網路傳輸中的三張表，MAC地址表、ARP快取表以及路由表
一：MAC地址表詳解
說到MAC地址表，就不得不說一下交換機的工作原理了，因為交換機是根據MAC地址錶轉發資料幀的。在交換機中有一張記錄著區域網主機MAC地址與交換機介面的對應關係的表，交換機就是根據這張表負責將資料幀傳輸到指定的主機上的。
交換機的工作原理
交換機在接收到資料幀以後，首先、會記錄資料幀中的源MAC地址和對應的介面到MAC表中，接著、會檢查自己的MAC表中是否有資料幀中目標MAC地址的資訊，如果有則會根據MAC表中記錄的對應介面將資料幀傳送出去(也就是單播)，如果沒有，則會將該資料幀從非接受介面傳送出去(也就是廣播)。
如下圖：詳細講解交換機傳輸資料幀的過程
1)主機A會將一個源MAC地址為自己，目標MAC地址為主機B的資料幀傳送給交換機。
2)交換機收到此資料幀後，首先將資料幀中的源MAC地址和對應的介面(介面為f 0/1) 記錄到MAC地址表中。
3)然後交換機會檢查自己的MAC地址表中是否有資料幀中的目標MAC地址的資訊，如果有，則從MAC地址表中記錄的介面傳送出去，如果沒有，則會將此資料幀從非接收介面的所有介面傳送出去(也就是除了f 0/1介面)。
4)這時，區域網的所有主機都會收到此資料幀，但是隻有主機B收到此資料幀時會響應這個廣播，並回應一個數據幀，此資料幀中包括主機B的MAC地址。
5)當交換機收到主機B迴應的資料幀後，也會記錄資料幀中的源MAC地址(也就是主機B的MAC地址)，這時，再當主機A和主機B通訊時，交換機根據MAC地址表中的記錄，實現單播了。
如下圖：當區域網存在多個交換機互聯的時候，交換機的MAC地址表是怎麼記錄的呢？
1)主機A將一個源MAC地址為自己，目標MAC地址主機C的資料幀傳送給交換機
2)交換機1收到此資料幀後，會學習源MAC地址，並檢查MAC地址表，發現沒有目標MAC地址的記錄，則會將資料幀廣播出去，主機B和交換機2都會收到此資料幀。
3)交換機2收到此資料幀後也會將資料幀中的源MAC地址和對應的介面記錄到MAC地址表中，並檢查自己的MAC地址表，發現沒有目標MAC地址的記錄，則會廣播此資料幀。
4)主機C收到資料幀後，會響應這個資料幀，並回復一個源MAC地址為自己的資料幀，這時交換機1和交換機1都會將主機C的MAC地址記錄到自己的MAC地址表中，並且以單播的形式將此資料幀傳送給主機A。
5)這時，主機A和主機C通訊就是一單播的形式傳輸資料幀了，主機B和主機C通訊如上述過程一樣，因此交換機2的MAC地址表中記錄著主機A和主機B的MAC地址都對應介面f 0/1。
總結：從上面的兩幅圖可以看出，交換機具有動態學習源MAC地址的功能，並且交換機的一個介面可以對應多個MAC地址，但是一個MAC地址只能對應一個介面。
注意：交換機動態學習的MAC地址預設只有300S的有效期，如果300S內記錄的MAC地址沒有通訊，則會刪除此記錄。
二、ARP快取表詳解
上面我們講解了交換機的工作原理，知道交換機是通過MAC地址通訊的，但是我們是如何獲得目標主機的MAC地址呢？這時我們就需要使用ARP協議了，在每臺主機中都有一張ARP表，它記錄著主機的IP地址和MAC地址的對應關係。
ARP協議：ARP協議是工作在網路層的協議，它負責將IP地址解析為MAC地址。
如下圖：詳細講解ARP的工作原理。
1)如果主機A想傳送資料給主機B，主機A首先會檢查自己的ARP快取表，檢視是否有主機B的IP地址和MAC地址的對應關係，如果有，則會將主機B的MAC地址作為源MAC地址封裝到資料幀中。如果沒有，主機A則會發送一個ARP請求資訊，請求的目標IP地址是主機B的IP地址，目標MAC地址是MAC地址的廣播幀(即FF-FF-FF-FF-FF-FF)，源IP地址和MAC地址是主機A的IP地址和MAC地址。
2)當交換機接受到此資料幀之後，發現此資料幀是廣播幀，因此，會將此資料幀從非接收的所有介面傳送出去。
3）當主機B接受到此資料幀後，會校對IP地址是否是自己的，並將主機A的IP地址和MAC地址的對應關係記錄到自己的ARP快取表中，同時會發送一個ARP應答，其中包括自己的MAC地址。
4)主機A在收到這個迴應的資料幀之後，在自己的ARP快取表中記錄主機B的IP地址和MAC地址的對應關係。而此時交換機已經學習到了主機A和主機B的MAC地址了。
路由表詳解
路由器負責不同網路之間的通訊，它是當今網路中的重要裝置，可以說沒有路由器就沒有當今的網際網路。在路由器中也有一張表，這張表叫路由表，記錄著到不同網段的資訊。路由表中的資訊分為直連路由和非直連路由。
直連路由：是直接連線在路由器介面的網段，由路由器自動生成。
非直連路由：就是不是直接連線在路由器介面上的網段，此記錄需要手動新增或者是使用動態路由。
路由表中記錄的條目有的需要手動新增(稱為靜態路由)，有的測試動態獲取的(稱為動態路由)。直連路由屬於靜態路由。
路由器是工作在網路層的，在網路層可以識別邏輯地址。當路由器的某個介面收到一個包時，路由器會讀取包中相應的目標的邏輯地址的網路部分，然後在路由表中進行查詢。如果在路由表中找到目標地址的路由條目，則把包轉發到路由器的相應介面，如果在路由表中沒有找到目標地址的路由條目，那麼，如果路由配置預設路由，就科舉預設路由的配置轉發到路由器的相應介面；如果沒有配置預設路由，則將該包丟棄，並返回不可到達的資訊。這就是資料路由的過程。
如下圖：詳細介紹路由器的工作原理
1)HostA在網路層將來自上層的報文封裝成IP資料包，其中源IP地址為自己，目標IP地址是HostB，HostA會用本機配置的24位子網掩碼與目標地址進行“與”運算，得出目標地址與本機不是同一網段，因此傳送HostB的資料包需要經過閘道器路由A的轉發。
2)HostA通過ARP請求獲取閘道器路由A的E0口的MAC地址，並在鏈路層將路由器E0介面的MAC地址封裝成目標MAC地址，源MAC地址是自己。
3)路由器A從E0可接收到資料幀，把資料鏈路層的封裝去掉，並檢查路由表中是否有目標IP地址網段(即192.168.2.2的網段)相匹配的的項，根據路由表中記錄到192.168.2.0網段的資料請傳送給下一跳地址10.1.1.2，因此資料在路由器A的E1口重新封裝，此時，源MAC地址是路由器A的E1介面的MAC地址，封裝的目標MAC地址則是路由器2的E1介面的MAC地址。
4)路由B從E1口接收到資料幀，同樣會把資料鏈路層的封裝去掉，對目標IP地址進行檢測，並與路由表進行匹配，此時發現目標地址的網段正好是自己E0口的直連網段，路由器B通過ARP廣播，獲知HostB的MAC地址，此時資料包在路由器B的E0介面再次封裝，源MAC地址是路由器B的E0介面的MAC地址，目標MAC地址是HostB的MAC地址。封裝完成後直接從路由器的E0介面傳送給HostB。
5)此時HostB才會收到來自HostA傳送的資料。