二層交換機原理：
l 接收網段上所有的數據幀
l 利用接收數據幀上SM來建立MAC表，使用地址老化機制進行地址表的維護
l 在MAC地址中查找數據幀中的目的MAC地址，找到就發送到相應的端口，否則發全局報文
l 向所有的端口轉發廣播幀和多播幀
三層交換機：
l 通過硬件實現查找和轉發
l 轉發路由表需要通過路由協議來建立和維護（傳統路由器通過微處理器來實現查找和轉發）
l 將路由和交換的功能集成一體
l 採用的結構是幾種路由管理
二層交換機缺點：
l 由於根據MAC二層轉發，衝突域限制到端口，但是無法限制廣播域
三層交換機缺點：
l 廣域網接口帶寬不足，路由性能低下
解決辦法：將網絡中沒有需求的主機隔離開--------------vlan
l 路由器將網絡分段--昂貴
l 通過vlan劃分廣播域（一個vlan對應一個廣播域）
VLAN二層交換規則：
l 主機與交換機之間傳遞的是untagged報文
l 交換機之間用於幹道鏈路是Trunk連接
l 交換機用Tag來標識所屬的vlan
l 幹道鏈路傳輸的是Tagged Frame
l 不同vlan之間在二層不能通信
l 用三層路由實現vlan間通信
二三層轉發的區別：
l 二層轉發針對本網段的數據轉發，查詢PCT表（MAC表），關鍵看MAC
l 三層轉發針對不同網段的數據轉發，查詢FIB表（路由表），關鍵看IP
l ARP是兩個表的中間環節
二三層轉發的判斷：
l 發送端
SI & 網關掩碼 是否相等 DI & 網關掩碼
相等：同一網段，走二層轉發
不相等：非同一網段，走三層轉發
l 接收端
報文的DM 是否相等 端口的MAC
相等：走三層轉發
不相等：走二層轉發
例子：A/B, C/D爲同一網段的主機，各自在同一vlan而且各自的地址已知，
A、要求實現A到B或者C到D通信。此時爲二層轉發。
1.A--B
SI和DI處於同一網段，二層轉發，查PCT表，此時端口爲空。
進行廣播處理，向所有端口發送，B接收。交換機添加A的信息至PCT表
|
MAC |
VLAN |
接口（物理口） |
|
MAC-A |
Vlan1 |
1 |
2.B--A
此時B到A是第一次發送，查PCT表，端口爲空。
進行廣播處理，A接收。交換機添加A的信息至PCT表
|
MAC |
VLAN |
接口（物理口） |
|
MAC-A |
Vlan1 |
1 |
|
MAC-B |
Vlan1 |
2 |
至此，A-B間MAC表建立完成。當再次通話時，查詢PCT表，找到對應的接口即可。
B、要求實現A/B到C/D之間的通信。此時爲三層轉發。
此時涉及到A,C，交換機還有路由器。如下圖
1.A-C先檢查是否同網段，發現不是，走三層轉發。由於是初次通話，路由表，MAC表都爲空。所以發廣播報文。
ARP請求
|
DM |
SM |
以太幀類型 |
映射幀類型 |
SI |
DI |
DATA |
|
全f |
Mac-A |
0x0806 |
0x0800 |
Ip-A |
Ip-r1 |
數據 |
2.SW1收到報文，添加vlan1標籤在報文後，更新MAC表項。同時在同一vlan內廣播
ARP請求
|
DM |
SM |
幀類型 |
Vlan |
以太幀類型 |
映射幀類型 |
SI |
DI |
DATA |
|
全f |
Mac-A |
0x8100 |
Vlan1 |
0x0806 |
0x0800 |
Ip-A |
Ip-r1 |
數據 |
3.路由器收到sw1報文，更新路由表，同時將A的MAC和IP更新至ARP表，將A的MAC和vlan更新值MAC表。進行ARP響應
ARP響應
|
DM |
SM |
幀類型 |
Vlan |
以太幀類型 |
映射幀類型 |
SI |
DI |
DATA |
|
Mac-A |
Mac-r1 |
0x8100 |
Vlan1 |
0x0806 |
0x0800 |
Ip-r1 |
Ip-A |
數據 |
4.SW1的S2收到響應，更新SM和vlan至MAC表。同時根據DM和Vlan查MAC表，命中S1接口，去標籤，s1發出。
ARP響應
|
DM |
SM |
以太幀類型 |
映射幀類型 |
SI |
DI |
DATA |
|
Mac-A |
Mac-r1 |
0x0806 |
0x0800 |
Ip-r1 |
Ip-A |
數據 |
5.A，更新r1的MAC和IP至ARP表，更新r1的MAC至MAC表，發送ICMP回顯請求
ICMP回顯請求
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DM |
SM |
協議類型 |
協議 |
ICMP類型 |
SI |
DI |
DATA |
|
Mac-r1 |
Mac-A |
0x0800 |
1 |
8 |
Ip-A |
Ip-C |
數據 |
6.S1收到報文，加vlan1標籤，根據DM和vlan（r1）查MAC表，命中S2
ICMP回顯請求
|
DM |
SM |
幀類型 |
Vlan |
協議類型 |
協議 |
ICMP類型 |
SI |
DI |
DATA |
|
Mac-r1 |
Mac-A |
0x8100 |
Vlan1 |
0x0800 |
1 |
8 |
Ip-A |
Ip-C |
數據 |
至此，A到路由器的所有表項建立完成。下面是路由器至C的轉發過程，同上述。