以太网协议

以太网是当今局域网采用的最通用的通信协议标准，该标准定义了局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。 以太网是建立在CSMA/CD机制上的广播型网络。冲突的产生是限制以太网性能的重要因素，早期以太网设备如HUB是物理层设备，无法隔离冲突扩散；如今的以太网基本是交换机组网，交换机作为二层设备，较好地隔离冲突，但交换机对网络中的广播数据不做限制，仍会影响网络性能。(为了解决广播风暴的问题，引入了 VLAN技术 )

CSMA/CD协议具体工作机制原理可以参考各大《计算机网络》书籍，里面都有讲的很清楚，或者可以看看这位大佬的 总结

交换机交换表工作原理

交换机的交换表作为转发数据的依据，里面存储了MAC地址和对应接口以及有效事件

交换表的自学习过程

如图所示，交换表一开始是空的，学习过程如下：

• A向B发生数据帧，从接口1进入交换机
• 交换机收到帧后，查找交换表，没有查找到从哪个接口转发这个帧
• 交换机把这个帧的源MAC地址和接口1写入交换表中，并向其他接口广播这个帧
• 只有B会收下这个帧，因为其他主机判断目的MAC不是它们
• 以后不管从哪个接口收到目的MAC为A的帧，都将从接口1转发出去
• 例如B通过接口3向A发送一帧，交换机查找交换表，找到A的表项，便直接从接口1转发数据帧，不再进行广播
• 同理，交换机将B的MAC地址和接口3写入交换表
• 每个交换表项都设有一定的有效时间，因为考虑到有时交换机接口会更换主机，或主机更换其他的网络适配器，这就需要更改交换表项。

注意：在这个过程中，是先学习再转发，即收到帧后，先查看有没有对应源MAC地址的项，若有，则进行更新，包括接口和有效时间，若没有，则添加对应的源MAC和接口表项；接着再查找有没有对应目的MAC地址的项，若有，从项对应的接口转发，没有则在其他接口进行广播。

实际应用例子

两台主机和交换机都处于初始化状态，现要实现主机1访问主机2

实现通信过程： 1.数据封装： 主机1在发送报文前，要先进行报文封装包括源目IP、源目MAC等。

2.ARP查询： 为了进行报文封装，主机1需要查找本地ARP缓存表，由于处于初始化状态，ARP缓存表为空，因此发送ARP请求报文，请求目的MAC地址，交换机收到数据帧查找MAC地址表，同样的，处于初始化状态的交换机MAC表为空，因此向所有非接收端口泛洪数据帧 。同时，交换机将收到的数据帧的源MAC地址和对应端口记录到MAC表中。

3.ARP响应： 主机2收到ARP请求报文后，在自己的ARP缓存表中记录或者更新主机1的ARP信息，并发送ARP响应报文给主机1。交换机收到主机2发送的数据帧后查找MAC表，发现有对应表项，向对应端口转发数据帧，并且将收到的数据帧的源MAC地址和对应端口记录到MAC地址表中。

4.完成访问： 主机1收到主机2的ARP响应报文后，就会将对应的IP地址和MAC地址记录到自己的ARP缓存中，并封装自己的报文，访问主机2。