TCP/IP協議之鏈路層

1. 功能
   鏈路層主要有三個目的：
   a) 爲IP模塊發送和接收IP數據報
   b) 爲ARP模塊發送ARP請求和接收ARP應答
   c) 爲RARP模塊發送RARP請求和接收RARP應答
2. 以太網和IEEE802封裝
   以太網：爲當今TCP/IP採用的主要的局域網技術。它採用一種稱爲CSMA/CD的媒體接入方法，意思是帶衝突檢測的載波偵聽多路接入。速率爲10Mb/s，地址爲48bit。
   以太網IP數據報的封裝是在RFC894中定義的，IEEE802網絡的IP、數據報封裝是在1042中定義。因此主機需求RFC要求每臺Internet主機都與一個10Mb/s的以太網電纜相連接：
   a) 必須能發送和接收採用RFC894的封裝格式的分組。
   b) 必須能夠接收與RFC894混合的RFC1042封裝格式的分組。
   c) 也許能夠發送採用RFC1042格式封裝的分組。如果主機能夠同時發送兩種類型的分組數據，那麼發送的分組必須是可以設置的，而且默認條件下必須是RFC894分組。
   
   802定義的有效值長度與以太網定義的有效類型值五一相同，這樣，就可以對兩種幀格式進行區分。CRC字段用於幀內後續字節差錯的循環冗餘檢驗。802.3標準定義的幀和以太網定義的幀都有最小長度要求，802.3規定數據部分必須至少38字節，對於以太網，要求最少46字節。
3. 尾部封裝
   尾部封裝是一個早期的BSD系統在DEC VAX機上運行時的試驗格式，它通過調整IP數據報中字段的次序來提高性能。在以太網數據幀中，開始的那部分是變長的字段（IP首部和TCP首部）。把它們移到尾部（CRC之前），這樣當把數據複製到內核是，就可以把數據幀中的數據部分映射到一個硬件頁面，節省內存到內存的複製過程。
4. SLIP：串行線路IP
   SLIP適用於家庭中每臺計算機幾乎都有的RS-232串行端口和高速調製器接入Internet。SLIP協議定義的幀格式規則：
   a) IP數據報以一個END的特殊字符結束。如果有線路噪聲，那麼END字符將結束這份錯誤的報文。
   b) 如果IP數據報中某個字符爲END，那麼就要連續傳輸兩個字節0xdb和0xdc來取代它。0xdb這個特殊字符被陳祚SLIP的ESC字符。
   c) 如果IP數據報中某個字符爲ESC，那麼就要連續傳輸兩個字節0xdb和0xdd來取代它。
   SLIP缺陷：
   a) 每一端都必須知道對方的IP地址。沒有辦法將本段的IP地址通知給另一端。
   b) 數據幀中沒有類型字段。如果一條串行線路用於SLIP，那麼它不能同時使用其他協議。
   c) 沒有在數據幀中加入檢驗和類似於以太網中的CRC字段。
5. 壓縮的SLIP：CSLIP
   壓縮首部，縮短交互響應時間。
6. PPP：點對點協議
   PPP，點對點協議修改了SLIP協議中的所有缺陷，PPP包括以下三個部分：
   a) 在串行鏈路上封裝IP數據報的方法。PPP既支持數據爲8位和無奇偶檢驗的異步模式，還支持面向比特的同步鏈接。
   b) 建立、配置及測試數據鏈路的鏈路控制協議。允許雙方進行協商，以確定不同的選項。
   c) 針對不同網絡層協議的網絡控制協議體系。
   
   每一幀都已標誌字符0x7e開始和結束，然後是一個地址字符，值始終都是0xff，然後是值爲0x03的控制字節。接下來是協議字段，類似於以太網中類型字段的功能。當它的值爲0x0021時，表示信息字段是一個IP數據報；值爲0xc021時，表示信息字段時鏈路控制數據，值爲0x8021時，表示信息字段是網絡控制字段。
   PPP比SLIP具有以下優點：
   a) PPP支持在單根串行線路上運行多種協議，不只是IP協議。
   b) 每一幀都有循環冗餘檢驗。
   c) 通信雙方可以進行IP地址的動態協商。
   d) 對TCP和IP報文首部進行壓縮。
   e) 鏈路控制協議可以對多個數據鏈路選項進行設置。
7. 環回接口
   環回接口：運行在同一臺主機上的客戶程序和服務器成都通過支持TCP/IP繼續通信。127.0.0.1，命名localhost，此IP分配給這個接口。一個環回接口的數據報不能出現在任何網絡上。