数据链路层（以太网简介）

一.以太网数据帧结构：

        目的地址，源地址，类型这三个被称为帧头，数据则被称为载荷，CRC则被称为帧尾（校验和）

二.数据帧结构分析

1.目的地址和源地址

 i.地址解释

        这两个地址指的是mac地址，而不是IP地址。二者的区别在于：mac地址是使用6个字节表示的，而IP地址是使用4个字节表示的，空间范围比IP地址大了6倍多。

        mac地址当前仍然可以给每个设备分配唯一一个mac地址，一般一个网卡，在出厂的时候，mac地址就被分配好了，就写死了。

        mac地址，也可以作为设备的身份标识。

ii.地址的使用和表示区别

        mac地址使用在数据链路层，用来表示两个相邻设备之间的数据转发，IP地址使用在网络层，表示整个转发流程，进行路径的规划。

举个例子：

（1）.从四川 => 吉林省的白城市安广镇，第一步需要规划路径（网络层）

第一种方案：四川-> 北京 -> 长春 -> 白城 -> 安广；

第二种方案：四川-> 北京 -> 沈阳 -> 白城 -> 安广；

第三种方案：四川 -> 长春 -> 白城 -> 安广；

等等......

（2）.选择第一种方案并且执行第二步来解释其中的过程原理

实施方案：

四川 -> 北京时：源IP：四川 目的IP：安广，源mac：四川，目的mac：北京，坐飞机；

北京 -> 长春时：源IP：四川 目的IP：安广，源mac：北京，目的mac：长春，坐高铁；

长春 -> 白城：源IP：四川 目的IP：安广，源mac：长春，目的mac：白城，坐大巴；

白城 ->安广时：源IP：四川 目的IP：安广，源mac：白城，目的mac：安广，坐出租车。

        则达到目的地，这里的过程中不考虑NAT机制，由此也说明了，以太网数据帧里面的mac地址，随着转发的过程，时刻发生改变，每经过一个交换机/路由器都会产生上述的变化。

2.类型

        描述了载荷中数据的类型，其中类型的数据是16进制，ARP和RARP是不传输业务的数据，只给转发功能提供辅助的措施。

i.ARP数据包 

         ARP数据报/ARP协议，可以认为是让当前设备获取到周围设备IP地址和mac地址之间的映射关系。

        IP协议在路由转发的过程时，在这个过程中都是拿着IP地址来进行查路由表的，由此得到的是网络接口（抽象概念），具体的说就是传输给哪个mac地址的设备，这个环节中就涉及到了IP地址转换成mac地址的过程。

        ARP协议就是用来建立上述的映射关系，当前设备接入网络的时候，就会往广播地址发ARP报文，收到ARP请求的设备就会返回ARP响应，响应就会告知自己的IP和mac地址。

3.载荷

        载荷上面数据表示的1500个字节的意思是 ：数据链路层数据帧的最大载荷长度为1500字节，相当于 1.5kb，这个数字就被称为MTU。

        MTU和硬件直接相关，不同的硬件设备，对应到了不同的数据链路层协议，对应到了不同的MTU。

        以太网非常的短，并且1.5也非常的小，毕竟TCP/UDP至少都是64kb，此处的MTU的限制，就会对上层协议产生直接的影响，也就是IP协议。

        虽然IP协议能够拆包组包，但实际上，IP协议更多的是应对MTU的限制，当一个IP数据报，达到了1500以上的时候，就会自动拆包了。