本文我们以两个案例为例，深度来讲解一下网络中我们经常要用到的mac地址表、arp表、路由表，掌握了这3张表，基本上就能够掌握了网络中数据通信的原理，成为网络中的武林高手！
数据网络的本质就是为了传递数据，前面我们就讲到过数据通信的基础就是tcp/ip参考模型。15图利用tcp/ip参考模型详解pc访问web服务器的数据通信过程
mac地址表
mac地址表：简单的说，mac地址表是交换机等网络设备记录mac地址和端口的映射关系(见下图)，代表了交换机从哪个端口学习到了某个mac地址，交换机把这个信息记录下来，后续交换机需要转发数据的时候就可以根据报文的目的mac地址去根据mac地址表转发数据。
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在华为网络设备上可以通过dismac-address查看本地mac的地址表的信息，通过下图的显示我们可以知道mac地址5489-98b1-79f4是从g0/0/2端口学习到的；
arp表
arp表：简单的说，arp表就是路由器等网络设备记录ip地址和mac地址对应关系的表项（如下图）。
当我们需要转发数据的时候除了需要对方的目的ip地址，还需要知道对方的mac地址，那么正常情况下我们优先会在本地arp表中查看是否有目的ip对应的mac地址。
在华为网络设备上可以通过disarp查看本地arp表的信息，通过下图的显示我们可以知道mac地址5489-98b1-79f4是对应的ip地址是192.168.1.2；
路由表
路由表：简单点说路由表就是路由器用于指导数据包如何转发的表项，记录了去往目的ip的下一跳去哪里（如下图）。
路由表的作用类似于我们生活中的地图，指引我们去往一个目的地该如何走?
在华为网络设备上可以通过displayiprouting-table查看本地路由表的信息，通过下图的显示我们可以知道去往目的192.168.2.0/24的下一跳是10.1.1.2；
案例一：pc1和pc2二层互访通信过程详解
如上图的网络拓扑，pc1和pc2通过交换机sw1互联，pc1的ip地址为192.168.1.1/24，pc2的ip地址为192.168.1.2/24，那么pc1和pc2的通信就是简单的二层通信（二层通信不涉及路由表），下面我们从arp表和mac地址表的角度详细解析下这个通信过程。
下面我们来详细分析下：
1.pc1要想访问pc2，除了需要知道目的ip192.168.1.2以外，还需要知道pc2的mac地址，因为所有的数据通信都是基于tcp/ip参考模型的，需要对进行数据封装。
首先pc1会查找自己的arp表项看是否有目的ip192.168.1.2对应的mac地址，查看发现是空的；
2、我们知道如果不知道对方的mac地址，pc1会发送arp广播报文，询问谁知道目的ip192.168.1.2对应的mac地址(如下图所示)。pc2收到arp广播报文会进行回应，告诉pc1他的mac地址；
附：
在pc1发送arp广播报文的时候，交换机sw1收到该报文，会在mac地址表中根据报文的源mac地址记录下pc1的mac地址和ge0/0/1的映射关系；pc2发送回应报文的时候交换机sw1也会记录下pc2的mac地址和ge0/0/2的映射关系（如下图）；
3、可以看到pc1的本地arp表项中学习到了pc2的mac地址；
4、这样pc1就可以根据pc2的mac地址封装数据发送给交换机sw1，交换机sw1会查找自己的mac地址表，发现去往pc2的mac地址的出接口为ge0/0/2，从而pc2就可以收到报文，并进行解封装；
案例二：pc3和pc4三层互访通信过程详解
如上图的网络拓扑，pc3和pc4通过路由器r1、r2互联，pc3的ip地址为192.168.1.2/24网关192.168.1.1，pc4的ip地址为192.168.2.2/24网关192.168.2.1，那么pc1和pc2的通信就是跨网段三层通信，下面我们从arp表、mac地址表、路由表的角度详细解析下这个通信过程。
下面我们来详细分析下：
1.pc3要想访问pc4，由于是跨网段通信，pc3需要首先把数据包发送给pc3的网关。pc3会查找自己的arp表项看是否有网关ip192.168.1.1对应的mac地址，查看发现是空的；
2、我们知道如果不知道对方的mac地址，pc3会发送arp广播报文，询问谁知道目的ip192.168.1.1对应的mac地址(如下图所示)。r1收到arp广播报文会进行回应，告诉pc3他的网关的mac地址；
3、可以看到pc3的本地arp表项中学习到了网关的mac地址；
4、这样pc3就可以根据网关mac地址封装数据发送给r1，r1收到数据包会进行解封装，解封装发现目的ip是pc4，不是发给自己的，从而会查找自己的路由表，发现去往pc4的下一跳是10.1.1.2；
5、r1需要把数据进行封装发送给r2的10.1.1.2，因此需要请求10.1.1.2对应的mac地址用于封装（我们可以看到r1的arp表中已经有10.1.1.2对应的mac地址，因此可以直接封装）；
6、r2收到r1的数据包，需要进行解封装，解封装发现目的ip是pc4，通过查找自己的路由表，发现去往pc4是自己的直连端口；
7、r2需要把数据进行封装发送给pc4，因此需要请求pc4192.168.2.2对应的mac地址用于封装（我们可以看到r2的arp表中已经有192.168.2.2对应的mac地址，因此可以直接封装）；
8、最后pc4收到报文进行解封装发现就是发送给自己的，通信结束；
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