网络二三层转发

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根据路由表项的掩码和目的IP相与，判断主机A和主机B处于同一网段，采用二层转发。

1.      主机A向全网段的其他主机发送ARP广播报文，其SMAC为主机A 的MAC地址，SIP为主机A的IP地址192.168.1.1，DMAC为全零的广播地址，DIP为主机B的IP地址192.168.1.2。

2.      当全网段的主机都收到该ARP广播时，只有主机B发现ARP请求报文中的目的IP地址与自己的IP相同，则给予主机A 发送ARP应答报文，SMAC为主机B 的MAC地址，SIP为主机B的IP地址192.168.1.2，DMAC为主机A的MAC地址，DIP为主机A的IP地址192.168.1.1。在此过程中，主机B将主机A的MAC地址和主机A的IP地址写入自己的ARP表项中，以便之后的二三层转发。

3.      主机A收到主机B的ARP应答报文之后，将主机B的MAC地址和对应的IP地址写入自己的ARP表项中，以便后续的二三层转发，同时，将IP数据包封装发送给主机B。

三层转发具体过程

根据路由表项的掩码和目的IP相与，判断主机A和主机B处于不同网段，采用三层转发。

当PC A向PC B发起ICMP请求时：

PCA向网关(有网关时，对网关发送ARP请求，无网关时，需要设置静态路由，route add IP mask nextHop要到达IP，下一跳要选择的是 nextHop;网关的0.0.0.0/0代表能够到达任何一个IP)192.168.1.2/24发送ARP请求（广播，发送的ARP请求只有广播的形式），以获得交换机的MAC地址，网关发现PC A请求的IP地址为自己的三层接口IP，因此网关给予PC A发送ARP应答，并更新自己的ARP表项，告知PC A交换机的MAC地址，主机A也更新自己的ARP表项，PC A将ICMP报文发送给网关192.168.1.2，ICMP的目的MAC为交换机13端口的MAC、源MAC为MAC A、源IP为192.168.1.1、目的IP为192.168.2.1。

1. 交换机根据收到的ICMP报文的目的IP查找硬件三层表项，即FIB（内容包括IP、MAC、出口VLAN、出端口），因为之前未建立任何表项，查找失败，于是将报文送到交换机CPU进行处理。

2.  CPU根据报文的目的IP去查找软件路由表，发现匹配了一个直连网段（PC B 对应的网段），于是继续查找其软件ARP表，仍然查找失败。然后，交换机会在目的网段对应的VLAN 2的所有端口发送请求地址192.168.2.1对应的MAC的ARP请求（请求PC B的MAC地址）。

【根据目的IP与硬件的FIB作最长匹配，如果匹配的是32位的主机路由，则直接转发，如果匹配的是接口网段路由，则送CPU处理，CPU触发下一跳的ARP请求，在收到ARP应答之后根据ARP创建新的主机路由，后续即可匹配此主机路由，所谓“一次路由，多次交换”】fib表是根据路由表生成的，fib表下发到硬件，转发更快，数据转发过程中先查fib表，查不到再去查路由表    display fib

1.  主机B发现被请求的是自己的IP地址时，则向交换机发送ARP应答报文，SMAC为主机B的MAC，SIP为主机B的IP192.168.2.1，DMAC为交换机的MAC，DIP为192.168.2.2，并将交换机的MAC和对应网关的IP写入自己的ARP表项，交换机收到该ARP应答报文时，将主机B的MAC和其IP地址写入自己的ARP表项，以便后续的报文转发，交换机将收到的主机A的ICMP报文发送给主机B，报文的目的MAC修改为PC B的MAC，源MAC修改为自己的交换机14端口的MAC地址，源IP为主机A的IP192.168.1.1，目的IP为主机B的IP192.168.2.1。

2. 在交换机芯片的三层表项中根据刚得到的三层转发信息添加表项（内容包括IP、MAC、出口VLAN、出端口），这样后续的PC A发往PC B的报文就可以通过该硬件三层表项直接转发了。

3.  PC B收到交换机转发过来的ICMP请求报文以后，回应ICMP应答给PCA。ICMP应答报文的转发过程与前面类似，只是由于交换机在之前已经得到PC A的IP和MAC对应关系了，也同时在交换芯片中添加了相关三层表项，因此这个报文直接由交换芯片硬件转发给PC A。

4.  这样，后续的往返报文都经过查MAC表==>查三层转发表的过程由交换芯片直接进行硬件转发了。

注：交换机每个端口都有自己的MAC地址，display interface g1/0/?可以查看具体的交换机端口的信息，包含该端口的MAC可以查看到。交换机可以清楚的知道自己的每个端口的MAC地址，因此在交换机内部无需发送ARP请求查看自己端口的MAC地址。

 

【PC上设置静态路由：routeadd   IP mask  nextHop】

【交换机上设置静态路由：iproute-static   IP  mask  nextHop】

TCP/IP7层工作模式：

A向B发送一个QQ信息 “你好” A主机在应用层上将这条信息准备好（你从键盘上打字），然后表示层将这2个字的具体信息准备好（大小，粗细，颜色等），会话层就与B建立会话连接（喂，你在吗，我要发东西给你），传输层就让AB两台主机建立逻辑上的连接（QQ是UDP无连接的，MSN是TCP有连接的），传输层将数据分段 并在所有数据段之前打上端口号4000（QQ的端口号）的标签，网络层进行路由寻址，就是找到去往B的路，然后在数据段前面加上目的IP变成数据包送到数据链路层，数据链路层在数据包前面加上下一个路由的MAC地址（每经过一个路由变一次，直到B的MAC地址），然后将数据包转换为帧，最后到物理层，物理层将数据帧变成010101的比特流，发送出去，以上就是封装的过程，然后经过N个路由，最后送到主机B物理层上，开始解封装，将01010比特流转化为数据链路层可以识别的数据帧，并拆下最前面一段MAC地址，拿出来一看，哦，这是给我的数据包，然后将数据帧转化为数据包送给网络层继续拆，拆下IP地址，也符合，再转化为数据段送给传输层，传输层也拆开端口信息，然后将数据段重组成数据发给4000端口（否则计算机不知道到底应该将数据交给谁处理，端口就是电脑知道这到底是谁的数据，总不能发给音乐或者视频什么的吧），再到会话层完成终止这次会话，到表示层和应用层就在主机B上将“你好“两个字显示出来，整个过程就基本完成了。