[Network] 如何利用Switch做跨網段通訊

圖一：網路架構圖

我利用mininet模擬一台最基本的switch（如圖一所示），想觀察當封包要跨網段時，Switch的運作模式。首先，我從PC1發出ICMP給PC2(PC1 ping PC2-192.168.2.2)，一直收不到PC1的ICMP。

而透過Routing Table猜測，假設PC1並沒有設定一條GW告訴OS從哪個網卡出去，也就是說ICMP連從被PC1發出去的機會都沒有。

因此我加入一條Static Routing Rule給PC1 (192.168.2.0/24 --> PC1-eth0)。然後再觀察發現ICMP Request一樣沒被發出來，只有ARP不斷詢問192.168.2.2的MAC，但PC2竟然沒有回應ARP Reply。

從結果猜測，當ARP進入PC2 後，當進入到Routing Table時發現，並沒有192.168.1.0/24的相對應Rule，因此又被Drop。最後我又在PC2加入一條Static Routing Rule(192.168.1.0/24 --> PC2-eth0)後，兩邊即可通訊。

從上述整理，一般封包被送出，會先經過Routing Table確認該封包要從哪個Interface出去，並且是否符合Rule。通過Routing Table後再到ARP Table確認Dst MAC與Dst IP之對應，若ARP Table已有對應資料，則改掉封包的Dst MAC欄位後送出。而若沒有對應資料則會發送ARP Request去取得對應Dst MAC。

封包送出流程如下： Packet --> Routing Table --> ARP Table 

因此，若要解決這個問題的方法：

1.  分別對PC1和PC2加入兩條Static Routing Rule
2. 利用一台Router完成。
   
   PC1 設定gw:192.168.1.1，PC2設定gw:192.168.2.1。此時將PC1 ping PC2時，因為Routing Rule都沒有match，則封包送到Default gw(192.168.1.1)，Router收到該封包後，發現Dst ip 是PC2，則執行Forwarding到PC2。而封包回來時，PC2一樣發現沒有match到任何一個Routing Rule，因此一樣送到Default gw(192.168.2.1)，此時Router又發現Dst IP是PC1，又將封包Forwarding回PC1。