环回接口以及MTU

Posted 2020-11-29 tempt

一、环回接口

1.环回接口出现的目的

为了解决客户机使用网络协议（如TCP/IP协议）与同一台计算机上的服务器通信的需求，实现了工作在网络层的虚拟的环回网络接口。

它不是真正的网络接口，实际上是一种由操作系统提供的专用软件，可通过TCP/IP与统一主机的其他服务器进行通信。

 

2.地址选择

A类地址段127.0.0.0默认被用作本地环回地址，其实只要是127开头的所有地址均是环回地址。

这个地址是用于标志本机的localhost。也就是说当要向本机发送数据时，就会用到环回地址。

 

具体事例说明：

    就拿pc来说，pc的网卡就相当于路由器的一个接口。如一台pc网卡上设置的地址为220.172.115.50，网卡连接正常时，协议状态up，在dos命令行状态下输入ipconfig便可看到该网卡上的IP地址。此时在主机上ping其网卡地址的过程如下：主机发送一个icmp包，目的地址为220.172.115.50，请求对方回答；主机根据默认环回主机路由发现数据包目的地址的下一跳指向其loopback接口（主机事先并不知道该地址就在其网卡上），于是将数据包发往其loopback接口（即直接发往cpu）；之后主机收到源IP为220.172.114.50的ping包，于是对该数据包进行回答，回应包亦根据环回路由原路返回。从该过程可看出，该数据包的始发点和被接收点都在同一个接口（即主机本身的loopback接口），寻址过程为一个环回过程，因此该接口称之为“环回接口”当网卡连接断开时，协议down下，用ipconfig便发现“media disconnected”等提示，无IP地址显示。ping 220.172.115.50便出现“destination unreachable”等提示（由于网卡协议没起来，主机没能发现相应路由，无法做出转发决定，从而提示路由不可达）。但此时ping 127.0.0.0/8网段的IP均能ping通，因为一般pc默认把127.0.0.0/8网段IP作为loopback地址，当主机发现该数据包的目的地址为其自身的环回地址时，便将该数据包直接送往其cpu。由此可看出ping通环回地址并不表示就能ping通网卡地址，因此不要拿ping 127.0.0.1来检测网卡的好坏，这样做是行不通的。

　　这是因为当收到数据包时，判断若目的IP地址与本机IP地址一致(或者收到多播、广播地址，且本机属于多播、广播地址)时，网卡就会将数据发送给环回接口。此时数据包还是会经过协议栈，只是到网络层时，会传到环回接口。所以环回一般会被用于检测本机协议栈是否正常（环回接口不会经过网卡）。

 

二、MTU和路径MTU

    在很多链路层网络中，携带高层协议PDU的帧大小是有限的。链路层的这种特征被称为最大传输单元（MTU）

    当同一网络中的两台主机之间通信时，本地链路的MTU在会话期间对数据报大小有直接影响。当两台主机之间跨越多个网络通信时，每条链路可能有不同大小的MTU，在包含所有链路的整个网络路径上，最小的MTU称为路径MTU。

    任何两台主机之间的路径MTU不会永远不变、这取决于当时使用的路径。如果网络中的路由器或链路故障，MTU可能改变。路径通常不对称，路径MTU不需要再两个方向上相同