3.1以太網卡
網絡接口卡（Network Interface Card，NIC）：通常稱爲網卡，是計算機、交換機、路由器等網絡設備與外部網絡世界相連的關鍵部件。
網卡分爲很多種：例如 令牌環接口卡、FDDI接口卡、以太網接口卡等等。
以太網接口卡，簡稱：以太網卡、以太卡
網卡的主要工作原理是整理計算機上發往網線上的數據，並將數據分解爲適當大小的數據包之後向網絡上發送出去。
邏輯上，網卡包含7個功能模塊：CU（control Unit，控制單元）、OB（output buffer，輸出緩存）、IB（input buffer，輸入緩存）、LC（line coder，線性編碼器），LD（line decoder，線性解碼器）、TX（transmitter，發射器）、RX（receiver，接收器）
計算機通過網卡發送信息流程：
應用軟件產生原始數據----原始數據經過TCP/IP協議中的應、傳、網層處理後，得到一個一個的數據包（Package）------網絡層將這些數據包傳給網卡CU------CU將每個數據包封裝成幀（Frame，以太網中就是以太幀，Ethernet Frame，見3.2）-----之後CU將這些幀傳給OB------OB將幀排成隊列，將幀傳給LC------LC會對接受到的幀進行編碼，邏輯上，一個幀就是長度有限的“0”和“1”，LC編碼就是講這些幀對應的物理狀態實現轉換，並將這些信號傳給TX------TX接受到物理信號，對物理型號的功率進行調整，然後再發送出去，例如雙絞線。
計算機通過網卡接受信息流程：
RX從傳輸介質（例如雙絞線）接受到信號，物理信號，對信號功率進行調整以後傳給LD------LD對接受到的信號進行解碼，就是將物理信號轉換成“0”和“1”的組合，以幀爲單位傳給IB------IB對接受到的幀進行排列，之後傳給CU-------CU對幀進行分析處理，一個幀的處理結果有且只有兩種結果：①直接將幀丟棄 ②將幀的幀頭和幀尾去掉，得到數據包，然後將數據包上傳給TCP/IP模型的網絡層------經過網絡層、傳輸層、應用層的處理，被應用軟件使用。
3.1.2 交換機上的網卡
一臺交換機上有多個用來轉發數據的網絡接口（網口），每個網口總有一個網卡跟他對應。
需要說明的是：如果一臺計算機上有多個端口（網口），一般這些網口都是以獨立器件的形式出現。而在交換機上，網卡一般都是以集成芯片的形式出現的。
3.2以太網幀
IEEE802項目 ：美國電氣電子工程師協會（IEEE），在1980年2月（802）指定的標準化項目。
IEEE802旨在指定一系列局域網LAN標準：以太網標準（802.3）、令牌環網絡標準（802.5）、令牌總線網絡標準（802.4）
凡是符合IEEE802標準的網卡，都必須有一個MAC地址（Mdeium Access Control）。不遵從IEEE802標準的網卡不需要有MAC地址。
MAC地址長度爲48bit（6個字節），具有全球唯一性。
MAC地址的組成：
製造商跟IEEE申請，獲得一個長度爲24bit的廠商代碼，也稱爲：OUI。之後廠商生產好網卡後，會將每一個網卡中燒錄一個48bit的BIA地址，BIA地址的前三位就是該製造商的OUI，後三個字節由廠商自己決定。無法更改，只能讀取。
OUI：organizationally-Unique Identifier
BIA：Burned-In Address，固化地址
BIA只是MAC地址的一種，更準確說，MAC地址是一種單播MAC地址。MAC地址一共分三類：單播MAC地址、組播MAC地址、廣播MAC地址。
1.單播MAC地址是指第一個字節的最低位是0的MAC地址。代表了一塊特定的網卡。
2.組播MAC地址是指第一個字節的最低位是1的MAC地址。代表了一組網卡。
3.廣播MAC地址是指每一個比特都是1的MAC地址。廣播MAC地址是組播MAC地址的一個特例。代表了所有網卡。
MAC地址是有48bit。爲了方便，通常採用十六進制數的方式標識一個MAC地址。每兩個十六進制數1組（即一個字節）。一共六組，中間使用“-”或者“：”來連接。也可以使用每四位十六進制一組。
3.2.1 以太幀的格式
以太網技術所用的幀，稱爲以太網幀，或者以太幀（Ethernet Frame）
以太幀有兩個標準：一個是由IEEE802.3定義，稱爲IEEE802.3格式；一個是由DEC、Intel、Xerox三家公司聯合定義，稱爲Ethernet II格式，也稱爲：DIX格式。
兩種格式存在一定的差別，但是都可以用在以太網。DIX格式用的更廣泛一些。承載了某些特殊協議信息的以太幀採用IEEE802.3格式。
幀格式
- Ethernet II
是DIX以太網聯盟推出的，它由6個字節的目的MAC地址，6個字節的源MAC地址，2個字節的類型域（用於表示裝在這個Frame、裏面數據的類型)，以上爲Frame Header,接下來是46--1500 字節的數據，和4字節的幀校驗CRC）
- IEEE 802.3/802.2
802.3的Frame Header和Ethernet II的幀頭有所不同，它把EthernetII類型域變成了長度域(與Novell Ethernet相同)。其中又引入802.2協議(LLC)在802.3幀頭後面添加了一個LLC首部,由DSAP(Destination Service Access Point) 1 byte,SSAP(Source SAP) 1 byte,一個控制域 1 byte! SAP用於表示幀的上層協議。
根據目的MAC地址的種類不同，以太幀可以分爲三類：單播以太幀、組播以太幀、廣播以太幀
3.3 以太網交換機
3.3.1 三種轉發操作
交換機（Switch）會對通過傳輸介質進入其端口的每一個幀都進行轉發操作，交換機的基本作用就是用來轉發幀的。
轉發操作有三種：泛洪（Flooding）、轉發（Forwarding）、丟棄（Discarding）。
泛洪（Flooding）：一對多的轉發行爲，從某一端口進來的幀，通過其他端口轉發出去。
轉發（Forwarding）：一對一的轉發行爲，從某一端口進來的幀，通過另外一個端口轉發出去。
丟棄（Discarding）：交換機直接吧某一端口進來的幀直接丟棄，不進行轉發。
3.3.2 交換機的工作原理（轉發原理）
後面有詳細的講解整個工作流程，可以參考《HCNA網絡技術學習指南》P66-P70
其他重要的知識點：
⒈如果計算機的網卡接受到一個單播幀，會將該單播幀的目的MAC和自己的MAC地址做一個比較，如果相同，會將該單播幀中的載荷數據送至網絡層進行處理；否則直接丟棄。
2.當計算機的網卡接受到一個廣播幀，會直接根據該廣播幀的類型字段直接上送到響應的模塊進行處理。
3.交換機的網卡接受到單播幀時，不會將該單播幀的目的MAC和自己的MAC地址做一個比較，而是直接去查MAC表，然後做出處理動作。
4.交換機的網卡接受到一個廣播幀，直接對該廣播幀進行一個泛洪操作。
3.3.3 多交換機的數據轉發實例：
後面有詳細的講解整個工作流程，可以參考《HCNA網絡技術學習指南》P70-P75
《HCNA網絡技術學習指南》 具體下載地址： http://h5ip.cn/rcee
3.4 MAC地址表
MAC地址表也被稱爲MAC地址映射表，每一個條目被稱爲一個地址表項。
MAC地址表要設計老化機制的原因：
1.現實中，交換機或計算機在網絡中的位置可能會發生變化。當發生變化以後，原本MAC交換機中的地址表項可能就會錯誤地反應當前MAC地址和端口的映射關係。
2.MAC地址表項中的項目太多，交換機查一次所需要的時間就會太長（交換機爲了決定對單播幀實施某種操作，需要時間去查找），交換機的轉發速度會受到一定的影響。
MAC地址表的老化機制：
設置一個倒數機制。當表中不存在這樣一個地址表時，新建這個地址表，並將開始倒數計時，默認值爲300s；
當表中已經存在這樣一個地址表，則將其內容進行更新，同時將倒計時重置爲300s
當倒計時中的時間降爲0時，刪除該表項（老化掉了）
由此可見，倒計時的初始值越小，該MAC地址表的動態性越強，但是太小或者太大都是不理想的。
現實中，一臺低檔的交換機的MAC地址表通常最多可以存放數千條地址表項。中檔：數萬條。高檔：幾十萬條。
計算機中的MAC地址表沒有老化機制。
3.5 ARP
ARP：Address Resolution Protocol 地址解析協議，屬於網絡層協議
其基本作用是：根據已知的IP地址獲得其對應的MAC地址
每一臺主機在本地的ARP 報文緩衝區裏都會維護一張ARP 列表，裏面存放的是IP 地址與MAC 地址的映射關係。
工作過程：
1.當源主機向目標主機發送數據包時，在數據鏈路層傳輸時需要知道目標主機的MAC 地址。因此，源主機 會首先在本地的ARP 列表中查詢該目標主機IP 地址所對應的MAC 地址。
如果存在，則說明查詢成功，於是源主機便向這個MAC 地址發送數據包即可。
如果不存在，源主機會在本地網段內發起一個ARP 請求的廣播包，用來查詢目標主機IP 地址對應的MAC 地址。
2.於是，在本地網段內的所有主機都會收到這個ARP 請求包。當主機收到這個ARP 請求包後，會首先提取出ARP 請求包裏面的目標主機IP地址，查看這個IP 是否與自己的IP 一致，如果不一致，則丟棄這個請求包，ARP緩存中保存下源主機的MAC地址和IP地址對。如果一致，則該主機便會將這個請求包裏的源主機IP 地址和源主機MAC 地址一添加到本地的ARP 列表中（如果已經存在了，便會覆蓋它）。然後，這臺主機便會返回一個單播幀包含了本機MAC 地址的ARP 響應數據包給源主機，告訴它自己的MAC 地址。
3.源主機收到這個ARP 響應數據包後，將目標主機的IP 地址和MAC 地址一添加到自己的ARP 列表中。然後，便根據此信息進行數據的傳輸。如果源主機一直得不到ARP 響應數據包，則說明ARP 查詢失敗。
同時，ARP緩存表也具有動態機制，生存期默認時間是180s，可以修改。
3.5.1 ARP的報文類型
硬件類型：表示硬件地址的類型，值爲1表示以太網地址
協議類型：表示要映射的協議地址類型。它的值爲0x0800表示IP地址類型
硬件地址長度和協議地址長度以字節爲單位，對於以太網上的IP地址的ARP請求或應答來說，他們的值分別爲6和4；
操作類型（op）:1表示ARP請求，2表示ARP應答
發送端MAC地址：發送方設備的硬件地址；
發送端IP地址：發送方設備的IP地址；
目標MAC地址：接收方設備的硬件地址。
目標IP地址：接收方設備的IP地址。