TCP/IP-卷1-笔记-第二章-链路层

链路层主要有3目的：
1.为IP模块接收和发送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。

2.2 以太网和IEEE802封装

以太网是TCP/IP采用的主要的局域网技术，采用CSMA/CD媒体接入方式，速率10MB/s，地址48bit（MAC）
最常使用的是RFC894定义的格式。
在以太网帧格式中，类型字段之后是数据；802帧格式中，跟随在后面的是3字节的802.2LLC和5字节的802.2 SNAP
CRC字段用于帧内后续字节差错的循环冗余检验（检验和）。
802.3规定数据部分至少38字节，对以太网，要求最少要46字节，所以要在不足的数据空间补足。

2.4 SLIP：串行线路IP

SLIP：Serial Line IP,串行线路上对IP数据报进行封装的简单形式。
帧格式：
1.IP数据报以一个END特殊字符结束  
2.若IP报文中某字符为END，就要连续输入两个字节0xdb和0xdc取代，即SLIP的ESC字符。
3.IP报文中某字段为SLIP的ESC字符，那就连续输入0xdb和0xdc来取代，即两个ESC。
缺陷：
1.每一端必须知道对方IP地址，没办法把本端口通知对方。
2.数据帧没类型字符。
3.SLIP没有在数据帧中加上检验和。

2.5 压缩的SLIP

压缩SLIP(CSLIP)：把40字节压缩到3或5字节，能在每端维持多达16个TCP连接。首部被压缩，大大缩短响应时间。

2.6 PPP：点对点协议

PPP包括3部分：
1.在串行链路上封装IP数据报的方法。
2.建立、配置及测试数据链路的链路控制协议。
3.针对不同网络层协议的网络控制协议体系。

标志   地址   控制   协议         信息         CRC     标志
  1       1       1       2      最多1500字节    2         1  
                          0021        IP数据报
                          C021   链路控制数据
                          8021   网络控制数据

协议字段：0021代表IP数据报，C021代表链路控制数据，8021表示网络控制数据。
CRC字段是一个循环冗余检验码，以检测数据帧中的错误。
由于标志字符的值是0x7e，因此当该字符出现在信息字段中时，PPP需要对它进行转义。
同步链路中：此过程通过一种称作比特填充的硬件技术来完成。
异步链路中：特殊字符0x7d用作转义字符。
1.当遇到字符0x7e时，需连续传送两个字符，0x7d和0x5e，以实现标志字符的转义。
2.遇到转义字符0x7d时，需连续传送0x7d和0x5d。
3.默认情况，如果字符值小于0x20，一般都要进行转义。
原因是要防止它们出现在双方主机的串行接口驱动程序或调制解调器中。
与SLIP类似，PPP减少每一帧字节数可以降低应用程序的交互时延。
PPP帧格式和SLIP相比，增加了3个额外的字节：1个字节留给协议字段，另2个给CRC字段使用。
PPP比SLIP有以下优点：
1.PPP支持在单根串行线路上运行多种协议；
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.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；

2.7 环回接口

A类网络127为环回接口预留的。即127.0.0.1，命名为localhost。一个传给环回接口的IP数据报不能再任何网络上出现。
1.传给环回地址的任何数据均作为IP输入。
2.给广播或多播地址的数据报，会复制一份到环回接口。
3.传给主机IP地址的数据报均给环回接口。

2.8 最大传输单元MTU

以太网和802.3对数据帧的长度限制分别是1500和1492字节。也称为MTU，最大传输单元。
如果有数据超过这个限制，IP层就需要进行分片。

2.9 路径MTU

同一个网络上的两台主机通信，MTU是非常重要。但是不同网络的主机要通信，可能就会经过多个网络，有多个MTU，而重要的是两台通信主机路径中的最小MTU，称作路径MTU。

2.10 串行数据吞吐量计算

交互响应时间超过100~200ms就被认为是不好的。SLIP的MTU缩短到256，意味着传输一帧最长需要266ms，一半是133ms。
设置为256的MTU大小原因是：为大块数据提供良好的线路利用率，同时响应时间比较适合。
这种平均等待时间的算法只适用于SLIP和PPP。

2.11 小结

当环回数据回到上层的协议栈中时，它已经过传输层和IP层完整的处理过程。