二、链路层

　　在TCP/IP协议族中，链路层主要有三个目的：

1. 为IP模块发送和接收IP数据报
2. 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答
3. 为RARP发送RARP请求和接收RARP应答

2.1 概念

2.1.1 SLIP

　　SLIP：Serial Line IP，它是一种在串行线路上对IP数据报进行封装的简单形式。适用于RS-232串行端口和高速调制解调器接入Internet。

• SLIP协议定义的帧格式：
  • IP数据报以一个称作 END（0xc0）的特殊字符结束。同时，为了防止数据报到来之前的线路噪声被当成数据报内容，大多数实现在数据报的开始处也传一个 END 字符。
  • 如果IP报文中某个字符为END，那么就要连续传输两个字节 0xdb 和 0xdc 来取代它。0xdb 这个特殊字符称作 SLIP的ESC字符，其值与 ASCII 码的ESC字符（0x1b）不同。
  • 如果IP报文中某个字符为 SLIP 的ESC字符，那么就要连续传输两个字节 0xdb 和 0xdd 来取代它。　　

　　例如：在串行线路上传输的总字节数是原IP报文长度再加4个字节。

• SLIP的缺陷
  • 每一端必须知道对方的IP地址。没有办法把本端的IP地址通知给另一端。
  • 数据帧中没有类型字段（类似于以太网中的类型字段）。如果一条串行线路用于SLIP，那么它不能同时使用其他协议。
  • SLIP没有在数据帧中加上检验位（类似于以太网中的CRC字段）。如果SLIP传输的报文被线路噪声影响而发生错误，只能通过上层协议来发现。　　

2.1.2 PPP：点对点协议

　　PPP，点对点协议修改了SLIP协议中的所有缺陷。主要包括以下三个部分：

1. 在串行链路上封装IP数据报的方法。PPP既支持数据为8位和无奇偶校验的异步模式，还支持面向比特的同步链接。
2. 建立、配置及测试数据链路的链路控制协议（LCP：Link Control Protocol）。它允许通信双方进行协商，以确定不同的选项。
3. 针对不同网络层协议的网络控制协议（NCP：Network Control Protocol）体系。　　

　　PPP数据帧的格式以0x7e为开始和结束标志字符，然后是一个地址字节，始终为 0xff，然后是 0x03的控制字节。之后为协议字段，类似于以太网中类型字段的go功能，值为 0x0021，表示信息字段为一个IP数据报；值为 0xc021，表示信息字段为链路控制数据；值为0x8021，表示信息字段是网络控制数据。

　　CRC字段（或FCS，帧检验序列）是一个循环冗余检验码，以检测数据帧中的错误。

2.2 环回接口

　　Loopback Interface，环回接口，允许运行在同一台主机上的客户程序和服务器程序通过TCP/IP进行通信。A类网络号127就是为环回接口预留的。根据惯例，大多数系统把 IP 地址 127.0.0.1 分配给这个接口，并命名为 localhost。一个环回接口的IP数据报不能在任何网络上出现。

　　环回接口处理IP数据报的过程如下：

• 传给环回地址（一般是127.0.0.1）的任何数据均作为IP输入
• 传给广播地址或多播地址的数据报复制一份传给环回接口，然后送到以太网。这是因为广播传送和多播传送的定义包含主机本身。
• 任何传给该主机IP地址的数据均送到环回接口　　

2.3 MTU

2.3.1 最大传输单元MTU

　　若IP层有一个数据报要传，而且数据长度比链路层的MTU大，那么IP层就需要进行分片（fragmentation），把数据报分成若干片。

2.3.2 路径MTU

　　两台通信主机路径中的最小MTU，称为路径MTU。路径MTU不一定是个常数，取决于当时所选择的路由，且路径MTU在两个方向上不一定是一致的。