TCP/IP詳解讀書筆記：鏈路層

在TCP/IP協議族中，鏈路層主要有三個目的：

1）爲IP模塊發送和接受IP數據報；

2）爲ARP模塊發送ARP請求和接受ARP應答；

3）爲RARP模塊發送RARP請求和接受RARP應答；

 

以太網和IEEE 802封裝

以太網是1982年公佈的一個標準，是當今TCP/IP採用的主要的局域網技術，它採用一種稱爲CSMA/CD的媒體接入方法，意思是帶衝突檢測的載波偵聽多路接入，它的速率是10Mb/s，地址爲48bit。

還有一個標準是IEEE 802標準。它和以太網的幀格式不一樣。802.3針對整個CSMA/CD網絡，802.4針對令牌總線網絡，802.5針對令牌環網絡，這三者的共同特性由802.2標準定義，這就是802網絡共有的邏輯鏈路控制（LLC）。

在TCP/IP中，以太網的IP數據報的封裝是在RFC 894中定義的，IEEE 802的封裝是在RFC 1024中定義的。

最常使用的封裝格式是RFC 894定義的格式。下圖是兩種不一樣的封裝格式。

上圖中，第一個封裝格式是802標準的，第二個是以太網格式的。

從上圖能夠看出，兩種幀格式都採用48bit的目的地址和源地址，存放的是硬件地址。ARP和RARP協議會對32位IP地址和48位的硬件地址進行映射。

802接下來的是長度字段，指的是後續數據的長度，不包括CRC。而以太網接下來的類型字段定義了後續數據的類型。

以太網幀格式比較簡單，接下來就是數據了。而802幀格式接下來是3個802.2的LLC和5字節的 SNAP（子網接入協議），其中，目的服務訪問點（DSAP）和源服務訪問點（SSAP）值都爲0xaa，Ctrl字段值爲3，隨後的3個字節org code都爲0，再接下來就是類型字段。

802.3規定數據部分至少爲38字節，以太網則要求是46字節，若有不足的狀況，就要填充字節。

 

SLIP：串行線路IP

 這是一種在串行線路上對IP數據報進行封裝的簡單形式。

開始處和結束處傳一個END（0xc0）的特殊字符。

若是報文中某個字符爲END，那麼就了連續傳輸兩個字節0xdb和0xdc來取代。0xdb被稱爲SLIP的ESC字符。

若是報文中某個字符爲ESC字符，那麼就連續傳輸兩個字節0xdb和0xdd。

值得一提的是，這是一個老的工業標準，目前已被PPP協議取代。

 

壓縮的SLIP

爲了傳輸一個字節須要20個字節的IP首部和20個字節的TCP首部。CSLIP通常能把這40個字節壓縮到3到5個字節。

 

PPP：點對點協議

格式如上圖，再也不贅述。

 

環回接口

環回接口容許在同一臺機器上的服務器程序和客戶端程序經過TCP/IP進行通訊。

 

最大傳輸單元MTU

也就是對數據幀的長度的限制，好比以太網的是1500字節。

當兩個主機間的通訊須要通過多個網絡，那麼其中最小的MTU稱爲路徑MTU。

 

串行線路吞吐量計算