求（读取文件、运行脚本等）。
3. 构建 HTTP 响应（200 OK），并沿原路（逻辑路径）返回给客户端。

6.7.7 第七步：释放 TCP 连接（四次挥手）

数据传输完成后，释放连接。

1. Client 发送 FIN。
2. Server 回复 ACK（Client 半关闭）。
3. Server 发送 FIN。
4. Client 回复 ACK，进入 TIME_WAIT。

6.7.8 完整流程总结

应用数据 → 传输层段 → IP 数据报 → 以太网帧，经交换机送到路由器。