目录
前言：
数据链路层的功能
了解什么是MAC地址
交换机是如何进行工作的
一、数据链路层
1.1、概述
数据链路层负责网络中相邻节点之间可靠的数据通信，并进行有效的流量控制。在局域网中，数据链路层使用帧完成主机对等层之间数据的可靠传输数据链路层在物理线路上提供可靠的数据传输，对网络层而言为一条无差错的线路。
1.2、数据链路层功能
（1）数据链路层的连接、维护、中断
物理地址、网络拓扑
（2）帧包装、帧传输、帧同步
组帧：把数据封装在帧中，按顺序传送
定界与同步：产生/识别帧边界
（3）帧的差错修复
差错回复：CSMA/CD来进行
（4）流量控制
流量控制以及自适应：确保中间传输设备的稳定即收发双方的传输速率一致
在对数据链路层有了一个大概了解后我们由此引出以太网MAC地址，他是封装在数据帧中的物理地址，用来识别一个以太网上的某个单独的设备和或一组设备
二、以太网MAC地址
计算机联网必须的硬件是安装在计算机上的网卡
通信中，用来标识主机身份的地址就是制作在网卡上的一个邮件地址
每块网卡出场后，除了具有基本的功能外，都有一个全球唯一的编号来标识自己，这个地址就是MAC地址，即网卡的物理地址。
MAC地址是由48位二进制组成的，用十六进制来表示，其中前24位是生产厂向IEEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。
以太网帧格式
| 前导码 |
（Preamble）包含8字节，前7字节的值为0xAA，而后一字节的值0xAB，在DIX以太网中，前导码被认为是物理层封装的一部分，而不是数据链路层的封装
|
| 目的地址 | (DA)包含6个字节。DA标识了帧的目的站点的MAC地址。DA可以是单地址（单个目的地址）、组播地址（组目的地址）或广播地址 |
| 源地址 | （SA）包含6个字节。SA标识了发送帧的站点的MAC地址。SA一定是单播地址 |
| 类型域 | 包含了2个字节，用来标识上层协议的类型。如：0800H表示IP协议 |
| 数据域 | 46 ~ 1500字节，包含高层的协议消息。由于CSMA/CD算法的限制，以太网帧必须满足最小长度要求64字节，当数据较少时必须加以填充(0~46字节); |
| 帧校验序列 | 包含4字节。通过FCS和CRC来进行数据校验，查看数据在传输中是否出错 |
三、交换机的基础原理
3.1、概述
交换机工作在数据链路层，所以我们要了解交换机的原理得结合数据链路层来说。交换机是一种扩展网络的设备，它可以为子网络提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机。随着通信业的发展和国民经济信息化的推进，网络交换机市场呈稳步上升趋势。它具有高性价比、高灵活性、相对简单、易于实现等特点。
3.2、交换机工作原理
交换机工作于OSI参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时，通过将MAC地址和端口对应，形成一张MAC表。在今后的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。
在工作时交换机会优先查看本地缓存mac地址表，查看是否有对应的接口和mac地址，如果有就直接单播数据帧，没有就发送广播数据帧（泛洪处理）。
交换机收到广播/组播帧时，无条件泛洪处理
交换机一个接口可以学习多个MAC地址
3.3、交换机以太网接口的工作模式
单工：两个数据站之间只能沿单一方向传输数据 例子：广播
半双工：两个数据之间可以双向数据传输，但不能同时进行 例子：呼叫机
全双工：两个数据之间可双向且同时进行数据传输 例子：电话通信
交换机以太网接口速率：接口连接时进行协商；协商失败则无法正常通信。
3.4、交换机转发数据帧原理
初始状态下pc1需要发送数据给pc2
数据在到lsw1时，交换机根据发送的数据帧中的源目的mac地址，查看本地mac地址表是否有pc2的mac地址
如果有则直接发送，如果没有就对其他主机进行广播数据帧
pc2和pc3接受数据帧，查看数据帧中的目标mac地址，符合的pc2返回应答，不符合的pc3丢弃数据帧
随后交换机与目的mac地址pc2进行单播通信
（* mac地址表老化时间300s，如果老化时间内mac地址就发生变化，那就重新刷新这个时间）
三、总结
学习了以太网MAC地址和交换机的知识，我们就会对数据链路层如何工作有了一个大概的了解，这对于后续的学习是很有帮助的，它让我们知道数据到达数据链路层后，数据包封装成数据帧封装了哪些东西，以及是如何对它进行转发，有时间还可以了解一下不同种类交换机是怎么工作的。