数据链路层的一些总结

在网络中，主机与主机之间总是通过一个网线把各自的网卡对接起来，数据链路层的功能就是把一帧数据从当前主机（的某个网卡）传递到相连的下一个主机上（的某个网卡）；

数据链路层为适应物理层采用的不同硬件，它支持多种协议，例如以太网、令牌环网、FDDI等，在我们日常使用过程中，以太网是最常见，也是TCP/IP采用的主要局域网技术，它采用CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路介入）的媒体接入方法，速率为10Mb/s地址为48位（6字节）。

数据链路层的以太网（Ethernet）帧格式，如下图所示：

以太网帧格式

上图以太网的帧格式中：

（1）            最前面6个字节为目的mac地址（即我们通常说的网卡地址），即这个报文即将发往的下个主机的网卡地址；

（2）            紧接着的6个字节为源mac地址，即本机的网卡（在一个主机有多个网卡时应该怎么办？）；

（3）            再紧挨着是2字节的类型字段，以太网需要承载三种类型的报文：IP数据报（类型为：0X0800）、ARP请求/应答报文（类型为：0X0806）、RARP请求/应答报文（类型为：0X8035）;

（4）            以太网帧中数据部分的大小为46~1500字节，即数据部分的最小长度也要为46字节，不足时要补充（补零）填够46位。

承载IP报文的帧分析

如下图为一个IP数据包的抓包，可以看到，其开始的6个字节b0 83 fe 9b d0 4d为目的mac地址，紧接着是6个字节b0 83fe 9b d9 06的源mac地址，再接下来的两个字节0800表示该帧中的数据为IP报文，再看起数据部分：从第0000行的45 00 开始到第0030行的f7fc 8e cd 00 00，总共40字节，小于以太网帧对数据段的最小值要求（46），因此还需要在最后补充6字节的0来凑够46个字节。

承载ARP报文的帧分析

ARP协议主要完成IP地址到mac地址的解析，在每个主机中都有一个ARP缓存，下图为201服务器的arp缓存，其内容为：

发往***IP的帧在网卡***上，其mac地址为***

ARP缓存的内容可以手动添加，也可以自动产生，其产生过程为：当主机有数据要发送时，首先查询本地缓存中是否有对应的ARP缓存项，如果没有，则发送一个ARP广播，该主机所在的局域网都会收到此广播，IP与本机匹配的主机会反馈消息“***IP在我这里”，在反馈数据帧中就包含应答主机的mac地址，本主机收到ARP的应答之后就把该IP和MAC地址添加到本地的ARP告诉缓存中。

如下图可以看到，ARP的请求报文中，目的mac地址为全1的广播地址；

在获取到应答之后，ARP会将该IP和mac的对应关系存储到本地的ARP缓存中。