一次路由 多次交换[以太网正解]

三层交换机的结构：ASIC芯片和CPU
ASIC芯片用于完成二层和三层的转发，内部包含用于二层转发的MAC地址表和用于IP转发的三层转发表。
CPU用于转发的控制，主要维护一些软件表项(包括路由表，ARP表)，并根据软件表项的转发信息来配置ASIC的硬件三层转发表。
真正决定高速转交换转发的是ASCIC的二三层硬件表项，而ASIC的硬件表来源于CPU维护的软件表项。

假设A和B处于两个不同网段的不同VLAN，中间通过三层交换机的SVI接口(交换机虚拟接口Switch Virtual Interface)进行路由转发。

A ping B数据流分析如下：
主机A检查目标B的IP地址，与自己不在同一个网段，因此需通过网关转发，首先查询ARP缓存，没找到网关的MAC，所以广播ARP请求(目标MAC为全F，源MAC为A的MAC，源IP为A的IP，目标IP为网关IP)，请求网关的MAC地址，三层交换机收到后，发现是广播帧，进行解封装，发现目标IP是给自己的，所以返回ARP应答，把自己的MAC告诉A，A收到ARP应答后，更新ARP缓存，再重新封装ICMP(目标MAC为网关，源MAC为A，目标IP为B，源IP为A)，交换机收到以后，首先根据报文的源MAC+VID更新MAC表，根据报文的目的MAC+VID进行查MAC表，发现匹配自己的三层接口的MAC表项（说明：三层交换机给分配SVI的IP地址时，会在交换机的MAC表项中添加三层接口的MAC+VID），当报文中的目的MAC与这个三层接口的MAC表项匹配时，就进行三层转发，查找三层表项，因为第一次是空的，所以查找失败，于是将报文交给CPU进行软件处理，CPU根据目标IP进行查找路由，匹配到一个直连网段，于是查找ARP表，第一次还是空的，所以查找失败，则在目标网段进行广播ARP请求B的MAC地址，B收到后给出ARP应答，交换机收到应答，更新MAC表和ARP表，同时重新封装ICMP发送给B（目标MAC为B,源MAC为三层交换接口的MAC，目标IP为B，源IP为A）。同时，交换机的三层表项根据刚刚得到的三层转发信息添加表项（包括IP，MAC，VLAN，出接口），这样后续的报文如果匹配三层表项，就可以直接进行硬件转发了，这样就叫做“一次路由多次交换”。B收到后给出ICMP应答，就是以上过程的逆过程，所以PING通了。