数据链路层的功能与设备

本文介绍了数据链路层的主要设备——网卡、网桥和交换机。网卡负责帧的发送与接收,而网桥与交换机作为存储转发设备,通过MAC地址表进行数据转发。网桥隔离冲突域,交换机则通过学习MAC地址表提高转发效率。交换机端口数量多、数据传输速率快,硬件转发使其成本更低。

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数据链路层是传递帧(Frame),不同于物理层传递比特流(Bit)。数据链路层通过硬件的MAC(Media Access Control)地址进行转发。物理层设备的广播形式会造成网络拥塞,并且是不安全的。那么数据链路层的设备又会是怎么样的呢?下面来一一列举:

工作在数据链路层的设备主要有网卡、网桥和交换机。

在Cisco Packet Tracer中模拟网桥和交换机的环境如下:

 


网卡

网卡又称为网络适配器,涉及帧的发送与接收、帧的封装与拆分、数据的编码与解码等功能。MAC地址是用十六进制表示的,总共48位,前24位用来表示厂商编号,后24位用来表示设备序列号。


网桥

网桥(Bridge)是一种存储转发设备,可以隔离冲突域,意思就是当网桥已经学习到目标MAC地址是在某个端口上的,那么它就一定不会转发给另一个端口;只有当网桥不知道目标MAC地址在哪个端口上时才会广播。网桥通常只有两个端口,因此其具有两个冲突域和一个广播域。


交换机

交换机(Switch)维护着一张MAC地址表,最初MAC地址表示空的,随着慢慢地学习来丰富自己的MAC地址表。

对于上图Cisco Packet Tracer中交换机的MAC地址表的变化过程是这样的:

 

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