详细地讲，路由器如何在局域网上路由流量？

Question

这里的电气工程师想要了解一些事情。所以我想这可能很简单或者非常复杂，但是一个路由器如何在局域网上的2台PC之间路由流量呢？

例如：PC-1和PC-2是坐在我面前的桌子上的两台笔记本电脑，它们连接到同一个路由器/调制解调器。PC-1 IP是192.168.10.1 PC-2 IP是192.168.10.2.在阅读了这篇内容丰富的文章之后，这里：https://www.think-like-a-computer.com/2011/07/18/how-routing-works/

据我所知，当他们用200.200.100.3的IP地址进行通信时，路由器将IP地址抽象到子网掩码200.200.100.x，并将其发送到另一个路由器，后者将其发送到另一个路由器，该路由器最终将其路由到连接到PC-3's路由器的子网掩码，地址为200.200.100.x。但最后一步是如何发生的呢？

路由器是用什么语言编写的，C/C++/汇编程序？怎样才能从PC-1到PC-2手动发送数据包(S)？在运行Windows 10的台式机上，通过命令行或程序，这种低级别的通信可能吗？我能读一下这个路由器用来在LAN上路由数据包的源代码吗?或者它在某个地方公开可用？我做了很多搜索，但每个网站基本上都说，‘然后路由器识别包属于PC-x，并发送它的途中’，而没有更详细地说明这是如何发生的，可能是因为普通的谷歌用户故障排除不需要这些知识。非常感谢!

Answer 1

您(和销售人员)所称的“路由器”可能不仅仅是路由器，它是以太网交换机、支持NAT的路由器、可能是无线接入点等的组合。

当局域网上的两台PC不涉及“路由器”的实际IP路由部分时，这些PC机将产生直接寻址到彼此的MAC地址的以太网帧，它们将只通过您的“路由器”的以太网交换部分。

要发送数据包，主机和路由器将首先查看其路由表。路由表将提供一个接口名称，对于非本地路由将提供一个下一跳IP地址。对于本地连接的网络，路由表中没有下一跳IP地址，而是使用目标地址作为下一跳IP地址。

当通过以太网或类似以太网的接口发送数据包时，需要将下一跳IP地址转换为MAC地址。对于IPv4，系统将首先查看arp表中的接口，如果找到匹配，将发送数据包，否则在发出ARP请求时将排队。当接收到arp响应时，将一个条目添加到ARP表中，并释放排队的数据包。

IPv6的流程在概念上相似，但细节不同。

在过去，互联网上的每一台计算机都有一个可在全球范围内访问的IP地址，但情况已不再如此(至少对IPv4来说是这样)。您的家庭或虚拟路由器通常将配置为执行网络地址转换，本质上从互联网的角度来看，您的局域网上的所有计算机看起来像一台计算机。

另一方面，ISP的路由器一般不会执行地址转换。

Answer 2

当路由器向未解决的直接连接的主机发送数据包时，它使用的是收集邻接。

维基百科：

收集邻接:当路由器知道目的地IP的子网直接连接到路由器本身，并且不知道目的地设备的MAC地址，或者路由器知道路由器的IP地址以将数据包转发到目的地时，就会创建此邻接。触发此条目的数据包将生成ARP请求。