计算机必备的硬件网卡，除了具有基本的功能之外，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，通常分为六段，用十六进制表示，其中前24位是生产厂商向IEEE申请的厂商编号，后24位是网络接口卡序列号。
MAC地址是第8位是0的时候，表示该MAC地址位单播地址；
MAC地址是第8位是1的时候，表示该MAC地址位组播地址；
MAC地址组成如下图所示：

数据通信四个要素：源IP、目的IP、源MAC、目的MAC

1.5.2以太网帧格式

以太网有很多帧格式，下图介绍的是Ethernet II的帧格式。

以太网帧格式：以前导码起始，32位冗余校验码结束。

类型：

0800H 表示IP协议
0806H 表示ARP协议

数据的上限是1500字节，下限是46字节

二、交换机

2.1 交换机设备简介

交换机的品牌众多，像Cisco（思科）、华为、H3C、TP-Link、神州数码、锐捷等厂家都生产了很多不同型号的交换机。

1）Cisco交换机产品系列
常见的有：Cisco2960系列、Cisco3560系列、Cisco4500系列和Cisco6500系列；

2）H3C交换机产品系列：

核心层代表：S10500、S9500E、S7500E、S7500等；
汇聚层代表：S5500-EI/SI、S5510、S5120-EI/SI、S5600等；
接入层代表：S3100-EI/SI、S3600-EI/SI、S3610等。

总结：设备的系列号越高，其功能越强大，稳定性越好，背板带宽越高，但价格也越贵，不同型号设备可以实现的企业需求以及具体的应用环境也不同。企业级交换机一般24接口或48接口，数据中心一般CE。

2.2 交换机工作原理

1）MAC地址的学习
如下图所示：假设主机A发送数据帧（源MAC地址位00.00.00.11.11.11，目标MAC地址位00.00.00.22.22.22）到交换机的1号接口，交换机首先查询MAC地址表中1号接口对应的源MAC地址条目。如果条目中没有数据帧的源MAC地址，交换机就会将这个帧的源地址和收到该数据帧的接口编号（1号口）对应起来，添加到MAC地址表中。

2）广播未知数据帧
如果交换机没有在MAC地址表中找到数据帧目的地址所对应的条目，就无法确定该从哪个接口将数据帧转发出去，于是被迫选用广播的方式，即除了1号口之外的所有接口都将转发这个数据帧，下图所示中的主机B和主机C都会收到。

3）接受回应方信息
如下图所示，主机B会响应这个广播，并回应一个数据帧（源MAC地址为：00.00.00.22.22.22，目标MAC地址为：00.00.00.11.11.11），交换机也会将此帧的源MAC地址和接口编号（2号接口）对应起来，添加到MAC地址表中。

4）交换机实现单播通信
如下图所示：现在主机A和主机B之间的通信不用再借助广播了，因为MAC地址表中已经有它们的条目，主机A发送数据帧的目标地址为：00.00.00.22.22.22，交换机会发现这个地址对应的接口编号为2，于是交换机将只向2号口转发数据帧。

交换机工作原理（6个）：

1. 基于源MAC学习

2. 基于已知目标MAC地址转发

3. 当目标MAC地址未知时，泛洪处理

4. 交换机收到广播/组播帧时，无条件泛洪处理

5. 交换机一个接口可以学到多个MAC地址

6. 交换机学习到同一个MAC地址，但是从不同端口学习到的，此时，将此MAC与后学习到的端口绑定在一起

注意：老化时间：由于交换机MAC地址条目是动态的，所以它不会永远存在于MAC地址表中，而是在300s（老化时间）后会自动消失，但是如果在此期间，交换机又收到对应条目的MAC地址的数据帧，老化时间将会重置为300s

MAC地址表三要素：MAC地址、VLAN ID、端口号

2.3 交换机以太网接口的工作模式

2.3.1 单工、双工和全双工

单工：单工数据传输是指两个数据站之间只能沿单一方向传输数据，如：麦克风到扬声器。
半双工：半双工数据传输使两个数据站之间可以实现双向数据传输，但是不能同时进行，如：手持对讲机两个人都可以讲话，但是只能一个说一个听，但是不能同时进行。
全双工：全双工数据传输是在两个数据站之间可双向且同时进行数据传输的模式，如：打电话的双方可以同时说话，不需要等到对方说完。