TCP/IP详解(二)链路层

TCP/IP协议族中链路层主要是
1）为IP模块发送和接收IP数据报
2）为ARP模块发送和接收ARP请求和回复
3）为RARP模块发送和接收RARP请求和回复。

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以太网和 IEEE802 封装

以太网（Ethernet）这个术语通常指1982年由DEC，Intel和Xerox三家公司发布的一个标准，今天，它已经成为TCP/IP局域网组网的一个主要形式。它使用的了叫做CSMA/CD的技术，即带冲突检测的载波侦听多路访问。后来IEEE802委员会制定了一个稍有不同的标准，802.3针对整个CSMA/CD网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络。802.2定义了它们三者共同的逻辑链路控制（logical link control，LLC）。

RFC1042，定义了IEEE 802网络的IP数据报封装格式；RFC894，定义了以太网的IP数据报的封装格式。封装格式分别如图所示：

它们的帧格式都使用48位的硬件地址。

802网络的长度字段指后续数据的长度，但不包括最后的CRC字段。而以太网封装格式的这个位置是一个类型字段，指定后续数据的类型。802帧将类型放到了它的SNAP（子网访问协议）字段中。

以太网帧中，类型字段后面紧跟着数据；而802帧的长度字段后面是3个字节的802.2 LLC和5个字节的802.2 SNAP，然后才是数据。

802帧数据的最小长度是38字节；以太网帧是46字节。数据不足长度，就需要填充字节。

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SLIP 串行线路IP

串行线路IP是串行线路上IP数据报封装的一种简单形式。封装规则如下：

1）  以END字符（0xc0）结束，为防止线路噪声的干扰，往往在IP数据报前面也加上END；

2）  如果IP数据报的某字节是0xc0（END字符），则用0xdb，0xdc两个字节表示，其中0xdb是SLIP的转义符；

3）  如果IP数据报的某字节是oxdb（SLIP转义符），则用0xdb，0xdc两个字节表示。

SLIP的缺陷：

1）  需要事先知道对方的IP，无法将自己的IP通知给对方；

2）  没有类型字段，如果串行线路用作了SLIP，则它不能被其他的协议同时使用；

3）  无检验和。

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压缩的SLIP

通过减小TCP和IP header的长度，来改进交互响应的时间。

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PPP 点对点协议

PPP改正了SLIP的所有缺陷，由三部分组成：

1）  在串行线路上封装IP数据报的方法；

2）  建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议；

3）  用于指定不同网络层协议的网络控制协议（NCPs）族。

PPP帧格式如下：

字节0x7e用字节序列0x7d，0x5e传输；0x7d用两个字节0x7d，0x5d传输；默认的，小于0x20的字节也往往以两个字节转义的形式传输，如0x01传输时是0x7d，0x21的形式。

PPP相对于SLIP有以下优点：

1）  在单个串行线路上支持多个协议；

2）  加上了循环冗余检验

3）  可以进行IP地址的动态协商

4）  类似于CSLIP的TCP 、IP  header的压缩

5）  通过链路控制协议可以对许多链路控制选项进行协商

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回环接口（Loopback interface）

localhost ，127.0.0.1

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最大传输单元MTU

无论是以太网封装还是802封装，帧的长度都有一个上限，数据链路层的这一特征称为MTU。如果IP数据报的长度超过了MTU，则还要执行分片（fragmentation）操作。netstat来检查MTU。

路径MTU

用traceroute程序可以确定到某个目标的路径MTU。