链路层

一、链路层主要目的：

1）为IP模块发送和接收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。

领路层协议的选择由网络使用的硬件决定，主要协议有：以太网、令牌环网、FDDI（光纤分布式数据接口）、RS-232串行线路。

二、数据封装技术

1）以太网（以太网）

TCP/IP采用的主要局域网技术。采用CSMA/CD（Carrier Sense,Muliple Acess  with Collision Detection ）带冲突检测的载波监听多路接入。速率 10M/s,地址48bit.

IP数据报的封装由RFC 894定义，此为常用封装格式。

2）IEEE802封装

与以太网少稍有不同，是对其简单更改

802.3针对CSMA/CD网络，802.4正对令牌总线网络，802.5针对令牌环网络。三者共同特性由802.2定义，即802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。

3）尾部封装

已经遭到反对。

4）SLIP 串行线路IP（Serial Line）

在串行线路上对IP数据进行封装的简单形式，适用于家庭计算机中有RS-232串行端口和高速调制解调器接入网。

封装格式：a）以END（0xc0）的特殊字符结束。以END开始，防止线路噪声被当成数据。b)若IP报文中出现END字符，使用连续0xdb 0xdc进行转义。0xdb是SLIP专用的称做ESC字符，与ASCLL 码的ESC字符（0x1b）不同。c)IP中出现SLIP的ESC字符，使用连续传输的0xdb 0xdd取代。

       SLIP 缺陷：a)每一端必需知道对方IP地址，无法将本端的IP地址通知给另一端，b)数据帧中无类型字段，不能同时与其他协议使用。c)数据帧中无检验和，发生错误依赖上一层发现或者由新型调制解调器检测并纠正（下层硬件）。

5 ) CSLIP压缩的SLIP  （低速链路）

为解决SLIP性能缺陷而提出。速率低的串行行路的SLIP中需要交换许多小TCP分组。为传送1个字节的数据需要20个字节的IP首部和20个TCP首部，性价比低下。CSLIP将这40个字节压缩至3-5个字节，每端可维持16个TCP连接。这类似操作系统中通信的突发传输，这可以大大缩短交互响应时间。

6）PPP 点对点协议  （低速链路）

解决了SLIP中所有的缺陷，但应用不入SLIP广泛，可能是SLIP已经占据市场，PPP无法撼动。

PPP包括三各部分：a)在串行链路上封装IP数据报的方法。支持8位无奇偶校验的异步模式（大多数计算机普遍存在），也支持面向比特的同步链接。b）建立、配置、检测数据链路的链路控制协议（LCP Link Control Protocol）.它允许通信双方协商以确定不同的选项。 c）针对不同网络层协议的网络控制协议（NCP Network Control Protocol）体系。PPP比SLIP具有若干优点：a）支持单根线路运行多种协议。b）每一帧都有循环冗余检验  。c )通信双方可进行IP地址的动态协商，d）类似CSLIP，对TCP、IP首部进行压缩  e）链路控制协议可对多个数据链路选项进行设置。  为这些有带你付出的代价是在每一帧首部增加3个字节，建立链路是要发送几帧协商数据及更为复杂的实现。

7）环回接口（Loopback Interface）环回接口

 允许同一台主机上的客户程序和服务器程序通过TCP/IP进行通信。目的是局域网内通信,给环回接口的ip数据报不能出现在任何网络。默认将127.0.0.1分配给这个接口？（localhost）。虽然不需要向其他网络传输，即不需要进行所有网络层和部分传输层的逻辑操作，但大多数产品仍完成传输层和网络层的所有过程。或许为了方便管理。

 关键点：a)传给环回地址的任何数据均作为IP输入。b）传给广播地址和多播地址的数据报复制一份给环回接口。c）任何传送给该主机IP地址的数据均送到环回接口。

 

8）MTU最大传输单元

以太网数据帧最大 1500.IEEE802.3最大 1492 字节。若IP层数据报长度比链路层的MTU还大，则IP层需要分片（fragmentation）。点到点的链路层（SLIP PPP）的MTU不是物理限制。是逻辑限制，目的是为了为交互使用提供足够快的响应时间。 

路径MTU：当主机通信需要通过多个网络，则每个网络的链路层的MTU数值不同，需要选择最小的MTU,即路径MTU. 路径MTU不是常数，且并不对称（A->B  与 B->A的路径MTU不同）。