【网络协议笔记】第二层:数据链路层(Data Link)简介
数据链路层(Data Link)是网络协议中的第二层。
链路: 从1个节点到相邻节点的一段物理线路(有线或无线)，中间没有其他交换节点。
数据链路: 在一条链路上传输数据时，需要有对应的通信协议来控制数据的传输。
不同类型的数据链路，所用的通信协议可能是不同的。
广播信道: CSMA/CD协议（比如同轴电缆、集线器等组成的网络）
点对点信道: PPP协议（比如2个路由器之间的信道）
数据链路层的3个基本问题：
1.封装成帧; 2.透明传输; 3.差错检验
1.封装成帧
**帧(Frame)**的数据部分就是网络层传递下来的数据包（IP数据包，Packet）
最大传输单元MTU（Maximum Transfer Unit）
每一种数据链路层协议都规定了所能够传送的帧的数据长度上限
以太网的MTU为1500个字节
2.透明传输
数据部分一旦出现了SOH、EOT，就需要进行转义。
由于在接收端在接收的时候把转义符还原了，感受不到数据的变化，所以是透明传输。
3.差错检验
数据链路层首部是帧首部的一部分
FCS是帧尾部的一部分，FCS是根据数据部分+数据链路层首部计算得出
接收端接收到信息后会计算出FCS并进行比较，如果发现不一致，网卡就会把这条信息丢弃（抓包工具也抓不到）
数据经过不同的数据链路层，对应的层会把之前的帧开始和结束符替换为自己的协议帧。
4.CSMA/CD协议
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio），
载波侦听多路访问/冲突检测（主要是为了支持单工通信和半双工通信）。
使用了CSMA/CD的网络可以称为是以太网（Ethernet），它传输的是以太网帧。
以太网帧的格式有：Ethernet V2标准、IEEE的802.3标准
现在使用最多的是：Ethernet V2标准
为了能够检测正在发送的帧是否产生了冲突，以太网的帧至少要64字节。
用交换机组件的网络，已经支持全双工通信，不需要再使用CSMA/CD，但它传输的帧依然是以太网帧。
所以，用交换机组建的网络，依然可以叫做以太网。
5.Ethernet V2帧的格式
首部：目标MAC地址 + 源MAC地址 + 网络类型（IPV4/IPV6）
以太网帧：首部 + 数据 + FCS
以太网帧的数据长度：46 ~ 1500字节
以太网帧的长度：64 ~ 1518字节（源MAC + 目标MAC + 网络类型 + 数据 + FCS）
当数据部分（从网络层传入的数据）的长度小于46字节时(总长度不足64字节)，
数据链路层会在数据的后面加入一些字节填充，接收端会将添加的字节去掉。
6.PPP协议（Point to Point Protocol）
Frame(F): PPP协议是有帧开始和结束符的，0x7E
Address(A): 图中的值是0xFF，形同虚设，点到点信道不需要源MAC、目标MAC地址
Control(C): 图中的值是0x03，目前没有什么作用
Protocol(协议): 内部用到的协议类型（PPP协议的子分支协议）
虽然PPP帧和以太网帧的协议不一样，但是网络层的数据是一样的，仅仅是帧的首部和尾部发生了变化。
路由器和路由器直连时是PPP帧，如果在两个路由器之间加一个交换机，就不是PPP帧了，而是以太网帧。
因为路由器之间是点对点，不需要知道对方的MAC地址，但是以太网帧是广播信道，每一台设备必须确认自己是否是接收方。
PPP协议也是需要进行字节填充的：
图片备用地址
将0x7E替换成0x7D5E
将0x7D替换成0x7D5D
7.网卡
网卡接收到一个帧，首先会进行差错校验，如果校验通过则接收，否则丢弃。
Wireshark抓到的帧是没有FCS，因为它抓到的是差错校验通过的帧，帧尾的FCS会被硬件去掉，所以抓不到差错校验失败的帧。
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