目的：

物理層負責將位元流轉換成訊號，並傳遞給線纜。既不知道訊號會發往何處，也不在意某一位是否會在某處丟失。

資料鏈路層提供了一種能夠正確且穩定地傳輸位元流的結構，把資料傳輸到目的地。

資料鏈路層在意的是，資料是從哪個埠來的，應該送到哪個埠。

（這個埠是指物理交換機上的物理埠，也就是介面）

傳輸資料格式：

在資料鏈路層會把資料進行封閉，封裝後的資料叫作幀。幀的組成如下：

    前導碼（8位元組）+目的MAC地址（6位元組）+源MAC地址（6位元組）+型別（2位元組）+資料包（46~1500位元組）+FCS（位元組）

MAC地址是由48位組成的唯一資訊，其中前24位是運營商地址，由IEEE管理分配。後24位是運營商管理的唯一資訊。

傳播方式：

乙太網中的通訊分3種：單播，廣播，多播。

單播：一對一通訊。

廣播：一對所有通訊。例如：ARP（地址解析協議）

多播：對特定的小組通訊。

L2交換機原理（資料鏈路層工作原理）：

在資料鏈路層的裝置種類很多，但我們只要掌握了L2（資料鏈路層）交換機，基本上能應對所有網路環境了。

轉發地址的切換叫作“交換”，L2交換機根據資料鏈路層的資訊（也就是MAC地址的資訊）對幀進行L2交換。

L2交換機是根據記憶體中的MAC地址表對幀進行交換的。MAC地址表由埠（這個埠是指物理交換機上的物理埠，也就是介面）和源MAC地址的資訊構成，

看地址表，就知道哪個節點連線哪個埠。L2交換機主要有3項職責：

  1，登記收到幀的埠和源MAC地址

  2，將不知道對應哪個埠的MAC地址進行泛洪（後面介紹泛洪和廣播的區別）

  3，刪除不再需要的資訊（過期的MAC地址表）

L2交換機是如何利用地址表進行交換的呢？

  1，MAC-A的節點（或電腦）準備傳送幀到MAC-B的節點，幀的源MAC地址是：MAC-A的MAC地址，目的MAC地址是：MAC-B的MAC地址。

     這時，我們假設MAC地址表中是空的：

    （注意，這時候MAC-A節點是已經知道MAC-B節點的MAC地址的。在實際情況中一般並不知道MAC-B節點的MAC地址，

      所以節點MAC-A要先通過ARP廣播確定節點MAC-B的MAC地址後，才能開始通訊。什麼ARP廣播，在後面介紹）

2，MAC-A節點發送資料到交換機，交換機收到幀後，將節點A的埠號和源MAC地址作為新的條目，新增到MAC地址表中。這時MAC地址表內容如下：

      這裡的埠號為1號，意思是這個節點連線到了交換機的1號物理埠上了。

3，由於交換機不知道節點MAC-B的MAC地址連線的是哪個埠，所以會將幀複製併發給其它所有埠，節點B接收到幀後，發現幀上的目的MAC地址和自己的相同，

      則生成一個幀給交換機一個迴應，幀的源MAC地址是：MAC-B的MAC地址，目的MAC地址是：MAC-A的MAC地址。這的MAC地址表還是和上面一樣。

4，交換機收到MAC-B節點發過來的幀後，把MAC-B節點的MAC地址也登入到MAC地址表中。

5，上面的MAC表建立完成後，MAC-A節點就可以和MAC-B節點直接通訊了。

      但裡面的條目並不是一直儲存下去。有兩種情況下會被刪除掉：

      （1）線纜被拔掉時

      （2）超過一定時間未收到幀。（也就是過期了）

其實MAC地址表裡還有一列“型別”，這個列有兩個值，一個是“Static”，另一個是“Dynamic”。

Static表示是本機靜態設定的或是系統上已經佔用的MAC地址，不會被自動刪除；

Dynamic是指通過幀動態學到的內容（就像上面一樣），過了老化時間就會被刪除。

關於VLAN：

VLAN是在物理網路上劃分出來的邏輯網路。VLAN有3個特點：

（1）：不受網路埠的實際物理位置的限制。

（2）：有著和物理網路同樣的屬性。

（3）：L2層的單播，多播和廣播只會在同一VLAN中起作用，不會進入其它VLAN中。

             有時候，想把所有的節點都納入到廣播域中，不是一件好事，會影響廣播的效率。

例子：

    在企業中，經常有這樣一種情況：同一個公司的同一個部門有多個不同的辦公地點（比如在不同的樓層），

    但是這兩個地點的同事的電腦又要求能夠相互訪問。如果將這兩個地點的主機接在同一個交換機下，佈線將是一個麻煩的事情。

VLAN本質上就是代表VLAN ID的一些數字。其原理只是將VLAN ID的資料分配給各個埠，由此去識別埠而已。

如何設定VLAN：

VLAN有兩種設定方法，一種是埠VLAN，另一種是打標VLAN。

埠VLAN：就是將VLAN分配給埠。例如：把埠1和2分配給VLAN1，把埠3，4，5分配給VLAN2。

打標VLAN：就是給VLAN打上標籤。如何打標籤？就是給幀上加上一個段包含VLAN的資訊而已。實現方式就是在幀上，加上4個位元組的VLAN標籤。

分配完VLAN後，VLAN1內的廣播，VLAN2就不會收到。如果要讓VLAN1和VLAN2之間產生通訊，必須通過L3交換機或路由器等L3層裝置進行中轉才行。

（為什麼不能跨網段（物理或邏輯）通訊，必須通過路由裝置中轉，後面講解）

埠VLAN有一個不好的地方，就是如果跨交換機設定VLAN的話，有多少個VLAN，就要準備多少個埠和線纜。

例如：交換機1上有3個VLAN（VLAN1，VLAN2，VLAN3），交換機2上也有3個VLAN（VLAN1，VLAN2，VLAN3），要讓這3個VLAN連通的話，

就要在交換機1上準備3個埠，和交換機2準備的3個埠相連線，並且還要準備3根線。

打標VLAN就不需要這麼多埠和線纜，兩臺交換機上，只需要1個埠和根線纜就可以了。

打標VLAN還有一個特點，就是存在一個VLAN叫作：本徵VLAN（Native VLAN）。這個VLAN上的資料不會被打標（可能是為了設定一個預設VLAN，傳輸資料快）

為什麼不能跨網段（物理或邏輯）通訊，必須通過路由裝置中轉？

因為資料鏈路層的核心是“MAC地址表”，MAC地址表記錄的只有“埠“和”MAC地址“還有一些其它設定，沒有記錄”IP地址“。

也就是說，他不是針對IP地址進行轉發的，而是針對MAC地址進行轉發的。而在轉發時，交換機只能把資料轉發到和交換機埠繫結的MAC地址，

也就是MAC地址表中的地址。或者是不在同一交換機上，在其它交換機上，但這兩臺交換機必須相連線，而且源節點和目的節點的VLAN ID必須一致。

這樣就限定了能夠直接通訊的節點在物理上，必須是同一個網段裡（雖然有可能在同一個物理網路裡，因為VLAN ID不同也不能通訊，但如果不在同一個物理網路裡，

就算VLAN ID一致，也是不能通訊的）。

兩個物理網段如何通訊呢，這就需要路由器了。為什麼路由器能夠跨網段，等講網路層的時候再講。

（用網橋也可以實現兩個網段連線，具體請參考網橋的資料）

補充：

泛洪和廣播的區別：

泛洪是指交換機在轉發資料時，在MAC表中無法找到與資料包目標地址一致的條目，就將資料包從所有埠傳送出去（除了接收該資料包的埠），以期找到目標主機來接收資料包，可以瞭解為2層的行為。範圍是VLAN或交換機上的所有節點。

廣播是指向所有節點發資訊。分為第2層廣播和第3層廣播。 第2層廣播也稱硬體廣播，用於在區域網內向所有的結點發送資料，通常不會穿過區域網的邊界（路由器），除非它變成一個單播。廣播將是一個二進位制的全1或者十六進位制全F的地址。 廣播（第3層）用於在這個網路內向所有的結點發送資料。第3層廣播也支援平面的老式廣播。廣播資訊是指以某個廣播域所有主機為目的的資訊。這些被稱為網路廣播。常用的ARP就是用廣播的方式進行的。