概述
在TCP/IP协议簇中，链路层主要有三个目的：
⑴ 为IP模块发送和接收IP数据报。
⑵ 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答。
⑶ 为RARP发送RARP请求和接收RARP应答。
以太网与
IEEE802.3
的比较
以太网是
DEC
，
Intel
，
Xerox
公司在
1982
年联合公布的一个标准。它是当今
TCP/IP
采用的主要的
LAN
技术。以太网的核心思想是
CSMA/CD
（
Carrier Sense
，
Multiple Access with Collision Detection
）。它的速率是
10Mb/s
，地址为
48bit
。
IEEE802
委员会发布了一个与以太网稍有不同的标准集。其中
802.3
针对
CSMA/CD
，
802.4
针对
TokenBus
，
802.5
针对
TokenRing
。这三者的共同特性由
802.2
标准定义，那就是
802
网络共有的逻辑链路控制（
LLC
）。
以太网和
IEEE802
不同的帧格式
由于以太帧最小为
46
字节，所以在不足的空间插入填充字节
PAD
目的地址
&
源地址
：
48bit
，
6
字节。
长度
：指它后序数据的字节长度（不包括
CRC
码）。
DSAP
：目的服务访问点，值为
0xaa
。
SSAP
：源服务访问点，值为
0xaa
。
Ctrl
：值置为
3
。
Org code
：
3
位均置为
0
。
类型
：与以太网类型字段作用相同。由
SNAP
的首部给出。
0800
为
IP
，
0806
为
ARP
，
8035
为
RARP
。
CRC
：用于帧内后续字节差错的循环冗余校验。
802.3
规定数据部分至少为
38
字节，而以太网则要求最少为
46
字节。（所差
8
字节为
802.3
帧内的
802.2LLC
和
802.2SNAP
字段，以太网的类型字段位置在
802.3
帧中由长度字段代替，而
802.3
帧中的类型字端则由
802.2SNAP
字段的头三位给出）。
SLIP
与
PPP
SLIP
的全称为
Serial Line IP
（串行线路
IP
）。它是一种在串行线路上对
IP
数据报进行封装的简单形式。
SLIP
协议定义的帧格式规则：
⑴
IP
数据报以一个称作
END
（
0xc0
）的特殊字符结束。同时为了防止数据报传输之前的线路噪音被误认为是数据报内容，在数据报开始处添加一个
END
字符。
⑵
如果
IP
数据中含有
END
字符，就连续传输
0xdb
和
0xdc
来取代它。
0xdb
是
SLIP
的
ESC
字符，但它的值与
ASC
Ⅱ
码中的
ESC
（
0x1b
）不同。
⑶
如果
IP
数据中含有
ESC
字符，就连续传输
0xdb
和
0xdd
来取代它。
被封装前的
IP
数据报：
SLIP
的缺陷：
⑴
每一端必须知道对端的
IP
地址，没有办法把本端
IP
地址传递给对端。
⑵
数据帧中无类型字段，当一条串行线路使用
SLIP
时则不能使用其他协议。
⑶
SLIP
数据帧中无
checksum
，只能依靠上层协议来发现和纠正错误。
压缩的
SLIP
（
CSLIP
）：
在
SLIP
线路上有许多小的
TCP
分组进行交换，为传送
1
个字节的数据需要
20
个字节的
IP
首部和
20
个字节的
TCP
首部。
CSLIP
能把这
40
个字节压缩到
3
或
5
个字节。这些被压缩的首部大大缩短了交互响应时间。
PPP
协议
PPP
协议修改了
SLIP
协议中的所有缺陷。
PPP
包括以下三个部分：
⑴
PPP
在串行链路上封装
IP
数据报既支持数据为
8
位和无奇偶校验的异步模式，还支持面向比特的同步链接。
⑵
通过
LCP
（链路控制协议）允许双方进行协商。
⑶
通过
NCP
（网络控制协议）允许双方在网络层上进行协商。
PPP
帧以标志字符
0x7e
开始和结束，紧接着是一个值为
0xff
的地址字节，然后是一个值为
0x03
的控制字节。
PPP
的转义字符：
⑴
由于标志字符是
0x7e
，当它出现在信息字段中时，需要连续传送
0x7d
和
0x5e
来替代它。
⑵
当在信息字段中遇到
0x7d
时，需要连续传送
0x7d
和
0x5d
来替代它。
⑶
默认情况下，如果字符的值小于
0x20
，需要连续传送
0x7d
和
0x21
来替代它。
这样做的原因是由于双方主机的串口驱动程序或
Modem
会把这些特定的字符解释成特殊的含义，防止与其它控制字符起冲突或帧被解释的不正确。
PPP
的压缩：
PPP
的压缩可以减少每一帧的字节数，降低应用程序的交互时延。
通过
LCP
，大多数的产品通过协商可以省略标志位和地址位，并把协议字段由
2
字节减少到
1
字节。这样一来，与
SLIP
相比，只增加了
3
个字节（协议字段和
CRC
校验）。此外，通信双方通过
NCP
可以协商采用报文首部压缩，减小
IP
和
TCP
首部长度。
PPP
与
SLIP
相比具有下列优点：
⑴
PPP
支持在单根串行线路上运行多种网络层协议。
⑵
每一帧都有
CRC
校验。
⑶
通信双方可以用
NCP
进行
IP
地址的动态协商。
⑷
可以类似于
CSLIP
对
TCP
和
IP
首部进行压缩。
⑸
LCP
可以对多个数据链路选项进行设置。
Loopback
接口
通过
Loopback
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。一个传给环回接口的
IP
数据报不能在任何网络上出现。
环回接口处理
IP
数据报的过程：
MTU
以太网和
802.3
对数据帧长度都有一个限制，其最大值分别是
1500
和
1492
字节。链路层的这个特性称作
MTU
，即最大传输单元。不同类型的大多数网络都有一个上限。
如果
IP
层有一个数据报要传，并且数据的长度比链路层的
MTU
大，那么
IP
层就需要进行分片，把数据报分为若干片，使每一片都小于
MTU
。
点对点的链路的
MTU
是一个逻辑限制而非网络介质的物理限制。其目的是为交互使用提供足够快的响应时间。
MTU
分为接口
MTU
和路径
MTU
。接口
MTU
为所指定的接口所允许的发送最大的数据包的值。路径
MTU
指两台通信主机路径中最小的
MTU
值。路径
MTU
是非对称的，它取决于当时所选择的路由。而选路不一定是对称的。所以它在两个方向上不一定是一致的。
参考书籍：
Stevens,W.R.TCP/IP Illustrated,Vol.1.Reading
Comer,D.E.Internetworking with TCP/IP,Vol.1
Jeff Doyle.Routing TCP/IP Vol.1 Second Edition
最后
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