資料鏈路層(乙太網 MTU ARP協議)

2021-10-05 14:30:53 字數 2561 閱讀 4814

"乙太網"不是一種具體的網路, 而是一種技術標準; 既包含了資料鏈路層的內容, 也包含了一些物理層的內容. 例如: 規定了網路拓撲結構, 訪問控制方式, 傳輸速率等;

例如乙太網中的網線必須使用雙絞線; 傳輸速率有10m, 100m, 1000m等;乙太網是當前應用最廣泛的區域網技術; 和乙太網並列的還有令牌環網, 無線lan等;

源位址和目的位址是指網絡卡的硬體位址(也叫mac位址), 長度是48位,是在網絡卡出廠時固化的;

幀協議型別欄位有三種值,分別對應ip、arp、rarp;

幀末尾是crc校驗碼

認識mac位址

mac位址用來識別資料鏈路層中相連的節點;

長度為48位, 及6個位元組. 一般用16進製制數字加上冒號的形式來表示(如08:00:27:03:fb:19)

在網絡卡出廠時就確定了, 不能修改. mac位址通常是唯一的(虛擬機器中的mac位址不是真實的mac位址, 可能會衝突; 也有些網絡卡支援使用者配置mac位址).

對比理解mac位址和ip位址

ip位址描述的是路途總體的 起點 和 終點;

mac位址描述的是路途上的每乙個區間的起點和終點;

mtu相當於發快遞時對包裹尺寸的限制. 這個限制是不同的資料鏈路對應的物理層, 產生的限制.

乙太網幀中的資料長度規定最小46位元組,最大1500位元組,arp資料報的長度不夠46位元組,要在後面補填充位;最大值1500稱為乙太網的最大傳輸單元(mtu),不同的網路型別有不同的mtu;如果乙個資料報從乙太網路由到撥號鏈路上,資料報長度大於撥號鏈路的mtu了,則需要對資料報進行分片(fragmentation);不同的資料鏈路層標準的mtu是不同的;

mtu對ip協議的影響

由於資料鏈路層mtu的限制, 對於較大的ip資料報要進行分包.

將較大的ip包分成多個小包, 並給每個小包打上標籤;

每個小包ip協議頭的 16位標識(id) 都是相同的;

每個小包的ip協議頭的3位標誌欄位中, 第2位置為0, 表示允許分片, 第3位來表示結束標記(當前是否是最後乙個小包, 是的話置為1, 否則置為0);

到達對端時再將這些小包, 會按順序重組, 拼裝到一起返回給傳輸層;

一旦這些小包中任意乙個小包丟失, 接收端的重組就會失敗. 但是ip層不會負責重新傳輸資料;

mtu對udp協議的影響

一旦udp攜帶的資料超過1472(1500 - 20(ip首部) - 8(udp首部)), 那麼就會在網路層分成多個ip資料報.

這多個ip資料報有任意乙個丟失, 都會引起接收端網路層重組失敗. 那麼這就意味著, 如果udp資料報在網路層被分片, 整個資料被丟失的概率就大大增加了.

mtu對於tcp協議的影響

tcp的乙個資料報也不能無限大, 還是受制於mtu. tcp的單個資料報的最大訊息長度, 稱為mss(maxsegment size);

tcp在建立連線的過程中, 通訊雙方會進行mss協商.

最理想的情況下, mss的值正好是在ip不會被分片處理的最大長度(這個長度仍然是受制於資料鏈路層的mtu).

雙方在傳送syn的時候會在tcp頭部寫入自己能支援的mss值.

然後雙方得知對方的mss值之後, 選擇較小的作為最終mss.

mss的值就是在tcp首部的40位元組變長選項中(kind=2);

arp不是乙個單純的資料鏈路層的協議, 而是乙個介於資料鏈路層和網路層之間的協議;

arp協議的作用

arp協議建立了主機 ip位址 和 mac位址 的對映關係.

arp協議的工作流程

源主機發出arp請求,詢問「ip位址是192.168.0.1的主機的硬體位址是多少」, 並將這個請求廣播到本地網段(乙太網幀首部的硬體位址填ff:ff:ff:ff:ff:ff表示廣播);

目的主機接收到廣播的arp請求**,發現其中的ip位址與本機相符,則傳送乙個arp應答資料報給源主機,將自己的硬體位址填寫在應答包中;**每台主機都維護乙個arp快取表,可以用arp -a命令檢視。快取表中的表項有過期時間(一般為20分鐘),如果20分鐘內沒有再次使用某個表項,則該表項失效,下次還要發arp請求來獲得目的主機的硬體地

乙太網資料鏈路層協議分析

首先普及一下什麼是乙太網,乙太網是一種區域網技術。它採用csma cd 帶衝突檢測的載波監聽多路訪問技術。其他區域網,比如令牌環網 f d d i和r s 2 3 2序列線路採用的是不一樣的技術,因此資料鏈路層的協議也不一致。比如ppp和slip就是適用於序列線路的。另外pppoe是在乙太網的基礎上...

資料鏈路層之乙太網協議

在 ip 資料報交付的過程中,在資料鏈路層會對資料報進行新增報頭資訊。乙太網協議就是資料鏈路層的乙個重要協議。這樣說其實不太準確,因為乙太網協議是乙個規定資料鏈路層及物理層的協議,不能說它是資料鏈路層的乙個協議。乙太網幀就是將網路層交付的資料新增報頭資訊後,此時的資料以幀的形式傳遞。乙太網幀的格式如...

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