计算机网络连接演进过程

主机 Ddd-dd-dd-dd-dd192.168.0.3

主机 Ddd-dd-dd-dd-dd（丢弃）

网段

下一跳

路由器端口

192.168.0.0/24

1

192.168.0.254/32

192.168.1.0/24

192.168.100.2

2

192.168.1.254/32

交换机一开始 MAC 地址表是空的，需要先进行广播，随后主机 B 匹配应答后就在路由表添加主机 B 的端口映射关系

交换机2连接路由器端口2MAC：yy-yy-yy-yy-yyIP：192.168.1.254

随着主机的增加，交换机的端口不够用了，添加新的交换机扩容

主机 Eee-ee-ee-ee-ee192.168.1.1

交换机1连接路由器端口1MAC：xx-xx-xx-xx-xxIP：192.168.0.254

交换机 2 的 MAC 地址表

交换机2

主机 Bbb-bb-bb-bb-bb192.168.0.2

源 IP：192.168.0.1目标 IP：192.168.1.2

主机间可以直连，但主机的端口就那么几个，所以集线器就派上场了

物理层

主机 Ccc-cc-cc-cc-cc（丢弃）

② 192.168.0.2 在 bb-bb-bb-bb-bb

广播

路由器也保存ARP 缓存表

MAC：pp-pp-pp-pp-ppIP：192.168.100.1

① 谁是 192.168.0.2？请回应您的 MAC

交换机1

源 IP：192.168.0.1目标 IP：192.168.0.2

数据链路层（二层）

使用集线器广播浪费网络资源

通过集线器进行广播，解决端口不足

假设主机 A 发送给主机 B

路由器1

主机 Fff-ff-ff-ff-ff192.168.1.2

路由器2

交换机2连接路由器2的端口2MAC：yy-yy-yy-yy-yyIP：192.168.1.254

主机 Ggg-gg-gg-gg-gg192.168.1.3

同一网段直接走交换机

主机 Aaa-aa-aa-aa-aa

主机 Ccc-cc-cc-cc-cc192.168.0.3

源 MAC：aa-aa-aa-aa-aa目标 MAC：ff-ff-ff-ff-ff

数据包

要想走出去，那就得多个路由器链接起来

交换机的 MAC 地址表

主机 Eee-ee-ee-ee-ee

缓存 IP

MAC

192.168.0.1

aa-aa-aa-aa-aa

192.168.0.2

bb-bb-bb-bb-bb

192.168.1.2

ff-ff-ff-ff-ff

不在同一网段发给默认网关

交换机1连接路由器1的端口1MAC：xx-xx-xx-xx-xxIP：192.168.0.254

交换机 1 的 MAC 地址表

主机 Hhh-hh-hh-hh-hh192.168.1.4

主机 Aaa-aa-aa-aa-aa192.168.0.1

路由器端口1+端口2

主机 Ggg-gg-gg-gg-gg

主机 Hhh-hh-hh-hh-hh

数据链路层

网络层（IP协议）本身没有传输包的功能，包的实际传输是委托给数据链路层（交换机）来实现的。

主机 Fff-ff-ff-ff-ff

源 MAC：aa-aa-aa-aa-aa目标 MAC：bb-bb-bb-bb-bb

集线器

③ 主机更新 ARP 缓存表

MAC 地址

交换机端口

bb-bb-bb-bb-bb（新）

主机 Ddd-dd-dd-dd-dd

cc-cc-cc-cc-cc

dd-dd-dd-dd-dd

ee-ee-ee-ee-ee

3

gg-gg-gg-gg-gg

4

hh-hh-hh-hh-hh

5

交换机 2 将网口 1 连接到交换机 1

网络层

6

主机 Bbb-bb-bb-bb-bb

① 假设主机 A 发送给 192.168.1.2，通过子网 255.255.255.0 得到网段为 192.168.1.0，不在同一网段，那么主机将数据包通过交换机 1 发送到默认网关 192.168.0.254，让路由器 1 处理② 路由器 1 从本地的路由表查到 192.168.1.0 网段对应的下一跳是 192.168.100.2，也就是路由器 2，因此，路由器 1 就把数据包转发给路由器 2③ 路由器 2 从本地的 ARP 缓存表找到 192.168.1.2 的 MAC 地址是 ff-ff-ff-ff-ff，发送到交换机 2④ 交换机 2 根据 MAC 地址表匹配发送过来的 MAC，找到对应的端口发送到主机 F

主机 Bbb-bb-bb-bb-bb（匹配成功）

通过交换机绑定 MAC 路由表，根据路由表转发

主机 Ccc-cc-cc-cc-cc

路由器 ARP 广播

主机

主机 IP & 子网掩码

主机 A

192.168.0.1 & 255.255.255.0

192.168.0.0

主机 B

192.168.0.2 & 255.255.255.0

主机 F

192.168.1.2 & 255.255.255.0

192.168.1.0

应答

默认网关指向路由器 ->192.168.0.254

路由器缓存一个路由表，映射目标网段和自身的出入端口

☹当主机发展到成千上万台，交换机的记录表爆炸了，完全顶不住

交换机 1 将网口 6连接到交换机 2

同一网段直接发送 ARP

不同网段走路由器

交换机

网络层（三层）

MAC：qq-qq-qq-qq-qqIP：192.168.100.2