现代社会的人们几乎时时刻刻都在接触网络，但几乎很少有人会去思考在网络通信过程中究竟发生了些什么，因为网络对于人们来说就是一个黑匣子，屏蔽掉了所有的细节，我们只需要知道如何使用即可。但作为一名从事于网络工作的人员，我们则必须知道其中的细节。我们需要知道当我ping一台处于网络中的计算机时所发生的事情，即报文在网络设备上的转发处理。提到转发就不得不提二三层转发的概念。
现有如下网络结构图，我们在此网络结构图的基础上简单描述一下二三层转发的流程。
二层转发原理
在OSI模型中，二层为数据链路层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务基础上向网络层提供服务，其最基本的服务室负责直接相连的网络设备之间的通讯。数据在进入二层以后被封装或者解封装为数据帧的形式。
数据链路层转发的主要依据链路层信息MAC地址来完成的。MAC地址就是我们常说的硬件地址，网络中每个通讯设备都有自己唯一的MAC地址，这个地址是独一无二的，设备根据MAC地址判断出要把数据包转发到何处，以及数据包是从何处来的。因此，交换机中需要一张MAC地址与端口号一一对应的表，以便在交换机内部实现二层数据转发，这张二层转发表就是FDB(Forwarding Database)表。
1）ARP请求
在图中，当PC-A向PC-B发起一个ICMP请求回应报文时，计算机上的IP模块发包时，首先比较自己的IP和网关相与是否等于PC-B的IP和网关相与的值，发现相等，于是认为只需要进行二层转发。
于是，PC-A查找自己的ARP缓存表里有没有PC-B对应的MAC地址，没有查找到，于是发起一个ARP请求的广播报文，请求PC-B的IP对应的MAC地址，在这个广播报文中，帧头部的目的MAC地址为广播地址ffff-ffff-ffff，而报文段里，源IP与源MAC都是PC-A的，目的IP为PC-B,而目的MAC则全为0。
PC-A将这个帧封装好后从接口发送出去，交换机接收到这个帧以后，首先检查帧的头部信息，发现帧的头部信息中，源MAC地址在自己的MAC表里没有查到，于是首先进行学习，将此帧的源MAC地址和接收的端口号添加到自己的MAC表中。
随后交换机检查帧头部的目的MAC地址，发现这是一个广播地址，于是向除了接收这个帧的接口以外的所有接口进行转发。连接在交换机上的计算机在接收到这个帧以后进行进行解析，除PC-B以外的计算机发现请求的IP地址不是自己，于是将其抛弃。而PC-B解析后发现报文中的目的IP地址正是自己的IP地址，并且发现报文中的源MAC地址和源IP地址在自己的ARP表里没有，于是将其添加到自己的ARP表里，随后又发现这个ARP报文是一个ARP请求回应报文，于是封装一个ARP回应报文，在这个ARP报文里，源MAC地址是PC-B，目的MAC地址是PC-A，随后将这个帧发送给交换机。
交换机接收到这个帧后，发现帧的源MAC地址在自己的MAC表里没有，于是学习，将其添加到自己的MAC表中。随后根据帧里的目的MAC在自己的MAC表里进行查找，找到了对应项，据此将此帧转发出去。
PC-A接收到交换机转发的帧以后，发现该帧的目的MAC正是自己，确认这个帧是发送给自己的，于是继续解封装，发现该帧为ARP回应，目的IP是自己，源IP正是PC-B，于是将PC-B对应的IP和MAC添加到自己的ARP表中。
2) ICMP请求回应过程
现在PC-A已经获得了PC-B的MAC地址，那么现在把刚开始放入缓存中的ICMP报文取出，将目的MAC设置为PC-B的MAC地址，并将这个报文发送出去。
交换机接收到这个帧后，检查帧的头部信息，发现源MAC地址在自己的MAC表里，然后再根据目的MAC地址进行查找，查到了对应的表项，于是将这个帧从对应的端口发送出去。
PC-B接收到这个帧后发现其目的MAC是自己，于是继续解封装，在IP报文里发现这是一ICMP的请求回应报文，于是自己封装一个ICMP的回应请求，源IP、源MAC为自己，目的IP、目的MAC为PC-A。
交换机接收到这个帧后，检查帧的头部信息，发现源MAC地址在自己的MAC表里，然后再根据目的MAC地址进行查找，查到了对应的表项，于是将这个帧从对应的端口发送出去。
PC-A接收到这个帧以后，发现目的MAC是自己，于是接收这个帧，并进行解析，发现这个帧是PC-B对自己刚才发送的ICMP请求报文的回应。
三层转发原理
1）PC-A ping PC-C
PC-A开始封装一个ICMP请求回应报文，当封装IP报头的时候，发现目的IP和自己不属于同一个网段。
2）PC-A把这段报文交给网关处理
由于不处于同一个网段，PC-A继续封装报文，在封装帧的时候目的MAC寻找自己的ARP表中网关的MAC地址，没有查找到，于是把这段报文缓存起来。
3）PC-A向网关发起一个ARP请求
PC-A向网关发起一个ARP请求，寻求网关的ARP地址。路由器接收到这个请求，查看到帧头部信息里的目的发现这是一个广播帧，于是接受下这个帧但不进行转发，继续解析，发现ARP报文中的源MAC以及源IP地址不在自己的ARP表中，于是进行ARP学习。继续解析，发现目的IP正是自己，于是，路由器发起一个ARP回应给PC-A。
PC-A接收到这个帧后，发现目的MAC正是自己，于是接收下这个帧并进行解析，发现这个帧正是网关发来的ARP回应，于是在自己的ARP表里添加网关对应的MAC，然后取出缓存的ICMP报文，将帧头部的目的MAC置换为网关的MAC地址，并发送出去。
路由器接收到这个帧后，查看到目的MAC是自己的MAC地址，于是接收下来并开始解析，在自己的路由表中的路由条目中查找IP首部中的目的IP，查找出该IP对应的目的网络号和端口，于是，重新进行二层封装，但发现自己的ARP表中没有PC-C的MAC地址，于是将这个帧缓存起来，并发出一个ARP请求广播报文。
4）路由器发起ARP请求寻找PC-C的MAC地址