问题

要想知道为什么路由器可以互联下三层不同的协议，我们首先要把一个包的传输弄清楚，而在第二层是帧的模式，第三层是IP数据报的格式，我们先分析发送方式，再来解决问题。

四种不同的发送方式

数据链路层

链路层单播

首先，在主机上发送一个帧，这个时候，我需要广播这个帧，因为机器是不知道链路的存在的。于是，这个帧到了一个交换机，那么交换机看了这个帧，由于是单播，因此交换机看到了目的MAC地址，从一个端口转发出去了，那么这就避免了这个帧在另一个端口那面广播和其他帧碰撞，因此说隔离了冲突域（冲突只在这个端口这边发生）。

链路层广播

MAC地址全F，交换机收到后，知道这个地址是广播地址，于是从除了输入端口外的所有端口进行转发。

网络层

网络层单播

主机发送一个网络数据包，IP地址为xxx，由于交换机看不到网络层，于是只有到了路由器，才能够看到这个IP数据报，于是，这个IP数据报到了路由器才被看到，发现是一个单播地址，于是发送到对应的链路上。也就是说，网络层隔离了广播域，否则每个端口都对这种单播进行转发，网络层将会拥挤不堪（而且即便是网络层广播，路由器也会对其进行选择转发（基于路由器可以看到IP数据报））

网络层广播

主机号全1，发到了路由器的时候，路由器对其他所有端口进行转发。因为交换机压根看不到第三层的协议，拆解不了帧的数据信息，因此，交换机是不能够隔离广播域的。

为什么路由器可以互联下三层不同的协议？

由于进行广播的时候，路由器是一个可以看到三层信息的交换设备，而由于交换设备本身就是为了起到转换和互联功能（比如路由器使得互联异构网络得以实现）的，于是路由器也可以识别不同的协议，并且对协议进行转换（解析头并修改头）。

本文为作者在发现这个问题后，自己和学长讨论整理，如有不足，恳请指正！

tip

在对等实体间的协议需要相同（原因不太清楚，可能是数据解析方便？），注意和中间路由器的转换协议区分（互联异构网络的基础）。