tcp/ip 学习笔记 章二 链路层

Posted 2020-09-29

一、数据链路层

当需要在一条线路上传递数据时，除了必须使用一条物理设备时，还需要一些必要的通信协议来控制数据的传输，若把实现这些协议的硬件和软件的加到链路上，就叫做数据链路；最常用的是-----网络适配器。一般适配器都包含了数据链路层和物理层这两层的功能。

物理层的包含多种与物理介质相关的协议和标准

物理层协议分类：

1. 电磁与光学协议（电流、光调制、编码）
   

2. 机械协议（链接介质机械标准，大小、形状、化学成分）

3. 功能性的协议

4. 程序性协议（比如二进制数1，表示的电压）

  eg：EIA/TIA-232

         V.35

         RJ45

数据链路层协议：

负责对上层如何成帧

负责对下层控制对介质的访问

错误发现（不能纠正）

eg：

 以太网，802.3，802.2

 HDLC/PPP

Frame-Relay

二、数据传输 

数据传输分两种方式：点对点，广播通信 

1. 点对点信道

   主要协议：PPP协议，SLIP  （这两个都属于串行接口链路协议）
   

   点对点协议（PPP）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。PPP 最初设计是为两个对等节点之间的 IP 流量传输提供一种封装协议。在 TCP-IP 协议集中它是一种用来同步调制连接的数据链路层协议（OSI 模式中的第二层），替代了原来非标准的第二层协议，即 SLIP。除了 IP 以外 PPP 还可以携带其它协议，包括 DECnet 和 Novell 的 Internet 网包交换（IPX）

   
   

 2.广播信道

      主要协议：以太网协议、IEEE802.3

3. 以太网帧格式：

以太网不是唯一的数据链路层协议，但是使用是最广泛的。

根据rfc894的说明，以太网封装IP数据包的最大长度是1500字节，也就是说以太网最大帧长应该是以太网首部加上1500，再加上7字节的前导同步码和1字节的帧开始定界符，具体就是：7字节前导同步码 + 1字节帧开始定界符 + 6字节的目的MAC + 6字节的源MAC + 2字节的帧类型 + 1500 + 4字节的FCS。
    按照上述，最大帧应该是1526字节，但是实际上我们抓包得到的最大帧是1514字节，为什么不是1526字节呢？
    原因是当数据帧到达网卡时，在物理层上网卡要先去掉前导同步码和帧开始定界符，然后对帧进行CRC检验，如果帧校验和出错，就丢弃此帧。如果校验和正确，就判断帧的目的硬件地址是否符合自己的接收条件（目的地址是自己的物理硬件地址、广播地址、可接收的多播硬件地址等），如果符合，就将帧交给“设备驱动程序”做进一步处理。这时我们抓包的软件才能抓到数据，因此，抓包软件抓到的是去掉前导同步码、帧开始分界符、FCS之外的数据，其最大值是6 + 6 + 2 + 1500 = 1514。
    以太网规定，以太网帧数据域部分最小为46字节，也就是以太网帧最小是 6 + 6 + 2 + 46 + 4 = 64。除去4个字节的FCS，因此，抓包时就是60字节。当数据字段的长度小于46字节时，MAC子层就会在数据字段的后面填充以满足数据帧长不小于64 字节

IEEE 802委员会制定了，另外一个以太网标准802.3，即（rfc1042）。目前实际使用的仍然是以太网居多。一些交换机之间的网络协议会使用rfc1402.

RFC规定：

1.以太网主机必须能支持RFC894的封装格式（发送和接受）

2.应该能接受RFC849和RFC1042的格式

3.也许能发送RFC1042的分组，如果同时支持发送两种封装格式的分组，必须可以设置用哪一种，且默认为RFC894的格式

三 MTU

 传输协议定义的，对数据帧长度的最大限制。如果网络层的数据报大于MTU的值，需要进行分片。

路径MTU，链路中最小的MTU

以太网 MTU=1500

802.3 MTU=1492

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