第2章 链路层

2.1 引言

　　1.链路层有三个目的：

　　　　A. 为IP模块发送和接收数据报。

　　　　B. 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP答应。

　　　　C. 为RARP发送RARP请求和RARP答应。

　　TCP/IP支持多种不同的链路层协议，这取决于网络所使用的硬件（如以太网、令牌环网、FDDI（光线分布式数据接口）及RS-232串行线路等）。

　　两个串行接口链路层协议（SLIP和PPP），以及大多数实现都包含的环回（loopback）驱动程序。（以太网和SLIP是本书中大多数例子使用的链路层。对MTU（最大传输单元）进行了介绍，这个概念在本书的后面章节中将多次遇到。我们还讨论了如何串行线路选择MTU。）

 

2.2 以太网和IEEE 802封装

　　以太网这个术语一般是指数字设备公司（Digital Equipment Corp.）、因特尔公司（Intel Corp.）和Xerox公司在1982年联合公布的一个标准。它是当今TCP/IP采用的主要局域网技术。它采用一种称作CSMA/CD的媒体接入方法，其意思是：带冲突检测的载波侦听多路接入（Carrier Sense,Multiple Access with Collision Detection）。它的速率为10Mb/s，地址为48bit。

　　几年后，IEEE（电子电气工程师协会）802委员会公布了一个稍有不同的标准集。其中，

　　　　⑴ 802.3针对整个CSMA/CD网络，

　　　　⑵ 802.4针对令牌总线网络，

　　　　⑶ 802.5针对令牌环网络。

　　这三者的共同特性由802.2标准来定义，那就是802网络共有的逻辑链路控制（LLC）。

　　不幸的是，802.2和802.3定义了一个与以太网不同的帧格式。（文献【Stallings 1987】对所有的IEEE 802标准进行了详细的介绍。）

　　在TCP/IP世界中，

　　　　⑴ 以太网IP数据报的封装是在RFC 894[Hornig 1984]中定义的。

　　　　⑵ IEEE 802网络的IP数据报封装是在RFC 1042[Postel and Reynolds 1988]中定义的。

　　主机需求RFC要求每台Internet主机都与一个10Mb/s的以太网电缆相连接：

　　　　① 必须能发送和接收采用RFC 894（以太网）封装格式的分组。

　　　　② 应该能接收与RFC 894混合的RFC 1042（IEEE 802）封装格式的分组。

　　　　③ 也许能够发送采用RFC 1042格式封装的分组。如果主机能同时发送两种类型的分组数据，那么发送的分组必须是可以设置的，而且默认条件下必须　　　　是RFC 894分组。

 　　最常使用的封装格式是RFC 894定义的格式。

　　下图显示了两种不同形式的封装格式，图中每个方框下面的数字是它们的字节长度。

　　两种帧格式都采用48bit（6字节）的目的地址和源地址（802.3允许使用16bit的地址，但一般是48bit地址）。这就是我们在本书中所称的硬件地址。ARP和RARP协议对32bit的IP地址和48bit的硬件地址进行映射。

　　接下来的两个字节在两种帧格式中互不相同。幸运的是，802定义的有效长度值与以太网的有效类型值无一相同，这样，就可以对两种帧格式进行区分。

　　　　⑴ 在802标准定义的帧格式中，长度字段是指它后续数据的字节长度，但不包括CRC检验码。

　　　　⑵ 以太网的类型字段定义了后续数据的类型。（802标准定义的帧格式中，类型字段则由后续的子网接入协议（Sub-network Access Protocol,SNAP）的首部给出）

　　在以太网帧格式中，类型字段之后就是数据；而在802帧格式中，跟随后面的是3字节的802.2 LLC和5字节的802.2 SNAP。目的服务访问点（Destination Service Access Point,DSAP）和源服务访问点（Source Service Access Point,SSAP）的值都设为0xaa。Ctrl字段的值设为3。随后的3个字节org code都置为0.在接下来2个字节类型字段和以太网帧格式一样（其他类型字段值可以参见RFC 1340 [Reynolds and Postel 1992]）。