1、数据链路层属于2层

2、传输单元：帧

        帧格式：

                802.3    有线网卡

                802.11  无线网卡，无线路由器都支持802.11

802开头的都是国际标准，是由IEEE国际学术组织制定的标准

3、帧结构的构成：MAC子层（帧头）+上三层数据+FCS（帧尾）

MAC子层（帧头）构成：目标MAC地址（6字节），源MAC地址（6字节），类型（2字节），总的大小=6+6+2 = 14 字节

FCS（帧尾）：提供了一种错误检测机制，用来验证帧在传输过程中的完整性（4个字节）。

一个帧的容量是有限的：MTU值（最大传输单元），国内是1500字节，再加帧头+帧尾18个字节 =1518 字节就是帧的最大长度

MAC地址6字节如何算出来的？网卡的MAC地址就是16进制，由12位组成如：A3-CE-C9-11-AA-39

一个16进制转换为2进制是由4位组成，转换为bit：12 * 4  = 48 bit（比特），转为字节单位就是48 / 8 = 6 个字节，所以：MAC地址的2进制长度是48位，大小6个字节

类型：

• 0x0800：IP协议
• 0x0806：ARP协议
• 0x 代表16进制

类型字段的作用：识别上层协议，为上层提供服务 

图示：

4、 工作在数据链路层的设备：交换机/网卡

        交换机的作用：交换机是根据MAC地址转发数据

        网卡的作用：生成帧（就是加帧同和帧尾）

5、交换机的工作原理：

设：当同一局域网下的两台PC进行通信

        信息发送到目标的过程：

        1）如：MAC地址为AA的PC向DD发送“Hello a”,会从应用层一路往下直到数据链路层，数据链路层的网卡会给数据包（报文）封装帧头和帧尾，形成数据帧，然后把数据继续传。

MAC地址表，记录物理端口和MAC地址的对应关系

        2）当数据帧到达交换机的时候：交换机不需要把帧解封装只读取数据帧中的帧头和帧尾，解析完成后就能知道源MAC地址（发送消息PC的MAC）、目标MAC地址（接收消息的PC）和发消息的PC所在的端口（物理端口，如F0/1）,然后交换机就完成机生第一次学习学习源MAC地址（一台新的交换机）生成MAC地址表，如果表已经存在那就将记录添加进去（记录物理端口和源MAC地址的对应关系如：AA （源MAC） F0/1（所在的端口））然后交换机根据帧的信息（目标MAC地址DD）转发。

        3）转发过程：交换机会先从MAC地址表中寻找，如没找到交换机会把帧除了帧进来的端口都进行广播，连接了这台交换机的设备都会收到这条广播，如：MAC地址为BB的PC也收到了，这时BB的网卡就会判断这个的帧的帧头里面的目标MAC地址是给我的？不是，就不会继续解封装不继续往上送，干掉。直到DD这台PC收到就会进行解封装操作，得到AA发来的数据“Hello a”，这一过程中可能在当前交换机（1）的端口都找不到DD，这时就会找和当前交换机连接的交换机（2），交换机（2）也会继续交换机（1）的过程，生成MAC地址表，进行广播寻找，直到找到DD这台PC进行解封装操作，得到AA发来的数据“Hello a”。这里需要注意的是：交换机（2）生成的MAC地址表的端口地址是他自己的端口地址，也就是交换机1进入交换机2的地址，如：交换机1是从交换机2的F0/2的地址进来的那地址表就是：AA （源MAC） F0/2（所在的端口）。

在整个过程中交换机就干了两件事请：

1. 这个帧来源那台PC的MAC地址，我需不需要学习生成MAC地址表
2. 这个帧要去哪，我的MAC地址表有没有记录了，没有广播寻找

可参考下图：

目标pc收到信息后会进行响应回包过程如下：

        1）这时是开始的目标MAC地址为DD的PC给AA回包， 所以源MAC地址就变成了DD，目标MAC地址就成了AA，DD向AA回包过程中交换机（2）也会进行学习，对源MAC地址进行学习，因为之前交换机已经创建MAC地址表，所以现在是向MAC地址表添加，记录物理端口和源MAC地址的对应关系参照下图就是添加记录：DD（源MAC） F0/1（所在的端口）

         2）向MAC地址表添加完记录后，交换机就会安照DD提交的数据帧里面帧头包含的目标MAC地址（AA）进行转发数据，交换机就会找MAC地址为AA的PC在哪里？交换机转发数据的唯一依据就是自己的MAC地址表，恰好有记录目标地址AA与物理端口（F0/2）的对应关系，所以这里不需要广播寻找，直接单播把数据帧发送到AA对应的F0/2物理端口，这是数据帧就来到了交换机（1），交换机（1）就会查看帧头内的源MAC地址，你是谁发送过来的呀？目标PC的MAC地址是谁呀？这时交换机（1）就会发现，自己的MAC地址表没有关于源MAC地址为DD的记录，所以交换机（1）再次学习源MAC地址DD然后添加进自己的地址表内：DD（源MAC） F0/3（所在的端口）

        3）到这里可能会疑惑，DD对应数据帧不是从交换机（2）的F0/1端口的PC发出来的？为啥记录在交换机（1）的MAC地址表里面就是 F0/3？因为交换机只管数据从自己的那个端口传进来的，不会管，最开始是从那个交换机端口发出的，（简单理解就是：交换机的MAC地址表，只会记录自己的端口，而且只会学习记录源MAC地址，不学习目标地址）

        4）交换机（1）学习完之后，就会找你的数据帧内对应的目标MAC地址我的表里面有没有啊？恰好有记录目标地址AA与物理端口（F0/1）的对应关系，然后交换机（1）会把数据帧，通过单播的形式转发给AA也就是IP地址为10.1.1.1的PC，这时该PC就能都到数据帧了

如果已经某台PC对应的MAC地址已近在，交换机的MAC地址表内记录了，那么把这根网线拔掉对应的记录会默认在300s后消失，如果在这300s内把网线插到另一台PC上，那对应的表记录会立即更新，如：A对应的物理端口是F0/1，把B对应的物理端口是F0/2，拔出换给A，最后A的记录是F0/2（就是同一个MAC地址出现了不同的端口，记录会立即更新到目前的状态）

注意：这里讲的过程在现实中交换机都是自动完成的，而且都是电脑连接交换机之后开机就自动完成了， 因为电脑一开机就会发送DHCP Discovery（发现）广播包（目的：寻求服务器），这时就会被交换机的MAC地址表记录下来，之后就很少会广播里，使用单播，除非，目标是表里没有的，交换机不知道，才会再次广播。