网络层协议和数据链路层协议

article/2025/11/1 10:27:06

1. IP 协议

IP指网际互连协议,Internet Protocol的缩写,是TCP/IP体系中的网络层协议。IP位于TCP/IP模型的网络层(相当于OSI模型的网络层),它可以向传输层提供各种协议的信息,例如TCP、UDP等;对下可将IP信息包放到链路层,通过以太网、令牌环网络等各种技术来传送。

协议首部格式

4位版本号:指定 IP 协议的版本,IPV4 就是4,IPV6 就是6.
4位首部长度:IP 首部的长度是 n 个32 bit,也就是 length * 4 的字节数。
8位区分服务:4位 TOS 字段和1位保留字段(必须置零)。4位 TOS 字段分别是:最小延时,最大吞吐量,最高可靠性,最小成本。这四者相互冲突只能选择一个。
16位总长度:IP 数据报整体占多少个字节。
16位标识:唯一的标识主机发送的报文。
3位标志字段:第一位保留;第二位置为1表示禁止分片;第三位表示“更多分片”,如果分片了的话,最后一个分片置为1,其他是0.类似于一个结束标记。
13位片偏移:是分片相对于原始 IP 报文开始处的偏移。其实就是在表示当前分片在原报文中处在哪个位置。实际偏移的字节数是这个值乘以8得到的,因此除了最后一个报文之外,其他报文长度必须是8的倍数。
8位生存时间:数据报到达目的地的最大报文跳数,一般是64.这个字段主要是用来防止出现路由循环。
8位协议:表示上层协议的类型。
16位首部校验和:使用 CRC 进行检验,来鉴别首部是否损坏。
32位源地址和目标地址:表示发送端和接收端。

2. 数据链路层协议

2.1 以太网

“以太网”不是一种具体的网络,而是一种技术标准。它既包含了数据链路层的内容,也包含了一些物理层的内容。以太网是当前应用最广泛的局域网技术,和以太网并列的技术还有令牌环网,无线LAN等。

2.2 以太网帧

以太网的帧格式:
在这里插入图片描述
目的地址和源地址是指网卡的硬件地址,帧协议类型字段有三种分别对应:IP , ARP, RARP. 帧末尾是 CRC 校验码。

2.3 MTU

MTU 相当于发快递是对包裹尺寸的限制,这个限制是不同的数据链路对应的物理层产生的限制。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。不同的数据链路层标准的 MTU 是不同的。
使用:以太网帧的数据长度规定最小是46字节,最大是1500字节,如果 ARP 数据包的长度不够46字节,就要在后面补填充位;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,则需要对数据包进行分片。


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