交换机和路由器的工作过程

交换机和路由器的工作过程。本文介绍路由器与交换机的基本工作原理，在介绍这之前先来看一下OSI七层工作模型：

交换机的工作过程

交换机的作用是组建局域网

在一个局域网内的两台主机通信前，源主机会向交换机发送一个单播报文，报文中包括源mac地址和目的mac地址，交换机拿到这个报文后，如果发现自己的mac地址表中没有这个源mac地址，会把源mac地址进行记录，然后寻找自己的mac地址表中是否有这个目的mac地址，如果有，就将报文直接单播丢给目的mac对应的主机，如果没有，就会将这个报文丢给这个局域中的所有主机，这个过程叫做 广播。

此时，对于局域网中的所有主机来说，它们都会收到一个来自交换机的报文，如果它们自身的mac地址与目的mac地址不同，它们就会丢弃这个报文，如果相同，它就会给这个报文的源mac发送一个回应报文，此时的报文中，源mac变成了之前的目的mac，目的mac变成了之前的源mac。

结束了?没有!对于交换机中的mac地址表来说，它会先学习这个报文中的源mac地址，然后在mac表中找到目的mac(这个mac无论如何都是存在的，因为之前已经学习过了)，将报文单播给目的mac对应的主机。

至此，整个过程才算结束。

路由器的工作过程

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一般来说，路由器的主要工作是对数据包进行存储转发，具体过程如下：

第一步：当数据包到达路由器，根据网络物理接口的类型，路由器调用相应的链路层功能模块，以解释处理此数据包的链路层协议报头。这一步处理比较简单，主要是对数据的完整性进行验证，如CRC校验、帧长度检查等。

第二步：在链路层完成对数据帧的完整性验证后，路由器开始处理此数据帧的IP层。这一过程是路由器功能的核心。根据数据帧中IP包头的目的IP地址，路由器在路由表中查找下一跳的IP地址;同时，IP数据包头的TTL(Time To Live)域开始减数，并重新计算校验和(Checksum)。

第三步：根据路由表中所查到的下一跳IP地址，将IP数据包送往相应的输出链路层，被封装上相应的链路层包头，最后经输出网络物理接口发送出去。

三层交换机工作过程：

三层交换机是一个具有三层交换功能的设备，即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。

三层交换技术就是将路由技术与交换技术合二为一的技术。在对第一个数据流进行路由后，它将会产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当同样的数据流再次通过时，将根据此表直接从二层通过而不是再次路由，从而消除了路由器进行路由选择而造成网络的延迟，提高了数据包转发的效率。