【笔记】网络原理2 - 互连模型，物理层，数据链路层，网络层及其相关协议

1. 五层模型

• 层层叠加，层层封装
  

2. 数据链路层中的一些概念

• MTU: 最大传输单元，每一种数据链路层协议都规定了最大能传送的帧的数据长度上限，以太网的 MTU 最大为 1500bytes,最小为64bytes。
• 数据链路层会在数据包的左边（帧开始/结束符）右边（帧开始/结束符）都封装一些东西，封装成帧。通过帧开始结束符来判定当前帧从哪开始，从哪结束。为了防止误把数据当作帧的开始/结束符，链路上和开始/结束符同名的数据需要加上转义字符，解析的时候再去掉转义字符。
  
• FCS: 差错检验
  
• CSMA/CD 协议被称为载波侦听多路访问/冲突检测协议。使用CSMA/CD 的网络可以被称为以太网，它传输的是以太网帧。以太网帧的格式有Ethernet V2、IEEE802.3 等。为了正常检测正在发生的帧是否产生了冲突，以太网的帧至少需要 64bytes。交换机组成的网络虽然支持全双工，已不需要 CSMA/CD 协议了，但是传输的帧依旧是以太网帧，所以交换机组成的网络依旧可以称为以太网。
• PPP协议也是数据链路层的，不怎么熟悉，就不写了。
• 64bytes 的最小字节，如果从上层自下层的数据量都还不够，数据链路层会自动补全首部和尾部帧到 64bytes。
• 下图 Ethernet V2 的帧格式,帧只在数据链路层封装
  
• 为什么数据的长度至少是 46 字节？因为[64-(6+6+2+4)]=46bytes
• 如果数据包下发下来总长不够 46bytes 怎么办？如下图“填充”部分：
  
• 物理网卡在接收到一个帧之后，首先会进行差错校验，如通过则接收，若失败则丢弃。
• WireShark 抓到的帧一定没有 FCS,因为它抓到的是差错校验通过的帧，FCS 已经被硬件丢掉了。

3. 网络层中的一些概念

• IP 数据包，网络层数据包，通常称为包（package）
  
• 因为帧不能超过 1500bytes，所以超过 1500bytes 的数据在网络层会被切片（fragments）传输给数据链路层，每一片都有自己的网络层首部。
• 网络层标志字段用来表达切片，片偏移字段是 byte 的倍数。
• 网络层协议字段表达了数据使用的协议是什么，含义如下图：
  
• ARP, IP, ICMP 协议都是直接工作在网络层的协议。如果 wireshark 抓到的协议是 ICMP 协议发送的，那它一定只有三层（比如 ping ）
• 生存时间（Time To Live）：每个路由器在转发之前都会将 TTL 减 1，一旦减到 0 了，路由器就会返回错误而不会转发数据。Windows 系统的默认 TTL 是 128，其他的系统有区别。从 Ping 指令返回的 TTL可以用来推断目标 IP 过了大概经历了多少个路由器，甚至可以推测服务器大概率运行在哪个系统上的。