数据链路层相关知识

1.1 以太网(横跨数据链路层和物理层)

  数据帧格式

  数据链路层,引入另外一套地址体系,称为“mac地址” / 物理地址。(mac地址和IP地址是独立的俩套地址体系) 

1.2 mac

MAC 地址,即 Media Access Control Address ,用于标识网络设备的硬件物理地址。
   1.主机具有一个或多个网卡,路由器具有两个或两个以上网卡;其中每个网卡都有唯一的一个 MAC 地址。
   2.网络通信,即网络数据传输,本质上是网络硬件设备,将数据发送到网卡上,或从网卡接收数据。
   3.硬件层面,只能基于 MAC 地址识别网络设备的网络物理地址。
   4.MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
   5.长度为48位,及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)
   6.在网卡出厂时就确定了,不能修改。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。

 

对于网络数据传输,不是想象中那样,数据直接从源主机到达目的主机,而是类似在地图中,从 A B 的过程:
  唐僧去西天取经,行程为长安、五指山、黑风山、女儿国……大雷音寺。
  IP地址描述的是路途总体的起点和终点:
  源IP就是整个行程的起点:长安;
  目的IP对应为整个行程的终点:大雷音寺
而行进也必须一个地点一个地点的前进,由MAC地址来描述路途上每一个区间的起点和终点:
  从长安到五指山,为一跳的区间,源MAC为长安,目的MAC为五指山;
  从五指山到黑风山,为下一跳的区间,源MAC为五指山,目的MAC为黑风山。

IP和mac的总结 

  IP地址描述的是路途总体的起点和终点;是给人使用的网络逻辑地址。MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点,即每一跳的起点和终点;是给网络硬件设备使用的网络物理地址。

 2. ARP协议

  虽然我们在这里介绍ARP协议,但是需要强调,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;

  ARP作用:ARP协议建立了主机 IP地址 和 MAC地址 的映射关系。

  在网络通讯时,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硬件地址;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;   

  工作流程: 

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