一、 路由表 (Routing Table)

路由表是网络层进行路径选择的核心依据，它本质上是一份“网络交通地图”，告诉路由器去往不同目标网络应该走哪条路。

• 作用位置：主要存在于路由器中，主机中也有一张简化的路由表（通常只包含本地网络和默认网关）。

• 核心作用：当路由器收到一个IP数据包时，它会提取出数据包的目的IP地址，并在此表中查找匹配的条目，以决定将该数据包从哪个物理接口发送给**哪一个下一跳（Next Hop）**设备。

• 表的结构与展示：

【字段解析】

1. 目的网络地址 (Destination Network)：标识目标主机所在的网段地址。

2. 子网掩码 (Netmask)：与目的IP地址进行“与”运算，以判断该IP是否属于此目的网络。这是进行最长前缀匹配的关键。

3. 下一跳 (Next Hop)：指示数据包应该发往的下一个路由器的IP地址。

   • 如果目标网络与路由器直接相连（如上表第一行），此项通常为On-link或全零，表示可以直接通过接口发送到目标主机。

   • 如果目标网络是远程网络，此项则为通往该网络的下一个路由器的IP地址。

4. 转发接口 (Interface)：路由器用于发送数据包的物理端口（如 Eth0、WAN0 等）。

5. 度量值 (Metric)：(可选) 一个表示路径“成本”的数值，由路由协议（如RIP的跳数、OSPF的Cost）计算得出。当存在多条去往同一目的地的路径时，路由器会优先选择度量值最低的路径。

特别注意：最后一行 0.0.0.0/0 是默认路由（Default Route）。当在路由表中找不到任何与目的IP匹配的条目时，数据包将按照默认路由的指示进行转发，这通常指向互联网出口。

二、 ARP缓存表 (ARP Cache)

如果说路由表是宏观的“跨省地图”，那么ARP表就是微观的“同城街道门牌号手册”。它的存在是为了解决一个根本问题：IP地址和MAC地址的转换。

• 作用位置：存在于所有启用IP协议的主机和路由器中。

• 核心作用：在同一个局域网（广播域）内，当一台设备（主机或路由器）知道目标设备的IP地址，但要实际发送数据（封装成以太网帧）时，它必须知道对方的MAC地址。ARP表就存储了这种 IP地址到MAC地址的映射关系。

• 表的结构与展示：

【字段解析】

1. IP地址 (Internet Address)：局域网内某台设备的IP地址。

2. MAC地址 (Physical Address)：与该IP地址对应的设备的物理网卡地址。

3. 类型 (Type)：

   • 动态 (Dynamic)：通过ARP（地址解析协议）广播请求，并从对方的ARP应答中自动学习并缓存的条目。动态条目有一个生存时间（TTL），超时后会老化并被删除。

   • 静态 (Static)：由网络管理员手动配置的永久性条目，不会老化。

三、 两张表的协同工作流程

这两张表在数据转发过程中紧密配合，缺一不可。我们以“主机A（192.168.1.10）向远程的主机B（172.16.10.20）发送数据”为例，看看路由器R1（网关192.168.1.1）是如何工作的：

1. 数据包到达路由器：主机A将IP包封装在以太网帧中，目的MAC是其网关R1的MAC地址，发送给R1。

2. 查找路由表：R1接收到帧，解封装后看到IP包的目的地址是172.16.10.20。它立即查询自己的路由表。

3. 匹配路由条目：R1在路由表中进行最长前缀匹配，找到了 172.16.0.0/16 这一条目。

   • 获得转发信息：路由表告诉R1：“你应该把这个包发给下一跳路由器，它的IP地址是10.0.0.2，并且要从你的Eth1接口发出去。”

4. 查找ARP缓存表：现在，R1知道了下一跳的IP地址（10.0.0.2），但要封装成帧发送出去，它还需要10.0.0.2这个IP对应的MAC地址。于是，R1开始查询自己的ARP缓存表。

5. 获取下一跳MAC地址：

   • 情况A：ARP表中有记录。R1直接从表中查到10.0.0.2对应的MAC地址。

   • 情况B：ARP表中无记录。R1会通过Eth1接口发送一个ARP广播请求：“谁是10.0.0.2？请把你的MAC地址告诉我。” 目标路由器10.0.0.2收到后会单播回复其MAC地址。R1收到后，将此映射关系存入ARP缓存表。

6. 封装并转发：R1获取到下一跳的MAC地址后，将原始IP包重新封装成一个新的以太网帧，其中：

   • 源MAC地址是R1的Eth1接口的MAC地址。

   • 目的MAC地址是下一跳路由器10.0.0.2的MAC地址。

   • 最后，将这个新帧从Eth1接口发送出去。