計算機網絡面試題：A主機ping B主機發生了什么？
眾所周知，ping命令使用的是ICMP協議包，那么A主機ping B主機到底發生了什么呢？
1 ping介紹
ping（Packet Internet Groper，因特網包探索器）是Windows、UNIX、和Linux系統下的一個命令。ping也屬於一種通信協議，是TCP/IP的一部分。利用ping命令可以檢查網絡是否連通，可以很好地幫助分析和判定網絡故障。應用格式：ping 空格 IP地址，該命令還可以加許多參數使用。
2 ping的使用
連通問題是由許多原因引起的，如本地配置錯誤、遠程主機協議失效等，當然還包括設備 等造成的故障。使用 Ping 檢查連通性有六個步驟：
1. 使用 ipconfig /all 觀察本地網絡設置是否正確；
2. Ping 127.0.0.1，127.0.0.1 回送地址 Ping 回送地址是為了檢查本地的 TCP/IP 協議有 沒有設置好；
3. Ping 本機 IP 地址，這樣是為了檢查本機的 IP 地址是否設置有誤；
4. Ping 本網網關或本網 IP 地址，這樣的是為了檢查硬件設備是否有問題，也可以檢查本 機與本地網絡連接是否正常；（在非局域網中這一步驟可以忽略）
5.Ping 本地 DNS 地址，這樣做是為了檢查 DNS 是否能夠將 IP。
6.Ping 遠程 IP 地址，這主要是檢查本網或本機與外部的連接是否正常。
3 ping工作原理
A主機ping B主機
A主機發送端：
1. A主機構建一個ICMP數據包，ICMP協議把這個數據包和A主機的IP地址交給IP層協議；
2. IP層協議把A主機IP地址、一些控制信息和B主機的IP地址構建一個IP數據包，IP層協議獲得B主機的MAC地址（如何獲得B主機的MAC地址，下面會寫），IP層協議把IP數據包和B主機的MAC地址一並交給數據鏈路層協議；
3. 數據鏈路層構建一個數據幀，目的地址是IP層傳來的B主機的MAC地址，源地址是本主機的MAC地址，加上一些控制信息，通過網絡發送出去。
B主機接收端：
1. B主機接收到數據幀后，先檢查目的地址，是否和本主機的MAC地址一致，如果一致，就接收，否則丟棄；
2. 接收后檢查數據幀，從幀中提取IP數據包，交給本主機的IP層協議，IP層協議檢查后，將有用的信息提取出來交給ICMP協議；
3. ICMP協議處理后，立刻構建一個應答包，發送給A主機，過程和A主機發送ICMP請求包給B主機一樣。
IP層如何獲得B主機的MAC地址呢？
舉個例子：
A主機：10.10.10.1 子網掩碼：255.255.255.0
這里有三種場景：
1 自己與自己通信
答：當ping 10.10.10.1時，計算機和自己的IP相比較，如果相等，會發給自己，我們稱之為精確匹配。
2 A主機和B主機在同一網段
答：當ping 10.10.10.2時，計算機和自己的IP相比較，發現並不相等，退而求其次，使用模糊匹配，用自己的子網掩碼255.255.255.0與10.10.10.2做按位與，得到網段10.10.10，這個和自己在一個網段（一個廣播域），就直接在本網絡內查找這台機器的MAC。如果以前兩個機器有過通信，在A主機的ARP緩存表中應該有B主機IP地址與其MAC的映射關系，如果沒有，就發一個ARP請求廣播，得到B主機的MAC，完成通信。
3 A主機和B主機不在同一網段
答：當ping 8.8.8.8 時，計算機和自己的IP相比較，發現並不相等，退而求其次，使用模糊匹配，用自己的掩碼255.255.255.0 與8.8.8.8做按位與，得到網段8.8.8，和自己10.10.10不在一個網段，需要使用最模糊的匹配，一般會匹配0.0.0.0/0，這個是最后的選擇，一般指向網關，由於網關和自己在一個網段（一個廣播域），所以可以廣播ARP得到網關的MAC，然后把ping 包發給網關，完成通信。
參考：
1 https://blog.csdn.net/zhuying_linux/article/details/6770730
2 https://www.zhihu.com/question/29723388