ping 命令是一种用于测试网络连通性的工具，它可以发送一系列的数据包到指定的 IP 地址，并接收对方的响应。我们将介绍 ping 命令的工作原理，以及它在网络诊断中的作用。

输入 ping IP后，敲回车，然后发生了什么？

ping 命令的执行过程可以分为以下几个步骤：

1. IP 的路由表查询。当我们输入 ping IP 后，操作系统会首先查询本机的路由表，以确定目标 IP 地址所属的网络段和子网掩码。路由表是一种存储了本机与其他网络之间的连接信息的数据结构，它可以由操作系统自动配置，也可以由用户手动添加或修改。

2. 根据路由表的规则，选择合适的目标出口 IP。如果目标 IP 地址与本机在同一个网络段内，那么目标出口 IP 就是目标 IP 本身；如果目标 IP 地址与本机不在同一个网络段内，那么目标出口 IP 就是本机所连接的路由器的 IP 地址。这样，我们就可以确定数据包应该发送到哪个设备。

3. 传输层打包。ping 命令使用的是 ICMP（Internet Control Message Protocol）协议，它是一种用于传递网络控制信息的协议，比如错误报告、请求和回应等。ICMP 协议属于传输层，它会在数据包中添加一个 ICMP 头部，用于存储一些控制信息，比如类型、代码、校验和、标识符、序列号等。ICMP 头部后面是 ICMP 数据部分，它通常包含了发送时间戳和一些填充字节。

4. 链路层打包。在传输层打包完成后，数据包还需要经过链路层的封装，以便在物理介质上进行传输。链路层会在数据包前后分别添加一个 MAC（Media Access Control）头部和尾部，用于存储一些链路控制信息，比如源 MAC 地址、目标 MAC 地址、类型、校验和等。MAC 地址是一种用于唯一标识网络设备的地址，它由厂商分配给每个设备，并且不会改变。

5. ARP 对 MAC 的寻址。在链路层打包完成后，数据包就准备好了发送到目标出口 IP 对应的设备。但是，在发送之前，还需要知道目标出口 IP 对应的 MAC 地址是什么。这就需要使用 ARP（Address Resolution Protocol）协议，它是一种用于解析 IP 地址和 MAC 地址之间对应关系的协议。ARP 协议的工作原理是这样的：首先，发送方会广播一个 ARP 请求报文，询问谁拥有目标出口 IP 地址；然后，拥有该 IP 地址的设备会回复一个 ARP 应答报文，告诉发送方自己的 MAC 地址；最后，发送方会缓存这个对应关系，并将数据包发送给目标 MAC 地址。

6. 通过物理层把数据包发送到路由器。在得到目标 MAC 地址后，数据包就可以通过物理层进行传输了。物理层负责将数据包转换为电信号或光信号，并通过网线或光纤等介质发送给目标设备。如果目标设备是路由器，那么数据包就到达了下一个跳点（hop）；如果目标设备是目标主机，那么数据包就到达了最终目的地。

7. 路由器收到数据包，反向解包，再根据路由器的路由表，选择下个目标出口 IP。如果数据包到达了路由器，那么路由器会首先对数据包进行反向解包，即去掉 MAC 头部和尾部，然后检查 IP 头部中的目标 IP 地址。接着，路由器会查询自己的路由表，以确定下一个跳点的 IP 地址。路由器的路由表是一种存储了路由器与其他网络之间的连接信息的数据结构，它可以由路由协议自动配置，也可以由用户手动添加或修改。如果路由器找到了匹配的路由表项，那么它会将数据包转发给下一个跳点；如果没有找到匹配的路由表项，那么它会丢弃数据包，并发送一个 ICMP 目的不可达报文给发送方。

8. 目标主机收到数据包，反向解包，返回响应。如果数据包到达了目标主机，那么目标主机也会对数据包进行反向解包，即去掉 MAC 头部和尾部，然后检查 IP 头部中的目标 IP 地址是否与自己一致。如果一致，那么目标主机会继续解析 ICMP 头部和数据部分，并根据 ICMP 类型和代码判断是不是一个 ping 请求。如果是一个 ping 请求，那么目标主机会生成一个 ping 响应，并将 ICMP 类型改为 0（回显应答），并将 ICMP 数据部分原样返回给发送方。然后，目标主机会重新打包数据包，并发送给发送方。

9. 发送方收到响应，计算往返时间。当发送方收到目标主机的响应后，它会对响应进行反向解包，并根据 ICMP 类型和代码判断是不是一个 ping 响应。如果是一个 ping 响应，那么发送方会从 ICMP 数据部分中提取出发送时间戳，并与当前时间戳相减，得到往返时间（Round-Trip Time, RTT）。RTT 是一种衡量网络延迟的指标，它表示从发送方发送数据包到收到响应所经历的时间。RTT 越小，说明网络越快；RTT 越大，说明网络越慢。

以上就是 ping 命令的工作原理和执行过程的简要介绍。通过 ping 命令，我们可以测试网络设备之间的连通性和可达性，以及网络延迟和丢包率等性能指标。