数据链路层相关知识

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1.以太网协议

以太网帧格式

• 目的地址和源地址指的是MAC地址，各六个字节。MAC地址在设备出厂的时候就写死了，六个字节已经足够为每台设备分配一个MAC地址了。
• 帧类型有三个值，分别为0800、0806、8035分别表示数据里放的是IP、ARP还是RARP数据报。
• 数据部分的大小最低为46个字节，最高为1500个字节。
• 4个字节的CRC校验码。

帧类型的几个值对应的以太网帧。

1.类型的值为0800，对应IP数据报。

2.类型的值为0806，对应ARP(Address Resolution Protocol)数据报。

3.类型的值为8035，对应的RARP(Reverse Address Resolution Protocol)数据报。

2.MTU

MTU，全称为Maximum Transmission Unit，翻译过来就是最大传输单元。
也就是数据链路层数据帧的最大载荷，也就是数据链路层最大能传输的数据。

就拿以太网协议来说，在以太网协议中，以太网帧的MTU是1500。
如图：

MTU对IP协议的影响

如果IP数据报过大，超过了MTU，大的IP数据报会被拆分成一个一个的小的IP数据报,保证整个IP数据报在MTU之内。

IP数据报格式的几个对分包有作用的几个报文段：

• 16位标识：一个大的IP数据报分成多个小的IP数据报之后，这些小的IP数据报是的标识是一样的。
• 3位标志：有一位是不用的，有一位用来表示这个IP数据报是否分包了，有一位表示这个IP数据报是不是分包之后的最后一个数据报(结束标记)。
• 13位片偏移：表示每个小的数据报的先后顺序，方便分包后重新组包。

为什么要分包?

网路中的各个设备的传输能力是不同的，每个设备使用的数据链路层协议可能不一样，所以MTU也不一样。比如：路由器A使用的数据链路层协议的MTU是7000，而路由器B使用的数据链路层协议的MTU是1500。当数据包从A传到B那里的时候，路由器B就需要对数据进行分包。

分包的具体过程

1.主机A发送数据包到路由器中。

2.由于主机A和路由器用的数据链路层协议不同，所以路由器要对数据进行分包处理，然后再发送给B，然后B对数据进行重新组装

3.ARP和RARP

ARP是什么

ARP是地址解析协议（Address Resolution Protocol）的简称，是一种用于将IP地址解析为MAC地址的协议。

ARP的作用

它主要是为了解决IP地址和MAC地址之间的映射关系问题，使得在数据在不同的节点之间传递时，能够正确地发送到目标节点。

这很抽象，那就看个通俗易懂的例子。

这里有三个人，分别是小李，小明，小张，他们各自有各自的身份证号。

小张找小明。

小张的脑中记着小明的身份证号码是 ，检查了一下发现是匹配的，身份证的号码是匹配的，所以这个小明是小张所认识的小明。

后来，小明把名字改了，改成了小帅。

小张的表更新了。

下次小张要找小帅，就不会找错人。

上图的情况在计算机中也是一样的，人的名字就相当于IP地址，人的身份证相当于MAC地址，IP地址可能会变，但是MAC是不会变的，我们的计算机中都有一个ARP缓存表，记录了各个IP对应的MAC地址，计算机会把IP地址转换为MAC地址，从而找到正确的主机。

在windows中输入arp/a就可以看到当前计算机的ARP缓存表。

RARP是什么

RARP是反向地址解析协议（Reverse Address Resolution Protocol）的简称，功能与ARP相反。