三层交换机处理器收发包问题综合讲解

三层交换机报文转发过程解析一、三层交换机报文转发过程图1-2如图1-2所示，假如主机A想访问主机B，首先主机A会将自己的IP地址和子网掩码做与操作,得出网路地址(如:Host-A的IP地址100.1.1.2与自身掩码255.255.255.0做与操作后,得到的网络号是100.1.1.0).然后判断目的IP地址(即Host-B的IP地址)与自己的网络地址是不是在同一个子网.因为图中主机A和主机B不在同一子网内,所以需要进行三层转发.1、主机A发送ARP广播获取网关MAC地址主机A想访问主机B首先要有主机B的MAC地址，由于主机A和主机B不在同一子网，所以主机A首先会向缺省网关发送ARP广播报文来获取网关的MAC地址。

ARP报文格式如下：Ethernet头ARP头D-MAC S-MAC S-MAC S-IP D-MAC D-IP2、交换机形成主机A的MAC表项，并用网关MAC地址回应主机A的ARP请求交换机收到ARP广播报文后,首先学习ARP报文Ethernet头部的源MAC地址，交换机芯片将自动记录主机A的MAC地址(00e0-d26b-8121)、接收该ARP报文的交换机接口号(E1/0/0)及此接口所属的VLAN(VLAN 10)等信息,并形成一条MAC表项放入交换机MAC表中.同时，交换机也会通过软件把主机A的IP、MAC、上连到交换机的接口等信息保存到交换机的硬件转发表里（三层硬件表项,MAC表是没有IP的）。

由于主机A发送的ARP广播报文中的目的IP地址(100.1.1.1)就是交换机上接收该ARP广播报文的接口(E1/0/0)所属VLAN(VLAN 10)的IP 地址，所以交换机将使用vlan10的MAC地址回复主机A的ARP请求。

ARP回复报文如下：3、主机A把网关MAC当作主机B的MAC访问主机B主机A收到网关的ARP回应报文后，会把网关的MAC地址当成是主机B的MAC地址，这样主机A发送数据给主机B时就会使用网关MAC作为目的MAC来封装数据侦,侦格式如下：4、交换机查找硬件转发表/路由表进行三层转发交换机收到主机A发来的数据报文后，仍然会首先学习数据报文Ethernet头部的源MAC地址，然后根据Ethernet头部的目的MAC查找交换机的MAC表，此时发现目的MAC地址就是本地VLAN的MAC地址，这种情况下交换机会把该报文上送到交换芯片的三层引擎处理。

三层交换机工作原理
三层交换机是一种在网络中用来传输数据的设备。

它不仅能够实现数据包的转发，还可以对数据包进行分析和处理。

其工作原理如下：
1. 数据包的接收：当三层交换机接收到一个数据包时，会先检查数据包的目的MAC地址。

如果交换机的MAC地址表中有该地址的条目，则说明目的主机直接连到了该交换机的某个接口上，交换机会将数据包直接转发到相应接口。

否则，交换机会将数据包转发到所有的接口上。

2. 数据包的分析：当数据包到达目的主机所连接的接口时，交换机会将数据包的目的IP地址提取出来，然后和交换机的路由表进行匹配。

3. 路由：交换机根据匹配结果，确定数据包应该转发到哪个接口上。

交换机通过查找路由表，找到与目的IP地址匹配的下一跳地址，并将数据包转发到该下一跳地址所对应的接口上。

4. 转发：交换机将转发的过程称为转发决策。

它将根据路由表中的下一跳地址，选择相应的接口将数据包转发出去。

通过以上过程，三层交换机可以将从源主机发送过来的数据包准确地转发到目的主机，并且可以根据网络中的路由表进行相应的路由决策，从而实现数据的高效传输。

此外，三层交换机还可以实现网络的隔离和安全性的控制。

交换机二三层转发原理交换机是计算机网络中的一种关键设备，它可以实现数据包的转发和交换。

交换机的转发原理分为二层和三层转发原理。

下面将分别介绍交换机二三层转发原理。

二层转发原理：交换机的二层转发原理主要包括MAC地址学习、转发表和广播处理。

1.MAC地址学习：二层转发主要依靠物理地址（MAC地址）进行转发，交换机通过学习网络中不同设备的MAC地址，建立一个MAC地址表。

当交换机收到一个数据包时，会提取数据包中的源MAC地址，并将其与交换机的MAC地址表进行比对。

如果表中已存在该源MAC地址，则说明该设备已经被学习过，交换机会更新该设备的端口信息；如果表中不存在该源MAC地址，则说明该设备是一个新设备，交换机会将该设备的MAC地址和端口信息添加到MAC 地址表中。

2.转发表：转发表主要记录了交换机中各端口上对应的MAC地址和相应的出端口信息。

当交换机收到一个数据包时，首先根据数据包中的目的MAC地址查询转发表，以确定该数据包需要发送到哪个端口。

如果转发表中存在该目的MAC地址，则交换机将数据包从该端口转发出去；如果转发表中不存在该目的MAC地址，则交换机将该数据包广播到所有其他端口。

3.广播处理：广播数据包是一种发送给网络中所有设备的数据包，交换机在接收到广播数据包后，会将该数据包转发到所有其他端口上，以保证所有设备都可以接收到广播信息。

三层转发原理：交换机的三层转发原理是基于IP地址进行转发，主要包括IP地址学习、路由表和网络分割。

1.IP地址学习：三层转发主要依靠逻辑地址（IP地址）进行转发，交换机通过学习网络中不同设备的IP地址，建立一个IP地址表。

当交换机收到一个数据包时，会提取数据包中的源IP地址，并将其与交换机的IP地址表进行比对。

如果表中已存在该源IP地址，则说明该设备已经被学习过，交换机会更新该设备的端口信息；如果表中不存在该源IP地址，则说明该设备是一个新设备，交换机会将该设备的IP地址和端口信息添加到IP地址表中。

三层交换机转发原理一、引言三层交换机是一种能够进行网络数据包转发的设备，它能够在不同的网络层之间进行数据包转发，实现不同网络之间的通信。

本文将详细介绍三层交换机的转发原理及其工作原理。

二、三层交换机的基本概念三层交换机是一种能够在网络层进行数据包转发的设备，它能够根据数据包的目标IP地址进行转发决策，并将数据包发送到目标网络。

与二层交换机不同的是，三层交换机不仅仅只关注数据包的MAC 地址，还会关注数据包的IP地址。

三、三层交换机的转发原理1. 路由表三层交换机内部有一个路由表，该路由表记录了不同网络之间的路由关系。

当三层交换机接收到一个数据包时，它会查找路由表，找到与目标IP地址匹配的路由项。

2. IP数据包的转发根据路由表中的路由项，三层交换机会确定数据包的下一跳地址，并将数据包发送到下一跳地址。

这个过程中，三层交换机会对数据包进行一些处理，例如修改数据包的MAC地址等。

3. ARP缓存三层交换机还维护着一个ARP缓存表，用于记录MAC地址和IP 地址的对应关系。

当三层交换机接收到一个数据包时，它会查找ARP缓存表，找到目标IP地址对应的MAC地址，并将数据包发送到该MAC地址。

4. ICMP重定向当三层交换机发现数据包的下一跳地址在同一个子网内时，它会发送一个ICMP重定向消息给源主机，告诉源主机将数据包直接发送到目标主机，从而减少网络流量。

5. NAT转发三层交换机还可以进行NAT转发，将内部网络的私有IP地址转换成公网IP地址，实现内部网络与外部网络的通信。

四、三层交换机的工作原理1. 数据包的接收三层交换机接收到一个数据包后，会首先检查数据包的目标MAC 地址。

如果目标MAC地址在三层交换机的MAC地址表中，则直接转发数据包；否则，将数据包发送到CPU进行处理。

2. 数据包的处理当数据包发送到CPU后，CPU会根据数据包的目标IP地址查询路由表，并确定数据包的下一跳地址。

然后，CPU将数据包发送到下一跳地址，并更新数据包的MAC地址。

三层交换机arp转发原理现代网络技术的快速发展，让我们在日常生活中离不开各种网络设备的支持。

在这些网络设备中，三层交换机作为一种重要的网络设备，其具有特殊的ARP转发原理，对于网络通信起着至关重要的作用。

一、ARP协议的基本原理ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议是用于将IP地址转换为MAC地址的一种协议。

在网络通信中，数据包在传输过程中需要知道目标主机的MAC地址，而ARP协议就是为了解决这个问题而被设计出来的。

当一个主机需要发送数据包到另一个主机时，它首先会查询ARP缓存表，如果找不到目标主机的MAC地址，就会发送一个ARP请求广播包到局域网内的所有主机，请求对应IP地址的主机回复自己的MAC地址。

而三层交换机在进行ARP转发时，也会涉及到这个过程。

二、三层交换机的作用与特点三层交换机是在第二层交换机的基础上增加了路由功能的一种网络设备。

传统的第二层交换机只能根据MAC地址进行数据包的转发，而三层交换机不仅可以根据MAC地址进行转发，还可以根据IP地址进行转发，这样可以加快网络通信速度，提高网络通信的效率。

另外，三层交换机还可以提供大量的路由表项，支持更复杂的网络拓扑结构，使得网络管理更加方便。

三、三层交换机的ARP转发原理三层交换机在ARP转发时，首先会判断接收到的ARP请求包是发送到哪个接口的。

如果目标IP地址在三层交换机的路由表中，三层交换机会根据路由表找到与目标IP地址匹配的下一跳地址，然后将ARP请求包转发到该下一跳地址所在的接口。

当目标主机收到ARP请求包后，会将自己的MAC 地址回复给发送ARP请求的主机，在此过程中，三层交换机起到了一个中转的作用。

四、三层交换机ARP转发原理的优势三层交换机在进行ARP转发时，能够根据网络拓扑结构快速地找到目标主机的MAC地址，提高了网络通信的效率。

另外，三层交换机还可以根据目标IP地址进行路由查找，实现了更灵活的网络数据转发。

三层交换机进行VLAN处理过程详解1.VLAN的创建：首先，管理员需要在三层交换机上创建不同的VLAN。

每个VLAN都有一个唯一的标识符，称为VLANID。

管理员可以根据网络的需求创建不同的VLAN，并将端口分配给相应的VLAN。

2.VLAN的划分：在创建VLAN之后，管理员需要将不同的端口划分到相应的VLAN中。

这样，同一VLAN中的设备可以通过交换机进行通信，而不同VLAN中的设备之间需要经过交换机进行路由。

3.子接口的创建：为了实现不同VLAN之间的路由，管理员需要在三层交换机上创建子接口。

子接口相当于在交换机上创建了多个逻辑接口，每个子接口对应一个VLAN。

4.子接口的配置：对于每个子接口，管理员需要为其配置相应的IP地址和子网掩码。

这样，三层交换机就知道如何将数据包从一个VLAN路由到另一个VLAN。

5.交换机的路由配置：为了使三层交换机能够正确地路由数据包，管理员需要对交换机进行路由配置。

这包括设置默认网关和静态路由等。

6.VLAN间的通信：一旦上述配置完成，不同VLAN的设备就可以进行通信了。

当一个设备发送数据包到另一个VLAN时，数据包首先到达三层交换机。

交换机根据数据包的目的IP地址和子接口的配置将数据包路由到相应的VLAN。

7.VLAN的隔离：三层交换机可以通过VLAN的隔离来提高网络的安全性。

通过配置ACL（访问控制列表）和端口隔离等功能，管理员可以实现不同VLAN之间的隔离，从而防止未经授权的访问和数据泄露。

8. VLAN的互连：在一些情况下，不同楼层或不同地点的交换机之间需要进行VLAN的互连。

这可以通过将两个交换机之间的端口配置为"trunk"模式来实现。

在trunk模式下，交换机可以传输多个VLAN的数据包。

总结起来，三层交换机进行VLAN处理的过程包括VLAN的创建和划分、子接口的创建和配置、交换机的路由配置、VLAN间的通信、VLAN的隔离和VLAN的互连。

交换机三层路由转发原理交换机是一种常见的网络设备，用于在局域网中传输数据。

而三层路由转发是交换机的一种重要功能，它使得交换机能够在不同的网络之间传递数据包，并根据目的地址选择最佳路径进行转发。

本文将介绍交换机三层路由转发的原理和工作过程。

一、交换机的基本原理交换机是一种数据链路层设备，它通过学习和维护MAC地址表来实现数据的转发。

当交换机接收到一个数据包时，它会查看数据包中的源MAC地址，并将其添加到MAC地址表中。

然后，它会查找目的MAC地址在MAC地址表中的对应端口，并将数据包转发到该端口。

如果目的MAC地址不在MAC地址表中，交换机会将数据包广播到所有的端口，以便学习目的MAC地址和端口的对应关系。

二、交换机的三层路由转发尽管交换机是一种数据链路层设备，但一些高级交换机还具有三层路由转发的功能。

三层路由转发是基于IP地址进行的，它使交换机能够在不同的子网之间进行数据转发。

当交换机接收到一个数据包时，它首先会检查数据包的目的IP地址。

如果目的IP地址与交换机的子网相同，那么交换机会像普通的交换机一样，根据目的MAC地址进行转发。

但如果目的IP地址不在交换机的子网中，那么交换机就需要进行三层路由转发。

三、三层路由转发的原理三层路由转发是通过交换机的路由表来实现的。

路由表是交换机存储IP地址和对应出口端口的表格。

当交换机接收到一个需要进行三层路由转发的数据包时，它会查找路由表，找到与目的IP地址匹配的最佳路径，并将数据包转发到该路径的出口端口。

交换机的路由表是通过学习和配置来建立的。

交换机可以通过学习其他设备发送的路由信息来更新路由表，也可以通过手动配置来添加和删除路由条目。

在学习路由信息和配置路由表时，交换机会考虑到不同路由的优先级和距离等因素，以选择最佳路径进行转发。

四、三层路由转发的工作过程三层路由转发的工作过程可以简单概括为以下几步：1. 接收数据包：交换机接收到一个数据包，并检查其目的IP地址。

三层交换概念和原理关键词：交换机4, ASIC2, IP2简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。

它解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

什么是三层交换三层交换（也称多层交换技术，或IP交换技术）是相对于传统交换概念而提出的。

众所周知，传统的交换技术是在OSI网络标准模型中的第二层――数据链路层进行操作的，而三层交换技术是在网络模型中的第三层实现了数据包的高速转发。

简单地说，三层交换技术就是：二层交换技术＋三层转发技术。

三层交换技术的出现，解决了局域网中网段划分之后，网段中子网必须依赖路由器进行管理的局面，解决了传统路由器低速、复杂所造成的网络瓶颈问题。

三层交换原理一个具有三层交换功能的设备，是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件叠加在局域网交换机上。

其原理是：假设两个使用IP协议的站点A、B通过第三层交换机进行通信，发送站点A在开始发送时，把自己的IP地址与B站的IP地址比较，判断B站是否与自己在同一子网内。

若目的站B与发送站A在同一子网内，则进行二层的转发。

若两个站点不在同一子网内，如发送站A要与目的站B通信，发送站A要向“缺省网关”发出ARP(地址解析)封包，而“缺省网关”的IP地址其实是三层交换机的三层交换模块。

当发送站A对“缺省网关”的IP 地址广播出一个ARP请求时，如果三层交换模块在以前的通信过程中已经知道B站的MAC 地址，则向发送站A回复B的MAC地址。

否则三层交换模块根据路由信息向B站广播一个ARP请求，B站得到此ARP请求后向三层交换模块回复其MAC地址，三层交换模块保存此地址并回复给发送站A,同时将B站的MAC地址发送到二层交换引擎的MAC地址表中。

从这以后，当A向B发送的数据包便全部交给二层交换处理，信息得以高速交换。

图解三层交换机的全程工作原理2010-03-19 14:57 佚名博客园我要评论(0)字号：T | T三层交换机和还有一种路由器，它设计的目的就不是用于不同类型网络的连接，所以所支持的网络协议比较单一，背板带宽也较小AD：2013大数据全球技术峰会低价抢票中如单纯的使用路由器，由于接口数量有限和路由转发速度慢，一般来说，在内网数据流量大，要求快速转发响应的网络中，如全部由三层交换机来做这个工作。

大家都知道，路由器可以连接企业局域网和广域网（如因特网），但却忽略了一路由器的另一个应用，那就是它的局域网连接功能。

路由器的广域网连接可参见拓扑图图和三层交换机的路由连接图。

路由器的作用因不同的路由器类型而定，我们常说的路由器通常是指边界路由器，就是位于不同类型网络的边界，如拓扑图图和三层交换机的路由连接图所示。

还有一种路由器，它设计的目的就不是用于不同类型网络的连接，而是用于同为局域网的不同局域网或不同子网之间的连接，这就是“中间节点路由器”。

它的网络结构如下图所示。

它与三层交换机的路由连接图相比，只是用中间节点路由器接替了原来的三层交换机。

<“边界路由器”处于网络边界的边缘或末端，用于不同网络路由器的连接，这也是目前大多数路由器的类型。

如前面介绍的互联网接入路由器和后面要介绍的VPN路由器都属于边界路由器。

这类路由器所支持的网络协议和路由协议比较广，背板带宽非常高，具有较高的吞吐能力，以满足各类不同类型网络（包括局域网和广域网）的互联。

而“中间节点路由器”则处于局域网的内部，通常用于连接不同局域网，起到一个数据转发的桥梁作用。

中间节点路由器更注重MAC地址的记忆能，要求较大的缓存。

因为所连接的网络基本上是局域网，所以所支持的网络协议比较单一，背板带宽也较小，这些都是为了获得最高的性价比，适应一般企业的随能力。

它与三层交换机的路由功能相比，在路由功能上肯定比三层交换机的强，但在局域网这种数据交换频繁的网络中，采用中间节点路由器来进行局域网的连接，网络性能可能会受到一定影响。