一次路由多次交换你理解多少？
很多人理解并不深刻。
今天偶看到一篇关于三层交换机的工作原理，看到那相解析，我郁闷了！
原话是这样的
“第三层交换的原理是，假设两个使用IP的主机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请求（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，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。由于仅仅在路由过程中才需要三层处理，绝大部分数据都通过二层交换转发，因此第三层交换机的速度很快，接近第二层交换机的速度，同时比相同路由器的价格低很多”。
其中的这句话令我郁闷了半天
“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求”。
分析：既然A和B不在同一个网段，A发送ARP请求网关的MAC地址，怎么三层交换机就返回了B的MAC地址呢？
大家发表一下高见啊！
算了自己了资料！引用别人的原话，很有道理！
分析上面这段文章，笔者认为这种观点违背了主机与缺省网关通信的基本原理。文章提到“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”。实际上，A站向三层交换模块发送网关IP地址的ARP请求时，ARP请求报文并不包含B站IP地址，三层交换模块只会把自己IP地址对应的MAC地址回复给A站，根本不会向发送站A回复B的MAC地址。这是错误之一。
退一步说，即便三层交换模块回复B站的MAC地址，由于B站和A站不在同一子网，A站也不会把B站的目的MAC地址封装在A站要发送的以太网帧中。这是错误之二。
再者，三层交换模块接收A站发送到B站的以太网帧，三层交换模块从以太网帧的IP包中提取B站的IP地址，通过查路由表，寻到B站的下一跳，若B站与第三层交换机某一接口在同一网段，第三层交换机向B站IP地址广播ARP请求，从B站的ARP应答中可得知B站的MAC地址；若B站与三层交换机某一接口不在同一网段，中间相隔了好几跳，三层交换模块只会向下一跳IP地址广播ARP请求，下一跳ARP应答的应是下一跳IP地址的MAC地址，三层交换模块无从得知B站的MAC地址。这是错误之三。
要达到“路由一次，处处交换”或“基于目的MAC地址的第二层交换”的目的，必须改变现存主
机与缺省网关的通信机制或第三层交换机的路由规则，换句话说，以一种新的主机与缺省网关的通信机制替代现有的通信机制。就像前面描述的3Com公司的快速IP技术一样。实际网络中主机和第三层交换机都工作得很好，无需主机做任何改变，也无需改变原有的网络设施。在第三层交换机替代传统路由器的场合，子网间的流量转发性能却得到了空前的提高。这并不是改变了交换机对三层报文转发机制的结果，即“路由一次，处处交换”或“基于目的MAC地址的第二层交换”的结果，而是第三层交换机基于硬件快速转发三层报文的结果。
本人经过查资料进行整理，一次路由多次交换原理如下：
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。
怎么查自己的ipCPU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接口进行路由转发。
ApingB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，查三层表项，因为第一次是空的，所以查失败，于是将报文交给CPU进行软件处理，CPU根据目标IP进行查路由，匹配到一个直连网段，于是查ARP表，第一次还是空的，所以查失败，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到三层转发信息添加表项（包括IP，MAC，VLAM，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。
水平有限，写得不够清楚，请多多包涵！
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