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TCP-IP詳解卷1:協議 學習筆記(2) 鏈路層

參考:TCP-IP詳解卷1:協議

鏈路層的三個主要目的:

(1)為IP模組傳送和接收IP資料報

(2)為ARP模組傳送ARP請求和接收ARP應答

(3)為RARP傳送RARP請求和接收RARP應答。

乙太網一般是指Digital Equipment Crop.、Intel Crop.和Xerox公司在1982年聯合公佈的一個標準。是當今TCP/IP採用的主要的區域網技術。採用一種稱作CSMA/CD的媒體接入方法,其意思是帶衝突檢測的載波偵聽多路接入(Carrier Sense,Multiple Access with Collision Detection)。它的速率為10Mb/s,地址為48bit。

IEEE 802 委員會公佈了一個稍有不同的標準集,其中802.3針對整個CSMA/CD網路,802.4針對令牌匯流排網路,802.5針對令牌環網路。這三者的共同特性由802.2標準來定義,那就是802網路共有的邏輯鏈路控制(LLC)。802.2和802.3定義了一個與乙太網不同的幀格式。

在TCP/IP中,乙太網資料報的封裝是在RFC 894中定義的,IEEE 802網路的IP資料報封裝是在RFC1042中定義的,主機要求每臺Internet主機都與一個10Mb/s的乙太網電纜相連線:

(1)必須能傳送和接收採用RFC 894(乙太網)封裝格式的分組。

(2)應該能接收與RFC894混合的RFC1042封裝格式的分組

(3)也許能傳送採用RFC1042格式封裝的分組。如果主機能夠傳送兩種型別的分組資料,那麼傳送的分組必須是可以設定的,而且預設條件下必須是RFC894分組。

兩種格式都採用48bit(6位元組)的目的地址和源地址(802.3允許使用16bit的地址,但一般是48bit)。這就是常說的硬體地址。ARP協議盒RARP協議對32bit的IP地址和48bit的硬體地址進行對映。

之後的兩個位元組在兩種幀格式中互不相同,在802標準定義的幀格式中,長度欄位是指它後續的位元組長度,但不包括CRC檢驗碼。乙太網的型別欄位定義了後續資料的型別。乙太網的型別欄位定義了後續資料的型別。在802標準定義的幀格式中,型別欄位由後續的子網接入協議的首部給很粗。但是802定義的有效長度值和乙太網的有效型別值無一相同,這樣就可以對兩種幀格式進行區分。

乙太網幀格式中,型別欄位之後就是資料,在802格式中,跟隨在其後的是3位元組的802.2 LLC和5位元組的802.2 SNAP。目的服務訪問點(Destination Service Access Point, DSAP)和源服務訪問點(Source Service Access Point,SSAP)的值都設為0xaa。Ctrl的值設為3,隨後的3個位元組org code都設定為0.在接下來的2個位元組型別欄位和乙太網幀格式一樣。

CRC欄位用於幀內後續位元組差錯的迴圈冗餘檢驗碼(檢驗和)(也被成為FCS或者幀檢驗序列)。

802.3標準定義的幀規定資料部分必須至少為38位元組,而對於乙太網,則最少要有46位元組。為了保證這一點,必須在不足的空間插入田中位元組。

SLIP:序列線路IP

SLIP的全稱是Serial Line IP,是一種在序列線路上對IP資料報進行封裝的簡單形式,適用於家庭中每臺計算機幾乎都有的RS-232串列埠和告訴調變解調器接入Internet。

壓縮的SLIP

通訊經常是互動式的,在SLIP上有許多小的TCP分組進行交換。為了傳送一個位元組的資料需要20個位元組的IP首部和20個位元組的TCP首部,總數超過40個位元組。CSLIP(壓縮SLIP),把40個位元組壓縮到3或5個位元組,能在CSLIP的每一端維持多達16個TCP連結,並且知道其中每個連結的首部某些欄位一般不會發生變化。對於那些發生變化的欄位,大多數只是一些小的數字和改變。可以大大縮短互動響應時間。

PPP 點對點協議

PPP點對點協議修改了SLIP協議中的所有缺陷。

PPP比SLIP具有以下優點:

(1)PPP支援在單根序列線路上執行多種協議,不只是IP協議

(2)每一幀都有迴圈冗餘檢驗

(3)通訊雙方可以進行IP地址的動態協商(使用IP網路控制協議)

(4)與CSLIP類似,對TCP和IP報文首部進行壓縮

(5)鏈路控制協議可以對多個數據鏈路選項進行設定。

為這些有點付出的帶價是在每一幀的首部增加三個位元組,當建立鏈路時要傳送幾幀協商資料,以及更為複雜的實現

環回介面

大多數的產品都支援環回介面,以允許執行在同一臺主機上的客戶程式和伺服器程度通過TCP/IP進行通訊。A類網路號127就是為環回介面預留的。

一旦傳輸層檢測到目的端的地址時環回地址時,應該可以省略部分傳輸層和所有網路層的邏輯操作。但是大多數的產品還是照樣完成傳輸層和網路層的所有過程,只是當IP資料報離開網路層時把它返回給自己。

最大傳輸單元

乙太網和802.3對資料幀的長度都有一個限制,其最大值分別是1500和1492位元組,鏈路層的這個特性稱作MTU,最大傳輸單元。不同型別的網路大多數都有一個上限。