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一、以太网
- "以太网"不是一种具体的网络，而是一种技术标准；既包含了数据链路层的内容，也包含了一些物理层的内容，例如：规定了网络拓扑结构、访问控制方式、传输速率等；
- 例如以太网中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等。
二、以太网帧格式
- 源地址和目的地址是指网卡的硬件地址（也叫MAC地址），
- 长度是48位，是在网卡出厂时固化的；帧协议类型字段有三种值，分别对应IP、ARP、RARP；
- 帧末尾是CRC校验码。
mac帧如何做到解包
固定长度18
如何分用
报头属性有：帧类型
三、认识MAC地址
- 认识MAC地址 MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点；
- 长度为48位，即6个字节，一般用16进制数字加上冒号的形式来表示（例如：08:00:27:03:fb:19）；
- 在网卡出厂时就确定了，不能修改，MAC地址通常是唯一的（虚拟机中的MAC地址不是真实的MAC地址，可能会冲突；也有些网卡支持用户配置MAC地址）。
四、认识MTU
如果mac数据帧很长碰撞的概率会增加，如果mac数据帧很短效率很低下，所以它的范围在46~1500字节
- 以太网帧中的数据长度规定最小46字节，最大1500字节，ARP数据包的长度不够46字节，要在后面补填充位；
- 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；
- 如果一个数据包从以太网路由到拨号链路上，数据包长度大于拨号链路的MTU了，则需要对数据包进行分片(fragmentation)；
- 不同的数据链路层标准的MTU是不同的；
五、MTU对IP协议的影响
- 由于数据链路层MTU的限制，对于较大的IP数据包要进行分包。
- 将较大的IP包分成多个小包，并给每个小包打上标签；
- 每个小包IP协议头的16位标识(id)都是相同的；
- 每个小包的IP协议头的3位标志字段中，第2位置为0，表示允许分片，3位来表示结束标记（当前是否是最后一个小包，是的话置为1，否则置为0）；
- 到达对端时再将这些小包，会按顺序重组，拼装到一起返回给传输层；
- 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；
六、MTU对UDP协议的影响
让我们回顾一下UDP协议:
- 一旦UDP携带的数据超过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, 都会引起接收端网络层重组失败. 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.
让我们再回顾一下TCP协议:
- 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(kind=2);
七、如何实现信息传递
如上图
如果我们想要将信息从B主机传递到C主机，我们首先通过查找每个节点的IP表知晓将信息发送给路由器F，封装mac帧（如下图）
主机会将mac帧发送到当前局域网，所有主机都能收到，所有的主机都会提取mac帧的报文发现目的mac不是自己之后会丢弃
一个局域网的主机太多该如何解决
交换机
交换机首先会进行洪泛，即我们将它当成一个网线，主机之间进行互发消息的时候它会记录下主机相对于它 自己的方位（这里假设它只有两个方向左右）
完成洪泛之后我们可以将他当成一个门，例我们要将信息从主机A发送给主机B交换机检测两个主机属于一边，信息就不会发送到它的另一边，如果主机A发送到主机E正常发送，这样发送机就做到了划分碰撞域，减少局域网中，特定区域的报文量
如何的得知mac地址
arp协议
arp相当于mac帧一小层，属于链路层
提供IP和Mac的映射关系
原理
向目的IP的主机发送请求，得到主机的应答
ARP数据报格式
注意到源MAC地址、目的MAC地址在以太网首部和ARP请求中各出现一次，对于链路层为以太网的情况是多余的，但如果链路层是其它类型的网络则有可能是必要的。
- 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。
- 请求的时候不知道Mac地址写全F,表示广播地址
请求过程
例如：我们想要将信息从主机A到主机E,主机A要进行一次ARP请求，然后向下封装MAC帧,在发送到广域网，所有的主机都会接收到提取mac发现目的mac是广播地址向上交付给ARP从左到右读取ARP地址发现是请求再往后读取目的IP地址如果不符合直接丢弃，符合应答报文
应答报文如下向下封装mac帧，发送到局域网，该局域网的主机都提取报文在mac帧分离如果发现目标主机不是自己丢弃
ARP缓存表
实际不是每次要获取对方的MAC地址时都需要发起ARP请求，每次发起ARP请求后都会建立对应主机IP地址和MAC地址的映射关系，每台主机都维护了一个ARP缓存表，我们可以用arp -a命令进行查看。
需要注意的是，缓存表中的表项有过期时间，这个时间一般为20分钟，如果20分钟内没有再次使用某个表项，那么该表项就会失效，下次使用时就需要重新发起ARP请求来获得目的主机的硬件地址。