[TCP/IP详解：学习笔记]链路层

链路层

从图1中可以看出，在TCP/IP协议簇中，链路层主要有三个目的：

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。

 

 

图1 TCP/IP协议簇中不同层的协议

 

以太网（RFC 894）是当今TCP/IP采用的主要局域网技术，它采用了CSMA/CD的媒体接入方法，即带冲突检测的载波侦听多路接入。IEEE 802（RFC 1042）委员会对其重新定义。两个不同封装的格式如图2所示，图中每个方框下面的数字表示他们的字节长度。两个帧格式都采用48bit（6字节）的目的地址和源地址。

在以太网帧格式中，类型字段之后就是数据；而在802帧格式中，源地址之后紧跟着长度字节，再之后是3字节的802.2 LLC和802.2 SNAP。目的服务访问点（Destination Service Access Point）和源服务访问点（Source Service Access Point）的值都设置为0xAA。Ctrl字段的值设置为3，org code设置为0。再接下来的2个字节类型字段和以太网帧格式相同。

CRC字段用于帧内后续字节差错的循环冗余检验（检验和）。802.3帧中数据部分至少为38字节，而以太网帧中数据部分最少为46字节。若数据部分不足最小要求，则剩余空间插入填充字节（pad）。

 

图2 以太网和IEEE802封装格式

SLIP（Serial Line IP），是一种在串行线路上对IP数据报进行封装的简单格式，在RFC 1055中有详细描述。SLIP适用于家庭中每台计算机都有RS-232串行端口（对当前计算机来说，这个串行端口已不是必须配置）和高速调制解调器接入Internet。SLIP报文的封装如图3所示。

 

图3 SLIP报文的封装

 

       SLIP协议定义的报文：

1. IP数据包以END（0xc0）的特殊字符结束。为了防止数据报到来之前的线路噪声被当做数据内容，在开始处也传一个END字符（如果有线路噪声，那么END字符将结束这份错误报文。这样当当前的报文得以正确地传输，而前一个错误报文交给上层后，会发现其内容毫无意义而丢弃）。
2. IP数据报内的END字符à 0xdb和0xdc。
3. IP数据包内的ESC字符à 0xdb和0xdd。

SLIP的缺陷：

1. 每一端必须知道对方的IP地址。而且没有办法把本端的IP地址通知给另一端；
2. 数据帧中没有类型字段。如果一条串行线路用于SLIP，那么它不能同时使用其他协议。

环回接口，以允许运行在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。A类网络号127就是为环回地址预留的，但是大多数主机默认127.0.0.1作为环回地址，并命名为localhost。

图4是环回接口处理IP数据报的简单过程。

 

图4 环回接口处理IP数据包的过程

 

       图中需指出的关键点：

1. 传给环回地址的任何数据均作为IP输入；
2. 传给广播地址或多播地址的数据报复制一份传给环回地址，然后送给以太网上。这是因为广播传送和多播传送的定义包含主机本身；
3. 任何传给该主机IP地址的数据均送给换回地址。

需注意，送给主机本省IP地址的IP数据报一般不出现在响应的网络上。

       以太网和802.3对数据帧的长度都有一个限制，其最大值分别是1500和1492字节（802.3比以太网少了8字节，是因为将这8字节用于扩展的信息存储）。

　　参考文献：

　　《TCP/IP详解：卷1 协议》