TCP/IP详解002数据链路层

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。
TCP/IP支持多种不同的链路层协议，这取决于网络所使用的硬件，如以太网、令牌环网、FDDI（光纤分布式数据接口）以及RS-232串行线路

CSMA/CD（Carrier Sense ,Multiple Access with Collision Detection）带冲突检测的载波侦听多路访问。它的速率为10Mb/s，地址为48bit。
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网络，802.4针对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络。
链路层帧结构：

image.png

图上方为802标准定义的帧格式（RFC 1042）
它的长度字段是指它后续数据的字节长度，但不包括CRC检验码。以太网的类型字段定义了后续数据的类型。
802.3标准定义的帧和以太网的帧都有最小长度要求。802.3规定数据部分必须至少为38字节，而对于以太网，则要求最少要有46字节。为了保证这一点，必须在不足的空间插入填充（pad）字节

图下为RFC 894定义的格式（常用）

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。

image.png

image.png

PPP：点对点协议

PPP包括以下三个部分：

image.png

帧格式：

image.png

每一帧都以标志字符0x7e开始和结束，紧接着是一个地址字节，值始终是0xff，然后是一个值为0x33的控制字节。
协议字段，类似于以太网中类型字段的功能。值为0x0021时，表示信息字段是一个IP数据报；值为0xc021时，表示信息字段是链路控制层数据；值为0x8021时，表示信息字段是网络控制数据。
PPP的优点：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 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。

环回接口Loopback Interface

• 允许运行在同一台主机上的客户程序和服务器程序通过TCP/IP进行通信。
• A类网络号127就是为环回接口预留的。
• 大多数系统把127.0.0.1分配给这个接口，并命名为localhost

• 一个传给环回接口的IP数据报不能在任何网络上出现。

  
  
  image.png
  
  
  image.png
  
  

  图中的另一个隐含的意思是送给主机本身IP地址的IP数据报一般不出现在相应的网络上。

最大传输单元MTU

以太网和802.3对数据帧的长度都有一个限制，其最大值分别是1500和1492字节。链路层的这个特性称作MTU，最大传输单元。
如果IP层有一个数据报要传，而且数据的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要进行分片，把数据报分成若干片，这样每一片都小于MTU

• 路径MTU：两台通信主机路径中的最小MTU