現代社會的人們幾乎時時刻刻都在接觸網絡，但幾乎很少有人會去思考在網絡通信過程中究竟發生了些什么，因為網絡對於人們來說就是一個黑匣子，屏蔽掉了所有的細節，我們只需要知道如何使用即可。但作為一名從事於網絡工作的人員，我們則必須知道其中的細節。我們需要知道當我ping一台處於網絡中的計算機時所發生的事情，即報文在網絡設備上的轉發處理。提到轉發就不得不提二三層轉發的概念。
現有如下網絡結構圖，我們在此網絡結構圖的基礎上簡單描述一下二三層轉發的流程。
二層轉發原理
在OSI模型中，二層為數據鏈路層，介乎於物理層和網絡層之間。數據鏈路層在物理層提供的服務基礎上向網絡層提供服務，其最基本的服務室負責直接相連的網絡設備之間的通訊。數據在進入二層以后被封裝或者解封裝為數據幀的形式。
數據鏈路層轉發的主要依據鏈路層信息MAC地址來完成的。MAC地址就是我們常說的硬件地址，網絡中每個通訊設備都有自己唯一的MAC地址，這個地址是獨一無二的，設備根據MAC地址判斷出要把數據包轉發到何處，以及數據包是從何處來的。因此，交換機中需要一張MAC地址與端口號一一對應的表，以便在交換機內部實現二層數據轉發，這張二層轉發表就是FDB(Forwarding Database)表。
1）ARP請求
在圖中，當PC-A向PC-B發起一個ICMP請求回應報文時，計算機上的IP模塊發包時，首先比較自己的IP和網關相與是否等於PC-B的IP和網關相與的值，發現相等，於是認為只需要進行二層轉發。
於是，PC-A查找自己的ARP緩存表里有沒有PC-B對應的MAC地址，沒有查找到，於是發起一個ARP請求的廣播報文，請求PC-B的IP對應的MAC地址，在這個廣播報文中，幀頭部的目的MAC地址為廣播地址ffff-ffff-ffff，而報文段里，源IP與源MAC都是PC-A的，目的IP為PC-B,而目的MAC則全為0。
PC-A將這個幀封裝好后從接口發送出去，交換機接收到這個幀以后，首先檢查幀的頭部信息，發現幀的頭部信息中，源MAC地址在自己的MAC表里沒有查到，於是首先進行學習，將此幀的源MAC地址和接收的端口號添加到自己的MAC表中。
隨后交換機檢查幀頭部的目的MAC地址，發現這是一個廣播地址，於是向除了接收這個幀的接口以外的所有接口進行轉發。連接在交換機上的計算機在接收到這個幀以后進行進行解析，除PC-B以外的計算機發現請求的IP地址不是自己，於是將其拋棄。而PC-B解析后發現報文中的目的IP地址正是自己的IP地址，並且發現報文中的源MAC地址和源IP地址在自己的ARP表里沒有，於是將其添加到自己的ARP表里，隨后又發現這個ARP報文是一個ARP請求回應報文，於是封裝一個ARP回應報文，在這個ARP報文里，源MAC地址是PC-B，目的MAC地址是PC-A，隨后將這個幀發送給交換機。
交換機接收到這個幀后，發現幀的源MAC地址在自己的MAC表里沒有，於是學習，將其添加到自己的MAC表中。隨后根據幀里的目的MAC在自己的MAC表里進行查找，找到了對應項，據此將此幀轉發出去。
PC-A接收到交換機轉發的幀以后，發現該幀的目的MAC正是自己，確認這個幀是發送給自己的，於是繼續解封裝，發現該幀為ARP回應，目的IP是自己，源IP正是PC-B，於是將PC-B對應的IP和MAC添加到自己的ARP表中。
2) ICMP請求回應過程
現在PC-A已經獲得了PC-B的MAC地址，那么現在把剛開始放入緩存中的ICMP報文取出，將目的MAC設置為PC-B的MAC地址，並將這個報文發送出去。
交換機接收到這個幀后，檢查幀的頭部信息，發現源MAC地址在自己的MAC表里，然后再根據目的MAC地址進行查找，查到了對應的表項，於是將這個幀從對應的端口發送出去。
PC-B接收到這個幀后發現其目的MAC是自己，於是繼續解封裝，在IP報文里發現這是一ICMP的請求回應報文，於是自己封裝一個ICMP的回應請求，源IP、源MAC為自己，目的IP、目的MAC為PC-A。
交換機接收到這個幀后，檢查幀的頭部信息，發現源MAC地址在自己的MAC表里，然后再根據目的MAC地址進行查找，查到了對應的表項，於是將這個幀從對應的端口發送出去。
PC-A接收到這個幀以后，發現目的MAC是自己，於是接收這個幀，並進行解析，發現這個幀是PC-B對自己剛才發送的ICMP請求報文的回應。
三層轉發原理
1）PC-A ping PC-C
PC-A開始封裝一個ICMP請求回應報文，當封裝IP報頭的時候，發現目的IP和自己不屬於同一個網段。
2）PC-A把這段報文交給網關處理
由於不處於同一個網段，PC-A繼續封裝報文，在封裝幀的時候目的MAC尋找自己的ARP表中網關的MAC地址，沒有查找到，於是把這段報文緩存起來。
3）PC-A向網關發起一個ARP請求
PC-A向網關發起一個ARP請求，尋求網關的ARP地址。路由器接收到這個請求，查看到幀頭部信息里的目的發現這是一個廣播幀，於是接受下這個幀但不進行轉發，繼續解析，發現ARP報文中的源MAC以及源IP地址不在自己的ARP表中，於是進行ARP學習。繼續解析，發現目的IP正是自己，於是，路由器發起一個ARP回應給PC-A。
PC-A接收到這個幀后，發現目的MAC正是自己，於是接收下這個幀並進行解析，發現這個幀正是網關發來的ARP回應，於是在自己的ARP表里添加網關對應的MAC，然后取出緩存的ICMP報文，將幀頭部的目的MAC置換為網關的MAC地址，並發送出去。
路由器接收到這個幀后，查看到目的MAC是自己的MAC地址，於是接收下來並開始解析，在自己的路由表中的路由條目中查找IP首部中的目的IP，查找出該IP對應的目的網絡號和端口，於是，重新進行二層封裝，但發現自己的ARP表中沒有PC-C的MAC地址，於是將這個幀緩存起來，並發出一個ARP請求廣播報文。
4）路由器發起ARP請求尋找PC-C的MAC地址