简介
在讲解OSI参考模型的章节中，我们已经对以太网数据单元有了初步的认识，本章将在此基础
上进一步学习数据链路层的主要内容，并首次接触网络中的一个重要设备--交换机，本章对交换机的转发原理进行了深入剖析，为今后对交换设备的管理配置打下坚实的基础。
对交换机的基本连接配置进行了详细的分析讲解，这是大家第一次接触真实的网络设备，兴奋之余一定要细心地关注设备的各个模式配置及基本命令，正确配置以实现需求只是学习的第一
步，我们的目标是熟练配置。
1. 数据链路层
下面将介绍数据链路层的相关知识。
1.1 数据链路层的功能
在第2章中已经介绍过，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。如图所示，以主机A与主机B的一次数据发送为例，数据链路层的作用包括数据链路的建立，维护与拆除，帧包装，帧传输，帧同步，帧的差错控制及流量控制等。
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，本层所关心的问题包括以下几方面。
物理地址，网络拓扑。
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。
差错恢复:采用重传的方法进行。
流量控制及自适应:确保中间传输设备的稳定及收发双方传输速率的匹配，
局域网中的数据链路知识主要涵盖在以太网的技术之中，后面将详细阐述以太网的发展历程，并对相关技术做详尽的介绍。
1.2 以太网的由来
下面将介绍以太网的发展史。
1.Xerox公司的X-Wire
1973年位于加利福尼亚的Xerox公司提出并实现了最初的以太网，Robert Metcalfe博+被公认
为以太网之父，他研制的实验室原型系统的运行速率是294Mb/s。这个实验性以太网(在Xerox公
司中被称为X-Wire)用在了Xerox公司早期的一些产品中，包括世界上第一台配备网络功能，带有
图形用户界面的个人工作站--XeroxAlto。
2.DEC-Intel-Xerox(DIX)的以太网
1979年，Xerox公司与DEC公司(Digital Equipment Corporation)联合起来，致力于以太网技术的标准化和商品化，并促进该项技术在网络产品中的应用。为确保能很容易地将商品化以太网集成到廉价芯片中，在Xerox公司的要求下，Intel公司也参与进来，负责提供这方面的指导，由它们组成的DEC-intel-Xerox(DIX)于1980年9月开发并发布了10Mb/s版的以太网标准，并在1982年发布了该标准的第2版，这一版以太网对信令略微做了修改，并增加了网络管理功能。
3.IEEE的802.3标准
1983年6月，IEEE标准委员会通讨了第一个8023标准，EEE1990年9月通过了使用双绞线介质的以太网(1OBase-T)标准，该标准很快成为办公自动化应用中首选的以太网技术，
4.快速以太网和千兆以太网
1991~1992年，GrandJunction网络公司开发了一种高速以太网。这种网络的基本特征，如帧格式，软件接口，访问控制方法等，与以往的以太网相同，但其运行速率可达到100Mb/s.在快速以太网的官方标准提出后不到一年，对千兆以太网的研究工作也开始了，这种网络的速率可达到1000Mb/s1996年，IEEE802.3成立了一个标准开发任务组，1998年完成并通过了该标准，研究工作又开始向支持桌面应用的双绞线千兆以太网拓展。
1.3 以太网帧格式
在讲解以太网帧格式之前，先介绍MAC地址。
1.MAC 地址
前面讲过，计算机联网必需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硬件地址。每块网卡在生产出来后，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地址由48位二进制数组成，通常分成六段，用十六进制表示，如00-00-09-A1-07-87其中前24位是生产厂商向
EEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。MAC地址的第8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MAC地址，一块物理网卡的地址一定是一个单播地
址，也就是第8位一定为0，组播地址是一个逻辑地址，用来表示一组接收者，而不是一个接收者，
如图所示。
单播的发送方式为一对一，即一台主机发送的数据只发送给另一台主机。广播方式为一对多，即一台主机发送一个数据，在这个网段的所有主机都能收到。组播方式介于单播和广播之间，也是一对多，但接收者不是网段上的全体成员，而是一个特定的组的成员。在后续课程中会讲解组播的应用。
2.以太网帧格式的介绍
以太网有多种帧格式，这里介绍最为常用的EthenetⅡ的帧格式。如图53所示，该帧包含六个域。
前导码(Preamble)包含8字节，前7字节的值为OxAA，而最后1字节的值为OxAB，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字节，DA标识了帧的目的站点的MAC地址DA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(SA)包含6字节。SA标识了发送帧的站点的MAC地址，SA一定是单播地址(即第8位是0)。
类型域包含2字节，用来标识上层协议的类型，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。由于CSMA/CD算法的限制，以太网帧不能小干某个最小长度，高层协议要确保这个域至少包含46字节，如果实际数据不足46字节，则高展协议必须执行某些(未指定)道充算法，数据域长度的上限是任意的，但已经被设置为1500字节，帧校验序列(FCS)包含4字节，FCS是从DA开始到数据域结束这部分的校验和，校验和的算法是32位的CRC(Cyclic RedundancyCheck，循环冗余校验法)。
