网络二层转发过程

很多初级网工兄弟在跳槽找工作面试的时候通常遇到过这种题，考官会说麻烦简述下以下场景的过程，一台交换机接两个主机PC-A和PC-B，PC-A和PC-B在同一个VLAN下，并且两个PC配置相同段的IP，简述PC-A ping PC-B的整个网络过程。

毫无疑问上述测试肯定是没问题的，乍一看好简单，基本上只要学过两天交换机配置的兄弟都能两分钟内配好这个环境，但是面试官让你描述这个ping通的过程，这个时候很多兄弟就傻眼了，这这这还有过程？不是在PC-A上ping 下PC-B 就通了吗？这不废话吗，我们作为一个网络工程师，而不是一个拉网线的民工区别就在这里。下面就通过一个小实验（大家也别嫌简陋）来给大家解释下，涉及到一丢丢的数学知识大家自行百度下就OK了。

实验如下图：

二层交换拓扑图

不知道大家有没有想过这样一个问题，就是PC-A Ping PC-B的时候它怎么知道192.168.1.2/24是和它是所处在同一个网段？并且ping的时候是走二层还是走三层呢？并且如果走三层他是怎么查路由表的呢？这里其实涉及到一点数学知识，相信学过数学的小伙伴都知道与、或、非这三个概念吧（如果不太清楚可以自行搜搜搜下），我们主机在数据交换的过程中就用到了这个概念，PC-A 会先将192.168.1.2和自己网卡192.168.1.1进行与运算，在PC-A掩码范围内，与运算结果为“1”则为同网段，结果为“0”则为不同段，同段进行二层转发，不同段走三层转发（下次更新介绍），二层转发如下过程：

（1）主机PC-A向全网段的其他主机发送ARP广播报文，其S-mac为主机A 的MAC地址，S-IP为主机A的IP地址192.168.1.1，D-MAC为全F的广播地址，D-IP为主机B的IP地址192.168.1.2，交换机在收到这个广播包之后会查本地ARP表，如果能查到IP对应的ARP表项（IP+端口）则转发，如果找不到则会在同VLAN对应的端口下进行泛洪，即所有端口全部转发出去，并对PC-A的IP和对应的端口进行ARP表项记录。

（2）当全网通VLAN下的主机都收到该ARP广播时，只有主机PC-B发现ARP请求报文中的目的IP地址与自己的IP相同，则给予主机PC-A 发送ARP应答报文，S-MAC为主机PC-B 的MAC地址，S-IP为主机PC-B的IP地址192.168.1.2，D-MAC为主机PC-A的MAC地址，D-IP为主机PC-A的IP地址192.168.1.1。在此过程中，主机PC-B将主机PC-A的MAC地址和主机PC-A的IP地址写入自己的ARP表项中，以便之后的二层转发，交换机在收到此报文后查询ARP表项转发给PC-A

（3）主机PC-A收到主机PC-B的ARP应答报文之后，将主机PC-B的MAC地址和对应的IP地址写入自己的ARP表项中，以便后续的二层转发，同时，将IP数据包封装发送给主机B。

当然有的人也会问泛洪和广播的区别，交换机会发送广播报文吗，这些我们在后续的文章里在和大家一起讨论。