几分钟快速了解数据链路层和交换机

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wx5d8a17679fa1b 2019-10-17 19:49:48 博主文章分类：云计算-网络基础 ©著作权

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一：数据链路层的功能

1.1 数据链路层的建立，维护与拆除

1.2帧包装，帧传输，帧同步

1.3帧的差错恢复

1.3.1 采用重传的方法进行。

1.4流量控制

1.4.1 确保中间传输设备的稳定及收发双方传输速率的匹配。

二：以太网帧格式

2.1以太网MAC地址

用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备。

因MAC地址是由48位二进制数组成，所以通常分为六段。其中前24位是生产厂商想IEEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。MAC地址的第八位为0时，表示该MAC地址为单播地址，为1时，表示该MAC地址为组播地址。

2.2以太网帧格式

以太网有多种帧格式，这里介绍最为常用的Ethernet II的帧格式，该帧共包含六个域。

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前导码包含八字结，包含一层帧起始定界符。在以太网中，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。

目的地址包含六字节，标识了帧的目的站点MAC地址。目的地址可以是单播地址（单个目的地），组播地址（组目的地）或广播地址。

源地址包含六字节，源地址标识了发送帧站点的MAC地址。源地址一定是单播地址。（第八位是0）

类型域包含两字节，用来表示上层协议的类型，如0800H表示IP协议。

数据域包含46-1500字节。数据域封装了通过以太网传输的高层协议信息。 <u>类型域和数据域可以理解为数据包</u>

帧校验序列包含四字节，是从目的地址到数据域结束这一部分的校验。

三：交换机的转发原理。

3.1环境：初始状态的交换机，三台已知MAC地址用双绞线与交换机连接的PC机。

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3.2过程：

A主机想要将数据帧发送给B主机。

3.3原理：

1. MAC地址学习

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因交换机处于初始状态，所以交换机中不存在MAC地址表，此时，A主机想发送数据帧给B主机，必然经过1号接口进入交换机，此时，交换机便会将A主机的源地址和收到该数据帧的接口编号（1号接口）对应起来，添加到交换机的MAC地址表中。

2. 广播未知数据帧

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交换机知道A主机要将信息发送给B主机，但交换机目前只知道A主机的MAC地址，所以交换机在MAC地址表中找不到B主机的MAC地址，所以，交换机采用广播的方式，除了1号接口之外的所有接口都将转发这个数据帧，于是，B主机和C主机都会收到这个数据帧。

3. 接收方回应消息

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B主机和C主机都接收到数据帧后，C主机查看数据帧，发现和自己没关系，所以不做回应。B主机发现对方的数据帧正式发给自己的，所以B主机会响应这个广播，并回应一个数据帧（B主机的源地址22...目标地址11...），此时，数据帧通过2号接口经过交换机，交换机便会将这个数据帧的源地址和接口编号（2接口）对应起来，添加到MAC地址表中。