一个包跨三个网段，IP 地址一个字节都没变，MAC 地址每一步都换。 「IP 端到端、MAC 逐段」这句话，看完这个走位就再也不会混。
03.05.01 把地址分好了，这一节看包怎么用这些地址走。 03.01.02 讲的是「选路与转发」的分工，这一节讲的是「每一跳具体改什么」。
一、每一跳必改三样东西
路由器收到一个包，转发出去之前一定要动三处：
一、源 MAC 换成本接口的；二、目的 MAC 换成下一跳的；三、TTL 减 1。
而 IP 首部里的源地址与目的地址，一个都不动。这就是「端到端」——地址从出发到到达始终是同一对。
TTL 是最容易被忽略的一处：它每跳减 1，减到 0 就丢弃并回一个 ICMP 超时报文。 traceroute 就是靠「故意把 TTL 设成 1、2、3」把这个过程逼出来的。
二、为什么改 MAC 而不改 IP
MAC 只在本地链路有意义：出了这个网段，没人认识这个地址。IP 是全局的：改了就找不到终点。
所以路由器做的是「换信封、不换收件人」：外层信封（MAC）每一站都换新的， 里面的收件人（IP）始终不变。
这也解释了一个常见困惑：「为什么 ping 通了，但 ARP 表里没有对方的地址？ 」因为你看到的只有下一跳的 MAC，不是最终目的地的。
三、掩码写错一位，全网都不通
症状极有辨识度：同网段通、跨网段不通，网关也 ping 得通。
原因是主机算错了：它以为对方跟自己同网段，于是直接发 ARP 问「谁是那个地址」。 这个 ARP 广播出不了本网段，所以永远没有回应。
所以排查「能通一部分」的故障，第一件事就是核对掩码。掩码错、网关错、IP 冲突， 这三种占了「部分不通」故障的绝大多数。
四、动手 Demo：一个包从 PC 到服务器，路由与 MAC 各改了什么
这段把两跳的完整走位列出来，逐行对比「源与目的 IP」和「源与目的 MAC」两列，再看掩码写错会怎样。
for host, ip, mac in hops:
T([host, ip, mac], [0, 0, 0])
P(u" IP 变了 %d 次，MAC 变了 %d 次。" % (0, len(hops)))
实跑输出：
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一个包从 PC 到服务器，路由与 MAC 各改了什么
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**上一节讲子网，这一节把「一个包怎么跨网段」走完。**重点看「谁改了什么、谁没改什么」。
**场景**：PC（192.168.1.10/24）访问服务器（10.0.0.9/24），中间两台路由器。
谁（在做什么） 源→目的 IP 源→目的 MAC
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PC（发往网关） 192.168.1.10 → 10.0.0.9 PC-MAC → GW1-MAC
R1（查表到 10.0.1.2） 192.168.1.10 → 10.0.0.9 R1-Gi0/1 → R2-Gi0/0
R2（查表到 10.0.2.9） 192.168.1.10 → 10.0.0.9 R2-Gi0/1 → 服务器-MAC
服务器（回包） 10.0.0.9 → 192.168.1.10 服务器-MAC → R2-MAC
**看第二列与第三列的对比**：IP 那一列从第一步到最后一步**完全没变**；MAC 那一列**每一步都换**。
**这就是「IP 端到端、MAC 逐段」的具体样子。**记住它，
就不会再问「为什么 ping 通了但 ARP 表里没有对方的地址」——
**你看到的 ARP 表里只有「下一跳」的 MAC，不是最终目的地的。**
**还有一件事值得算**：如果 PC 的掩码写错成 /16，会发生什么？
PC 会认为 10.0.0.9 是「同网段」，于是直接发 ARP 问「谁是 10.0.0.9」。
这个 ARP 广播出不了本网段，**所以永远没有回应。**
表现是「ping 不通，但网关能通、别的网段也能通」。
**这就是掩码写错最典型的症状**：**跨网段不通而同网段正常**。排查时第一件事就是看掩码。
两列对比就是这一节的全部：IP 列从头到尾一样，MAC 列每一行都不一样。
表里没画 TTL，但每一跳都减 1。 一个包的 TTL 是 64 的话，最多走 64 跳——这既是防环，也是「网络直径」的硬上限。
掩码写错那段建议亲手验一遍：把一台机器的掩码从 /24 改成 /16， 你会看到「能 ping 网关、能 ping 同网段、就是 ping 不通外网」——这个症状记住一次， 以后一眼就能认出来。
30 秒实验
- 在电脑上 ping 一下网关，再用 arp -a 看表里存的是谁的地址。
- 用 tracert 看一个外网地址，数一下经过几跳。
- 抓一个包看 TTL 字段，确认它每跳减 1。
常见误区
- 以为路由器会改目的 IP。改的是 MAC，IP 不动。
- 以为 ARP 表里存的是最终目的地。只有下一跳。
- 以为掩码错了就「全不通」。典型是「同网段通、跨网段不通」。
自测三问（点开对答案）
1. 路由器转发时哪三样东西必改？ —— 源 MAC、目的 MAC、TTL。IP 地址不动。 2. 为什么不能靠改 IP 来转发？ —— IP 是端到端的全局标识，改了就找不到终点。 3. 掩码写错最典型的症状是什么？ —— 同网段通、跨网段不通，网关能 ping 通。下一节：路由器凭什么知道「下一跳是谁」——看路由表。
- ☐ （本节完，下一节 03.05.03 路由表）