1. 对比 数据链路层和网络层
- 传输层：解决传输相关问题，提升可靠性
- 网络层：目的IP表明要通信的最终目的地，解决的是长距离传输，路径选择问题
- 数据链路层：解决各个子网之间各个主机怎么通信问题
2. 以太网
2.1 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
2.2 MAC地址
- MAC 地址用来识别数据链路层中相连的节点
- 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)
2.3 理解MAC地址和IP地址
- IP地址：路途中总起点和终点
- MAC地址：路途中每一个区间的起点和终点
2.4 MTU对UDP和TCP协议的影响
MTU（链路层最大传输单元）
UDP：
- 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
TCP：
- TCP 的一个数据报也不能无限大，MSS 受 MTU 约束。TCP 的单个数据报的最大消息长度，称为 MSS (TCP 最大分段大小，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
MSS和MTU的关系：
- MSS = MTU - IP 首部 (20 字节) - TCP 首部 (20 字节)
- 以太网标准：MSS=1460 字节
2.5 ARP协议
ARP 不是一个单纯的数据链路层的协议，而是一个介于数据链路层和网络层之间的协议1）
1）作用
- ARP 协议建立了主机 IP 地址和 MAC 地址的映射关系
- 数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的，如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符，则直接丢弃；
- 因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址
2）ARP协议的工作流程
- 源主机发出 ARP 请求，询问 "IP 地址是 192.168.0.1 的主机的硬件地址是多少"，并将这个请求广播到本地网段（以太网帧首部的硬件地址填 FF:FF:FF:FF:FF:FF 表示广播）
- 目的主机接收到广播的 ARP 请求，发现其中的 IP 地址与本机相符，则发送一个 ARP 应答数据包给源主机，将自己的硬件地址填写在应答包中
- 每台主机都维护一个 ARP 缓存表，可以用 arp -a 命令查看。缓存表中的表项有过期时间（一般为 20 分钟），如果 20 分钟内没有再次使用某个表项，则该表项失效，下次还要发 ARP 请求来获得目的主机的硬件地址
3）ARP数据报的格式
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
4）ARP欺骗原理
步骤一
步骤二
步骤三