我们每天都使用互联网。我们电脑上的数据是如何通过互联网传输到另一台电脑上的？写下自己的理解，可能还有很多细节还不清楚！希望以后我们能把它做得更完美！有不对的地方请指正。
我们知道，今天互联网上使用的TCP/IP协议是基于OSI(开放系统互连)的七层参考模型，该模型(尽管不完全符合它)自上而下如下
应用层表示层会话层传输层数据链路层物理层。其中，数据链路层可以分为两个子层：逻辑链路控制(LLC)和媒体访问控制(MAC)，也称为MAC层。LLC初始化两个节点之间的链路，以防止连接中断并保持可靠的通信。MAC层用于检查每个帧中包含的地址信息。下面会进行分析。还要明白路由器在网络层，而网卡在数据链路层。我们知道，ARP(地址解析协议)被视为底层协议，用来将IP地址翻译成物理地址。在以太网中，所有对IP的访问最终都转化为对网卡MAC地址的访问。如果在主机A的ARP列表中，主机B的IP地址与MAC地址对应不正确，则从A发送到B的数据包将被发送到错误的MAC地址。当然不能顺利到达B。结果A和B根本无法沟通。
我们先来分析一下同一个网段的情况。假设有两台计算机，分别名为A和B。如果A需要向B发送数据，主机A会首先将目标设备B的IP地址与其子网掩码进行AND运算，以确定目标设备是否与自己处于同一个网段。如果目标设备在同一个网段，A没有得到目标设备B的IP地址对应的MAC地址信息，源设备(A)以二层广播的形式发送ARP请求报文(目标MAC地址全为1)，ARP请求报文中包含源设备(A)和目标设备(B)的IP地址。同一网段中的所有其它设备都可以接收并分析此ARP请求消息。如果设备发现消息中的目标IP地址与自己的IP地址相同，它会向源设备发回一个ARP响应消息，使源设备能够获得目标设备的MAC地址信息。为了减少广播量，网络设备通过ARP表将IP和MAC地址的映射信息保存在缓存中。在一个ARP请求和响应的过程中，通信双方将彼此的MAC地址和ip地址的对应关系保存在各自的ARP表中，以备后续通信。ARP表利用老化机制删除一段时间没有使用的ip和MAC地址之间的映射关系。
如果中间使用交换机，根据交换机的原理，是直接将数据发送到对应的端口，所以需要保存一个数据库，里面包含所有端口连接的网卡的MAC地址。它分析以太网数据包的报头信息(包括原始MAC地址、目标MAC地址、信息长度等。)，获取目标B的MAC地址，查找交换机中存储的地址对照表(MAC地址对应的端口)，确认具有该MAC地址的网卡连接到哪个端口，然后将数据包发送到这个对应的端口，该端口也相应地发送到目标主机B。这样，即使主机窃取了这个IP地址，也不会收到数据包，因为它没有这个MAC地址。
现在，我们来讨论两台不在同一个网段的主机。假设数据包PAC将从网络中的主机PC-A发送到PC-C主机，如下图所示：
路由器a=============路由器b。
互联网
| |
开关b
| | | |
| | | |
PC-A PC-B PC-C PC-D
PC-A不需要获取远程主机(PC-C)的MAC地址，而是将IP包发送到默认网关，网关完成IP包的转发过程。如果源主机(PC-A)没有默认网关MAC地址的缓存记录，它会通过ARP协议获取网关MAC地址，所以在A的ARP表中只能观察到网关MAC地址记录，而观察不到远程主机MAC地址。在以太网中，当一个网络设备与另一个网络设备直接通信时，它不仅需要知道目标设备的网络层逻辑地址(如IP地址)，还需要知道目标设备的第二层物理地址(MAC地址)。ARP协议的基本功能是通过目标设备的IP地址查询目标设备的MAC地址，保证通信的畅通。
在网络中发送数据包是一个非常复杂的过程。上图只是一个很简单的情况，中间没有太多的中间节点。其实现实中只会比这个复杂，但总的原理是一样的。
(1)如果PC-A要向PC-C发送一个包，如果PC-A没有PC-C的ip地址，那么PC-A会先发送一个dns请求，路由器A或者dns解析服务器会响应PC-A的ip地址，这样PC-A关于包的第三层的IP地址信息就完整了：源IP地址：PC-A，目的IP地址：
(2)接下来，PC-A需要知道如何到达PC-C，然后，PC-A会发送一个arp地址解析请求。这个地址解析请求发送不是为了获取目的主机PC-C的MAC地址，而是发送给路由器A，然后路由器A中的MAC地址会发送给源主机PC-A，这样PC-A的数据包第二层信息就完整了。源MAC地址：
(3)然后数据将到达交换机A，当交换机A看到数据包的第二层目的地的MAC地址时，它的目的地是路由器A，并将数据包发送到路由器A，路由器A接收它。
到数据包，首先查看数据包的第三层ip目的地址，如果在自己的路由表中有去往PC-C的路由，说明这是一个可路由的数据包。（4）然后路由器进行IP重组和分组的过程。首先更换此数据包的第二层包头信息，路由器PC-A到达PC―C要经过一个广域网，在这里会封装很多广域网相关的协议。其作用也是为了找下一阶段的信息。同时对第二层和第三层的数据包重校验。把数据经过Internet发送出去。最后经过很多的节点发送到目标主机PC_C中。
现在我们想一个问题，PC-A和PC-C的MAC地址如果是相同的话，会不会影响正常的通讯呢！答案是不会影响的，因为这两个主机所处的局域网被广域网分隔开了，通过对发包过程的分析可以看出来，不会有任何的问题。而如果在同一个局域网中的话，那么就会产生通讯的混乱。当数据发送到交换机是，这是的端口信息会有两个相同的MAC地址，而这时数据会发送到两个主机上，这样信息就会混乱。因此这也是保证MAC地址唯一性的一个理由。
最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在 OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。
（2）、二者的据转发所依据的对象不同
交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经 固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
（3）、传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域
由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。
（4）路由器提供了防火墙的服务，而交换机则没有
路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。
MAC地址的安全问题：
我们为了防止IP地址被盗用，就通过简单的交换机端口绑定(端口的MAC表使用静态表项)，可以在每个交换机端口只连接一台主机的情况下防止修改MAC地址的盗用，如果是三层设备还可以提供：交换机端口/IP/MAC 三者的绑定，防止修改MAC的IP盗用。一般绑定MAC地址都是在交换机和路由器上配置的。
