TCP/IP详解卷一：第二章

TCP/IP详解卷一：协议

第二章 链路层

---

链路层主要有三个目的：
（1）为IP模块发送和接收IP数据报
（2）为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答
（3）为RARP发送RARP请求和接收RARP应答

---

主要内容

在本章中，我们将详细讨论以太网链路层协议，两个串行接口链路层协议SLIP和PPP）,以及大多数实现都包含的环回（lookback）驱动序。以太网和SLIP是本书中大多数例子使用的链路层。对MTU（最大传输单元）行了介绍，这个概念在本书的后面章节中将多次遇到。我们还讨论了如何为串行线路选择 MTU。

---

以太网和IEEE802封装

---

以太网:这个术语一般是指数字设备公司（ Digital Equipment Corp.）、英特尔公司（Intel Corp.）和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准。它是当今TCP/IP采用的主要的局域网技术。它采用一种称作CSMA/CD的媒体接入方法，其意思是带冲突检测的载波侦听多路接入。它的速率为10Mb/s，地址为48 bit。
几年后，IEEE（电子电气工程师协会）802委员会公布了一个稍有不同的标准集，其中802.3针对整个CSMA/CD这三者的共同特性由802.2标准来定义，那就是802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。不幸的是,802.2和 802.3定义了一个与以太网不同的帧格式。 在TCP/IP世界中，以太网I P数据报的封装是在RFC 894中定义的，IEEE 802网络的IP数据报封装是在RFC1042中定义的。主机需求RFC要求每 台Internet主机都与一个10Mb/s的以太网电缆相连接：
(1) 必须能发送和接收采用RFC 894（以太网）封装格式的分组。
(2) 应该能接收与RFC 894混合的RFC 1042（IEEE 802）封装格式的分组。
(3) 也许能够发送采用RFC 1042格式封装的分组。如果主机能同时发送两种类型的分组数据，那么发送的分组必须是可以设置的，而且默认条件下必须是 RFC894分组。

---

---

SLIP：串行线路IP

---

SLIP的全称是Serial Line IP。它是一种在串行线路上对 IP数据报进行封装的简单形式，在RFC1055中有详细描述。SLIP适用于家庭中每台计算机几乎都有的 RS-232串行端口和高速调制解调器接入 Internet。
下面的规则描述了SLIP协议定义的帧格式：
1) IP数据报以一个称作 END（0xc0）的特殊字符结束。同时，为了防止数据报到来之前的线路噪声被当成数据报内容，大多数实现在数据报的开始处也传一个 END字符（如果有线路噪声，那么END字符将结束这份错误的报文。这样当前的报文得以正确地传输，而前一个错误报文交给上层后，会发现其内容毫无意义而被丢弃）。
2) 如果IP报文中某个字符为 END，那么就要连续传输两个字节 0xdb和0xdc来取代它。0xdb这个特殊字符被称作SLIP的ESC字符，但是它的值与ASCII码的ESC字符（0x1b）不同。
3) 如果IP报文中某个字符为 SLIP的ESC字符，那么就要连续传输两个字节 0xdb和0xdd来取代它。

---

---

PPP：点对点协议

---

PPP，点对点协议修改了SLIP协议中的所有缺陷。PPP包括以下三个部分：
1) 在串行链路上封装 IP数据报的方法。 PPP既支持数据为 8位和无奇偶检验的异步模式（如大多数计算机上都普遍存在的串行接口），还支持面向比特的同步链接。
2) 建立、配置及测试数据链路的链路控制协议（ LCP：Link Control Protocol）。它允许通信双方进行协商，以确定不同的选项。
3) 针对不同网络层协议的网络控制协议（NCP：Network Control Protocol）体系。当前RFC定义的网络层有IP、OSI网络层、DECnet以及AppleTalk。例如，IPNCP允许双方商定是否对报文首部进行压缩，类似于 CSLIP（缩写词NCP也可用在TCP的前面）

---

---

总的来说，PPP比SLIP具有下面这些优点：
(1) PPP支持在单根串行线路上运行多种协议，不只是IP协议；
(2) 每一帧都有循环冗余检验；
(3) 通信双方可以进行 IP地址的动态协商(使用IP网络控制协议)；
(4) 与CSLIP类似，对TCP和IP报文首部进行压缩；
(5) 链路控制协议可以对多个数据链路选项进行设置。为这些优点付出的代价是在每一帧的首部增加 3个字节，当建立链路时要发送几帧协商数据，以及更为复杂的实现。

---

环回接口

---

(1) 传给环回地址（一般是127.0.0.1）的任何数据均作为IP输入。
(2) 传给广播地址或多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网上。这是因为广播传送和多播传送的定义（第 1 2章）包含主机本身。
(3) 任何传给该主机IP地址的数据均送到环回接口。

---