路由器的工作原理（三层设备）
当数据包进入路由器时，路由器先查看数据包中的目标MAC地址；
此时有三种情况：
1、广播-------解封装到3层
2、组播-------每一个组均存在自己的MAC地址；基于目标MAC就可以判断本地是否需要解封装；若本地加入了该组就解包，否则直接丢弃
3、单播-------目标MAC为路由器收到该流量的接口MAC地址（解封装)
目标MAC不是本地路由器的MAC地址（丢弃）
二层解封装完成后，查看三层报头；默认路由器仅查看目标ip地址
之后基于目标ip：
1、广播-------解封装到4层
2、组播-------若路由器加入了改组（解封）
若路由器没有加入改组（丢弃）
3、单播-------目标ip地址为路由器（继续解封）
目标ip地址为其他设备，路由器将查询本地的路由表（TCAM）
CAM：
（摘选，原文链接：https://blog.****.net/u013710265/article/details/72232312）
“CAM表”：就是指二层交换机上运行的Cisco IOS在内存中维护的一张表，CAM表是交换机在二层转发数据要查找的表，表中有MAC地址，对应的端口号，端口所属的VLAN。
交换机的每一个二层端口都有MAC地址自动学习的功能，当交换机收到PC发来的一个帧，就会查看帧中的源MAC地址，并查找CAM表，如果有就什么也不做，开始转发数据。如果没有就存入CAM表，以便当其他人向这个MAC地址上发送数据时，可以决定向哪个端口转发数据。
需要注意的是，数据帧的转发是依据目的MAC地址查询CAM表，而CAM表的学习则是以源MAC地址为依据
数据交换方式（路由方式)
1、原始包交换-------先查本地TCAM表，再查本地ARP确定下一跳MAC地址（以太网）
2、快速交换-------一次路由多次交换，基于数据流的第一个包进行TCAM和ARP表查询；之后将该通过过程，“源目ip地址，进出接口”，新的二层封装记录到缓存中；生成一个cache列表，该数据流的第二个包基于缓存直接转发
3、特快交换-------最早由cisco提出；CEF技术无需路由直接交换
路由器将本地的路由表和ARP直接转换为二进制的列表；随后将两个表格整合形成转发规则；
路由表
路由表-------路由信息数据库 RIB
保存传输层/网络层所涉及的相关信息
路由器处理数据流程：
原图链接：https://blog.****.net/yueyadao/article/details/86709503
相关进程：
| 协议号 | 协议 |
|---|---|
| 1 | ICMP |
| 2 | IGMP |
| 4 | 被ip封装的ip |
| 46 | 资源预留协议（RSVP） |
| 47 | 通用路由封装(GRE) |
| 54 | NHRP |
| 88 | EIGRP |
| 89 | OSPF |
如果数据包可被路由，那么路由器将会查找路由表获得一个正确的路径。在数据库中的每个路由表项至少包括下面两项：
1、目标地址-------这是路由器可这到达的网络地址。
2、指向目标的指针-------指针不是指向路由器的直连目标网络，就是指向直连目标网络内的另一台路由器（下一跳路由器），或者是到达这个链路的本地接口。
路由器将会通过最常匹配原则匹配，优先级高到低匹配顺序如下
主机地址（最优先）
子网
一组子网（一条汇总）
主网号
一组主网号（超网）
缺省地址（最后选择）
如果数据包的目标地址不能匹配到任何一条路由表项，那么数据包将被丢弃，同时一个“目标网络不可达”的ICMP消息将会发给源地址。
网络类型
1、点到点-------在一网段只能存在两个物理接口
2、BMA-------广播型多路访问网络；在一个MA网络中，同时存在广播洪泛机制
3、NBMA-------非广播型多路访问网络；在一个MA中不支持洪泛机制，只能使用伪广播（多次发送达到广播效果）来进行广播或组播行为
二层交换机的作用：
1、提供端口密度，用于更多的节点的互联（集线器）
2、对电流信息进行识别再转发-------理论上可以无限延长传输距离
3、完全没有冲突，实现所有节点间的同时数据收发
4、二层单播
二层交换机的工作原理：
数据帧进入交换机后，交换机先查看数据帧中的源MAC地址，基于该MAC的进入接口记录到本地的MAC地址表-------CAM表
标准CAM-------MAC+接口编号-------哈希运算
支持VLAN基础的CAM-------MAC+接口编号+VALANID-------哈希运算
哈希算法特点：
1、不等长的输入，等长的输出
2、雪崩效应
3、不可逆向运算
三层交换机的工作原理:
(二层交换机和路由器的功能集合设备)
当一个数据包进入3层交换机后：
1、先查看源MAC地址，生成CAM
2、再查看目标MAC地址
（1）广播-------洪泛，同时解封装
（2）组播-------洪泛或者基于组转发
（3)单播-------目标MAC为本地，直接解封
目标MAC为其他设备基于CAM表转发
3、解封装后，查看目标ip地址；
此时行为将和路由器一致