以太网
以太网不是一种具体的网络，而是一种技术标准；包含了数据链路层的内容，也包含了一些物理层的内容，如：规定了网络拓扑结构，访问控制方式，传输速率等
以太网汇总的网线必须使用双绞线；传输速率有10M，100M，1000M等；
以太网是当前应用最广泛的局域网技术；和以太网并列的还有令牌环网，无线lAN。
以太网帧格式
- 源地址和目的地址是指网卡的硬件地址（MAC地址），长度是48位，是在网卡出厂的时候固化的
- 帧协议类型子算有三种值，IP，ARP，RARP
- 帧末尾是CRC校验码
认识MAC地址
- MAC地址是用来识别数据链路层中相连的节点
- 长度为40位（6字节），一般有16进制数字+冒号的形式来表示（08:00:27:03:fb:19）
- MAC地址在网卡出厂的时候就确定了，不能修改。MAC地址通常是唯一的
对比MAC地址和IP地址
- MAC地址是数据链路层的物理地址，全球唯一，主要负责局域网内的设备标识和数据帧的转发。比如交换机通过MAC地址把数据精准的传给局域网内的目标设备。
- IP地址是网络层的逻辑地址，可以动态分配，主要负责跨网络的逻辑寻址和路由转发，比如路由器依靠IP地址将数据从一个网络转发到另一个网络，试下广域网通信
- IP地址决定数据要去哪个网络，MAC地址决定数据到了目的网络之后要去找哪个设备
认识MTU
MTU相当于发快递的时候对包裹尺寸的限制，这个限制是不同的数据链路层对应的物理层，产生的影响。
以太网帧中的数据长度规定大于46，小于1500.ARP数据包的长度不够46字节，需要在后面填充位。
- 最大值1500称为以太网的最大传输单元（MTU），不同的网络类型有不同的MTU
- 数据包长度大于MTU了,则需要对数据包进行分片
MTU对IP协议的影响
由于数据链路层MTU的影响，对于较大的IP数据报要进行分包
- 将较大的IP包分为多个小包，并给每个小包打上标签
- 每个小包协议头的16位标识都是相同的
- 每个小包的IP协议的三个标志位中，第二个标志位为0，表示允许分片，第三个标志位表示是否是结束标记（1表示是最后一个包，0表示后面还有包）
- 到达对端之后，按照顺序充足，拼接一起给传输层
- 一旦这些小包中任意一个小包丢失, 接收端的重组就会失败. 但是IP 层不会负责重新传输数据（由传输层的TCP负责超时重传）
MTU对UDP协议影响
- 一旦UDP携带的数据超过了1472（1500-20（IP首部）-8（UDP首部）），那么就会在网络层分成多个IP数据报
- 这多个IP数据报有任意一个丢失，都会引起接受端网络层拼接失败，那么这就意味着, 如果UDP 数据报在网络层被分片, 整个数据被丢失的概率就大大增加了
MTU对TCP协议的影响
- TCP 的一个数据报也不能无限大, 还是受制于MTU. TCP 的单个数据报的最大消息长度, 称为MSS(Max Segment Size);
- TCP在建立连接（三次握手）的过程中，通信双方会进行MSS协商
- 最理想的情况下, MSS 的值正好是在IP 不会被分片处理的最大长度(这个长度仍然是受制于数据链路层的MTU).
- 双方在发送SYN 的时候会在TCP 头部写入自己能支持的MSS值
- 然后双方得知对方的MSS 值之后, 选择较小的作为最终MSS
- MSS 的值就是在TCP 首部的40 字节变长选项中
ARP协议
ARP协议是一个介于数据链路层和网络层之间的协议
ARP协议的作用
ARP协议建立了主机IP地址和MAC地址之间的映射关系
- 在网络通讯中，源主机的应用程序知道目的主机的IP地址和端口号，却不知道目的主机的物理地址
- 数据报首先被网卡接受在去处理上层协议。如果接受到的数据包和硬件地址与本机不符就直接丢弃
- 因此通讯前必须获取目的主机的物理地址
ARP协议的工作流程
- 当发送方需要向目标方发送数据的时候，发送方先检查自己的ARP缓存中是否已经目标IP地址对应的MAC地址。如果有，直接根据MAC地址发送就行了；如果没有，发送方会向这个局域网中发送一个ARP请求的广播报文，整个局域网中的所有主机都会收到这个报文，这个ARP请求中包含了发送方的IP地址，MAC地址，目的方的IP地址。
- 其他主机收到ARP请求，把ARP请求解包，如果发现其请求的IP不是自己的，不影响；如果发现请求的IP是自己的，那么就会发送一个ARP响应报文，告知发送方自己的MAC地址。这样发送方就知道了目的方的MAC地址，就可以发送了
- 主机A收到ARP应答之后，在数据链路层解包，获取目标主机的mac地址。然后更新自己的ARP缓存，说白了就是存下一个目标IP和mac地址的映射，下一次要找主机B的mac地址就直接往这里面拿就行了。
ARP数据报的格式
- 硬件类型指链路层网络类型,1 为以太网;
- 协议类型指要转换的地址类型,0x0800 为 IP 地址;
- 硬件地址长度对于以太网地址为 6 字节;
- 协议地址长度对于和 IP 地址为 4 字节;
- op 字段为 1 表示 ARP 请求,op 字段为 2 表示 ARP 应答