Local или remote: кому отдать первый Ethernet frame

Overview

Перед созданием Ethernet frame IP stack решает, какой next hop доступен через конкретный interface. Longest-prefix match сравнивает destination IP с route table. Если destination находится on-link, next hop — сам destination. Если destination remote, next hop обычно default gateway или более специфичный router.

Ключевое различие: конечный destination IP остаётся адресом process/host B, а destination MAC первого frame принадлежит только следующему hop. Для remote 198.51.100.20 компьютер A не пытается узнать MAC remote host через Internet; он разрешает MAC local gateway 192.0.2.1.

Components

• destination IP — end-to-end network-layer destination packet.
• route table / longest-prefix match — выбор наиболее специфичного matching prefix.
• local-neighbor ARP — mapping on-link destination IPv4 to its MAC.
• gateway-neighbor ARP — mapping local router IPv4 to gateway MAC.
• NIC + switch — доставка первого frame по local Ethernet.
• routed path — один или несколько routers до remote network.

Scenarios

1. Local — 192.0.2.20 входит в connected /24, поэтому frame адресован MAC local B.
2. Remote — 198.51.100.20 не входит в connected /24, поэтому frame адресован MAC gateway.
3. No route — lookup завершается локальной ошибкой до успешной link transmission.

Failure modes

• Искать MAC конечного remote server вместо MAC next-hop gateway.
• Считать default route единственным вариантом: более специфичный matching prefix имеет приоритет.
• Путать destination IP и destination MAC: они отвечают за разные scopes delivery.
• Применять ARP к IPv6: IPv6 использует Neighbor Discovery через ICMPv6.

References

• RFC 1122: Internet host routing requirements
• RFC 1812: Requirements for IPv4 Routers
• RFC 826: Address Resolution Protocol
• RFC 4861: Neighbor Discovery for IPv6