一次路由 多次交換[乙太網路正解]

三層交換器的結構：ASIC晶片和CPU
ASIC晶片用於完成二層和三層的轉寄，內部包含用於二層轉寄的MAC地址表和用於IP轉寄的三層轉寄表。
CPU用於轉寄的控制，主要維護一些軟體表項(包括路由表，ARP表)，並根據軟體表項的轉寄資訊來配置ASIC的硬體三層轉寄表。
真正決定高速轉交換轉寄的是ASCIC的二三層硬體表項，而ASIC的硬體表來源於CPU維護的軟體表項。

假設A和B處於兩個不同網段的不同VLAN，中間通過三層交換器的SVI介面(交換器虛擬介面Switch
Virtual Interface)進行路由轉寄。

A ping B資料流分析如下：
主機A檢查目標B的IP地址，與自己不在同一個網段，因此需通過網關轉寄，首先查詢ARP緩衝，沒找到網關的MAC，所以廣播ARP請求(目標MAC為全F，源MAC為A的MAC，源IP為A的IP，目標IP為網關IP)，請求網關的MAC地址，三層交換器收到後，發現是廣播幀，進行解鎖裝，發現目標IP是給自己的，所以返回ARP應答，把自己的MAC告訴A，A收到ARP應答後，更新ARP緩衝，再重新封裝ICMP(目標MAC為網關，源MAC為A，目標IP為B，源IP為A)，交換器收到以後，首先根據報文的源MAC+VID更新MAC表，根據報文的目的MAC+VID進行查MAC表，發現匹配自己的三層介面的MAC表項（說明：三層交換器給分配SVI的IP地址時，會在交換器的MAC表項中添加三層介面的MAC+VID），當報文中的目的MAC與這個三層介面的MAC表項匹配時，就進行三層轉寄，尋找三層表項，因為第一次是空的，所以尋找失敗，於是將報文交給CPU進行軟體處理，CPU根據目標IP進行尋找路由，匹配到一個直連網段，於是尋找ARP表，第一次還是空的，所以尋找失敗，則在目標網段進行廣播ARP請求B的MAC地址，B收到後給出ARP應答，交換器收到應答，更新MAC表和ARP表，同時重新封裝ICMP發送給B（目標MAC為B,源MAC為三層交換介面的MAC，目標IP為B，源IP為A）。同時，交換器的三層表項根據剛剛得到的三層轉寄資訊添加表項（包括IP，MAC，VLAN，出介面），這樣後續的報文如果匹配三層表項，就可以直接進行硬體轉寄了，這樣就叫做“一次路由多次交換”。B收到後給出ICMP應答，就是以上過程的逆過程，所以PING通了。