IP routing: packet через несколько hops

Overview

IP routing — это последовательность independent forwarding decisions. Sender выбирает первый next hop, каждый router принимает packet на одном interface, уменьшает TTL (IPv4) или Hop Limit (IPv6), выбирает next hop по route table и создаёт link-layer frame для следующего link. End-to-end destination IP при обычном forwarding остаётся адресом host B.

В учебной схеме путь симметричен, чтобы ответ было удобно анимировать по тем же physical edges. Реальная сеть может иметь asymmetric routing: forward и return paths определяются independently. 12-byte payload «Привет» не задаёт и не гарантирует количество packets на пути.

Components

• IP stack A/B — packet construction, local route decision и transport demultiplexing.
• NIC A/B — first/last-link framing.
• default gateway — первый router для remote destination.
• transit router — intermediate longest-prefix lookup и TTL/hop-limit processing.
• edge router — router с connected route к destination network.
• socket/process — application boundaries до и после routed path.

Scenarios

1. Forward delivery — packet проходит three routed hops и достигает process B.
2. Return path — response использует те же links в примере, но принимает independent routing decisions.
3. TTL expired — transit router прекращает forwarding и может вернуть ICMP Time Exceeded.

Failure modes

• Рисовать один Ethernet frame через все routers вместо нового link wrapper на каждом hop.
• Считать routing обязательно symmetric.
• Интерпретировать отсутствие ICMP как доказательство отсутствия router: ICMP может быть filtered или потерян.
• Путать TTL с временем в секундах; forwarding routers уменьшают это hop-bounded поле.

References

• RFC 791: Internet Protocol
• RFC 8200: Internet Protocol, Version 6
• RFC 1812: Requirements for IPv4 Routers
• RFC 792: ICMP Time Exceeded