为什么第一个Ping包会丢失/超时

ICMP协议

ICMP（Internet Control Message Protocol）Internet控制协议。它是TCP/IP协议的议簇的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

ICMP协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。它是一个非常重要报文的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。 [3] 它属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。当遇到IP数据无法访问目标、IP路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送ICMP消息。

ICMP 是 TCP/IP 模型中网络层的重要成员，与 IP 协议、ARP 协议、RARP 协议及 IGMP 协议共同构成 TCP/IP 模型中的网络层。ping 和 tracert是两个常用网络管理命令，ping 用来测试网络可达性，tracert 用来显示到达目的主机的路径。ping和 tracert 都利用 ICMP 协议来实现网络功能，它们是把网络协议应用到日常网络管理的典型实例。

网络层级	作用	协议
链路层	负责节点之间数据的传输控制和寻址	ATM, PPP 等
网络层	负责数据包的路由和转发	IP, ICMP, OSPF 等
传输层	负责数据端到端之间的具体传输行为控制	TCP, UDP 等
应用层	负责不同应用使用的通信协议的数据封装	HTTP, SMTP, FTP, DNS, SSH 等

为什么会出现第一个Ping包会丢失

ping两个不同网段的ip地址时，会出现第一个包丢失。

在数据链路层是通过MAC地址进行寻址，网络层通过IP地址进行寻址。

过程

1.PC1 ICMP包的目的地址是不同于自身网段的，那么会先朝Gateway发一个ARP广播，获取Gateway的MAC。

2.此时，Gateway会把自己的MAC通过ARP包response给PC1。

3.PC1收到Gateway的ARP Response之后，直接将ICMP包发给192.168.1.1。

注意这个ICMP协议包的目的地址其实是192.168.2.10，目标MAC地址是网关192.168.1.1的MAC地址。

4.PC1把数据包发给Gateway的时候，Router发现这个数据是给192.168.2.10的。

但是Router第一次还不知道这个IP的MAC地址，所以不能直接将ICMP协议包发给目的IP。

所以Router会把第一个ICMP包丢弃，并通过ARP获取PC2的MAC地址。

然后发一个ARP，寻找192.168.2.10的MAC地址。

5.这样一来，Router就会在ARP表中缓存PC2的MAC地址，那么PC1跨网段发送至PC2的ICMP包就不会出现丢包的情况。

在第一次跨网段通信时，计算机1判断目标地址不在同一个网段。那么要通过路由网关来实现跨网段通信。会先发一个ARP给路由，获得网关的MAC。然后知道网关MAC后，会将ICMP包携带着目标ip，网关mac发给网关。网关第一次也没有目标ip的mac，所以也要先发一个arp找到目标mac，缓存下来。但是路由忙不过来，就会丢掉计算机1发的icmp包，而去发arp包获得目的ip的mac。

这样第一次跨网段通信就会产生第一次包丢失问题，后续就建立好正常通信了。