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以太网协议
什么是以太网？
以太网的帧格式
什么是MAC地址？
MAC地址和IP地址的对比？
MTU（最大传输单元）限制
什么是MTU限制？
MTU对IP协议有什么影响？
MTU对UDP协议有什么影响？
MTU对TCP协议有什么影响？
ARP协议
什么是ARP协议？
ARP协议的作用是什么？
ARP协议的工作流程
以太网协议
什么是以太网？
“以太网”是一种技术标准，其中既包含了数据链路层的内容，也包含了物理层的内容。
以太网是当前应用最广泛的局域网技术。
除以太网之外，还有令牌环网、无线LAN等和以太网并列。
以太网的帧格式
以太网数据帧长度最小为46字节，最大为1500字节。
源地址和目的地址：是指网卡的硬件地址，也称为MAC地址。
帧协议类型，有三种值：
0800，对应IP协议
0806，对应ARP协议
8035，对应PARP协议
CRC检验码：位于数据帧的末尾，用于校验报头正确性。
什么是MAC地址？
MAC地址用于识别数据链路层中相连的节点。
MAC地址长度为48位（6个字节），通常使用16进制数字加上冒号表示。如：01:AB:23:CD:45:EF
MAC地址在出厂时就固定了，不能修改，通常是唯一的（虚拟机除外）。因此MAC可以作为一台网络设备的身份标识。
MAC地址和IP地址的对比？
IP地址描述的是路径的起点和终点；MAC地址描述的是路径中，某个区间的起点和终点。
IP协议用于整个通信过程的路径规划工作；以太网使用MAC地址，在两个相邻网络设备之间进行通信。
IP地址是可变的，MAC地址通常是不可变的。
MTU（最大传输单元）限制
什么是MTU限制？
MTU是指物理层对数据链路层传输数据帧长度的限制。
不同的数据链路层协议和对应的物理层之间，MTU限制也不同。
当数据包长度超过MTU限制，则会对数据包进行分片（fragmentation）。
MTU对IP协议有什么影响？
会对超过限制的长数据进行分包。
分包是指将长数据分为多个短数据，每个短数据包协议头中的16位标识（id）是相同的。
每个短数据包IP协议头中的3位标志字段，第2位为0时，表示允许分片；第3位表示结束标记，包未结束则为0，包已结束则为1。
到达目标地址时，会对多个短数据包按顺序重组，并一起返回传输层。
当某个短数据包丢失，则整个长数据包失效。
MTU对UDP协议有什么影响？
在经过网络层时，如果UDP数据报超过1500（包含报头），就会被分成多个IP数据报。
如果其中一个数据报丢失，则会导致数据接收失败。所以UDP数据报被分片时，传输失败的概率会大大增加。
MTU对TCP协议有什么影响？
TCP数据报不定长，但也不是无限制。MTU限制了单个TCP数据报的最大长度，称为MSS。
TCP建立连接时，通信双方会在SYN中进行MSS协商，协商交互双方能够接收的最大MSS值，MSS值记录在TCP首部的40字节变长选项中。
ARP协议
什么是ARP协议？
ARP协议是一个介于数据链路层和网络层之间的协议。
ARP数据包长度不足46字节时，会补充填充位，直到满足46字节。
ARP协议的作用是什么？
通讯前需要获得目标主机的IP地址、端口号和硬件地址。APR协议会记录目标主机的硬件地址，建立主机IP地址和MAC地址的映射关系（转发表）。因此通过IP地址就可以找到硬件地址。
ARP协议的工作流程
源主机发出ARP请求，询问某IP地址的硬件地址（MAC），并将请求广播到本地网段。
目的主机接收ARP请求，本机IP地址与请求中的IP地址相匹配时，则向源主机发送ARP应答数据包，并将本机MAC地址填写在数据包中。
每台主机都会维护一个ARP缓存表（可使用arp -a命令查看），用于记录IP地址和MAC地址的映射关系。
缓存表每个表项过期时间通常为20分钟，20分钟未通信则再次通信时需要重复上述步骤。