三层交换机是怎样工作的？详解三层交换机工作方式

　　三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具有的路由功能也是为这目的服务的，能够做到一次路由，多次转发。三层交换机是怎样工作的？下面小编给大家详细讲解一下三层交换机工作方式。

　　如上图，在二层环境中A---B之间通信，A发送一个数据包目的MAC地址是B，当发送到交换机，交换机基于目的MAC地址的转发，然后开始查看自己的MAC表项，找出对应的出口出去了整个过程中只有MAC地址的查找，没有对数据帧产生任何的改变，我在这只对二层帧转发做一个简短而又简单的描述，毕竟重点不在这。

　　在三层环境中 A---C之间通信，A发送一个数据包，目的MAC地址应该是网关MAC地址，也即是交换机的MAC地址SMAC好在这里插一个小插曲，之前有人问过我说一个交换机要不要三层转发是怎么判断的，我当时的回答是看这个数据包的mac地址是不是自己，如果是就执行三层转发，别人说回答是正确的；但是当我回来研究这个问题的时候，我发现当时我的回答是不严谨的，为什么 ？当一个交换机收到一个数据包的二层目的mac地址是自己，此时它要做什么？

　　插个一个小插曲，前两天在微信上看过这样的一个小短片，说的是在一所大学教室里，有两个男生特别喜欢坐在他们身后的班花，就不停的看着那个女孩，忽然，那个女孩站起来准备走了，在路过他们身边的时候塞给了坐在一边的男生一个卷起来的小纸条；物理上，这个女生是将纸条递给了这个男生，想想这个男生接下来要做什么事情？是要打开纸条查看里面写了什么内容吧！三层交换机在接收到目的mac地址是自己的时候要做的事情也是向上层解封装，查看三层目的IP地址，然后呢？

　　当时那个男生很高兴的拿着那个纸条，然后打开了，上面写着“请将纸条递给下一个人”，哈哈，，，三层交换机也是这样一看原来目的IP地址不是自己，这才执行路由层面的转发；所以说交换机在执行要不要三层转发，是在目的mac是自己的同时，IP地址是不是自己，如果是自己那还转发个啥来，就不用转发了。

　　交换机在判断出目的IP不是自己的时候是不是一定就去查看路由表呢 ？不是，这个就是交换机的关键所在了，交换机此时不会查看路由表，不会查看arp表，不会查看mac地址表；那交换机会查看什么表？

　　交换机此时会查看自己集成在ASIC硬件转发卡中的硬件转发表，那这个硬件转发表都包含了什么内容呢？

　　当第一个包过来的时候，发现硬件转发表并没有什么表项，所以此时必须将数据包交由路由进程处理，一旦交由cpu处理，必然会消耗cpu资源，此时会查看路由表，然后发现此IP地址个自己是直连的，此时就去查看arp找出此地址对应的mac地址，就可以转发出去了

　　在决定转发出去过程中，交换机至少会做三件事情，一，修改IP包头的ttl值；二，修改原mac地址，改成自己出接口mac地址；三，建立交换机硬件转发表，包括目的IP地址，目的IP地址（下一跳）对应的mac地址，mac地址对应的vlan，以及对应的端口（这个每个厂家有自己的理解）

　　这样当一下包过来的时候，交换机就会查看硬件转发表直接转发而不会在经过路由表的查询了，也即是交换机的一次路由，多次交换机原理。