第二章 链路层

第二章 链路层

一. 作用:

• A. 为IP模块发送和接收IP数据报。
• B. 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答。
• C. 为RARP发送RARP请求和ARAP应答。

二.以太网和IEEE802封装

• 1.以太网IP数据报是封装在RFC894(较常用)，而IEEE802网络的IP数据报是封装在RFC1042中定义的。

• 2.802标准定义的帧格式，长度字段是指后续数据的字节长度,不包括CRC部分。格式（数据部分还有一部分图没提供，详情请参考课本）如下:

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  目的地址 | 源地址 | 长度  | DSAP| SSAP | cntl | org-code | 类型 |     数据           |  CRC  6         6       2      1     1      1         3       2       38-1492           4

• 3.而以太网的封装格式（RFC894）

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   目的地址  |  源地址    | 类型  |        数据              |   CRC    6             6         2         46-1500                  4

[小结]不同802.3标准定义的帧和以太网的帧都有最小长度要求。在数据部分，前者要求最小38，后者要求46字节。因此在一些ARP报文出现数据部分小于38的（或以太网帧的ARP报文数据部分小于46）。
必须要在剩余的空间插入填充字节（PAD）。

三.SLIP（串行线路IP)

• 1.在IP数据报一个称作END(oxc0)的特殊字符结束。为了防止线路噪声被当做数据报内容，通常也在开始时也传一个END字符。

• 2.替换字符。如果IP报文中有END字符，那么连续传输两个字节0xdb和0xdc;其中0xdb也称为SLIP的ESC字符。如果碰到IP报文中有ESC字符，则连续传两个字符0xdb和0xdd来替换。

  【注意】这种帧封装方法的缺陷：
  a. 通讯两端必须知道对方的IP地址。没有办法吧本地IP地址通知另一端。
  b. 数据帧中没有类型字段。如果一条线路使用SLIP，那它不能同时使用其他协议。
  c. SLIP没有这数据帧加上校验和。因此出错，通过上层协议来发现（或新型的调制解调器解决）。

• 3.压缩的SLIP协议CSLIP。通过压缩固定的首部大大地缩短交互时间，提高性能。

四.PPP协议（点对点协议）

• 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层的网络控制协议。
• 3.针对不同的网络层协议的网络控制协议体系。

• 4.帧格式如下:

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   标志(7e)    | 地址  | 控制　|  协议    |    信息          |    CRC  |   标志(7e) 1            1       1       2          <=1500字节           2       1

  [注意] a.每一帧都是以ox7e开始和结束的。然后是地址（值一直为0xff）,然后是0x03的控制字节。
  b.当协议为0x0021时，表示信息字段为IP数据报，为0xc021时，为链路控制数据，当为0x8021时，表示为网络控制数据。
  c.当标志字符的值0x7e出现在信息字段中时，需要进行转义，这个过程是用比特填充（bit stuffing）技术完成的.当在异步链路中时，
  特殊字符ox7d用作转义字符，当它出现在PPP数据帧中时，紧接的第六个比特要取补码。详细过程如下:

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  - 1.当遇到字符0x7e时，要传两个字符0x7d和0x5e,实现标识字符的转义- 2.当遇到转义字符0x7d时，要传两个字符:0x7d和0x5d,实现转义字符的转义- 3.默认情况下，如果字符值小于0x20,一般都进行转义，转义的做法原因是：防止双方的主机的串行接口程序和调制解调器，因为有时一些控制字符会被解释为特许含义。还有一种可能是链路控制协议要指定对32个字符的某些值进行转义，默认是对所有的32个字符进行转义。

• 5.PPP与SLIP的比较(PPP的优点)

  • a. PPP支持在单根串行线路上运行多种协议，不只是IP协议。
  • b. 每一帧都有循环冗余检验，
  • c. 通讯双方进行IP地址的动态协商
  • d. 与CSLIP类似，都对TCP和IP报文首部进行压缩，
  • e.链路控制协议可以对多个数据链路选项进行设置。

五.环回接口

        如图(图出自课本)：        ![换回路口图](http://img.blog.csdn.net/20160501172021720)

六.最大传输单元(MTU)

• 1.以太网的数据帧是1500字节。802.3的数据帧是1492字节
• 2.如果IP的数据报大于链路层的MTU，则要分片，每一片都小于MTU。
• 3.可以使用netstat打印出网络接口的MTU。
-

七，路径的MTU

    概念：通讯的两台主机，如果通过多个网络，而每个网络链路层的可能有不同的MTU，那么这两台主机路径的最小MTU,被称为路径MTU，此外，主机A到主机B的    路径不一定跟B到A的路径对称。

八.串行线路吞吐量计算

    [注意]降低MTU,不利于大块数据传输，如文件传输。至此，第二章学习到此，如有错误，请大家指正（@ _ @）。总结：这章，了解了链路层的作用，两种帧格式（以太网和802.3），以及帧的格式的图解;SLIP和PPP的概念和对报文的处理，环路接口的图解，MTU的概念和计算。