一、数据链路层和网络层的关系

IP协议最大的意义是路径选择，要把数据送到哪是IP决定的，如何把目标送到指定地点是数据链路层决定的。能够直接通信的两个节点，一定是在同一个局域网内。

二、以太网

1、以太网格式

以太网数据帧中的源地址和目的地址是指网卡的硬件地址（MAC地址），长度是48位,是在网卡出厂时固化的，MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点，也就是上一个节点和下一个节点的地址。
帧协议类型字段有三种值,分别对应IP、ARP、RARP。根据这个字段就可以判断出要向上交付给哪个协议。

2、认识MTU

MTU相当于发快递时对包裹尺寸的限制，这个限制是不同的数据链路对应的物理层, 产生的限制。以太网帧中的数据长度规定最小46字节,最大1500字节,ARP数据包的长度不够46字节,要在后面补填充位。最大值1500称为以太网的最大传输单元(MTU),不同的网络类型有不同的MTU。如果超过这个大小就要进行分片。

MTU对于TCP协议的影响：

TCP的一个数据报也不能无限大, 因为要尽量避免分片。受制于MTU， TCP的单个数据报的最大数据长度, 称为MSS(MaxSegment Size)。
TCP在建立连接的过程中, 通信双方会进行MSS协商。
双方在发送SYN的时候会在TCP头部写入自己能支持的MSS值，然后双方得知对方的MSS值之后, 选择较小的作为最终MSS。

三、ARP协议

1、ARP协议的作用

ARP不是一个单纯的数据链路层的协议, 而是一个介于数据链路层和网络层之间的协议。

在网络通信时，源主机的应用程序如果只知道目的主机的IP地址，却不知道目的主机的硬件地址（MAC），那么就无法在数据链路层传输。因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址。

2、ARP协议的工作流程

源主机发出ARP请求,询问“IP地址是192.168.0.1的主机的硬件地址是多少”, 并将这个请求广播到本地网段(以太网帧首部的硬件地址填FF:FF:FF:FF:FF:FF表示广播)。
目的主机接收到广播的ARP请求,发现其中的IP地址与本机相符,则发送一个ARP应答数据包给源主机,将自己的硬件地址填写在应答包中。
为了增加效率，每个主机都会维护一张ARP缓存表，只需要通过ARP发送一次请求就可以获得目标主机的MAC地址存在缓存表中。缓存表中每个表项的生命周期为20分钟，如果20分钟没有使用过缓存表中的每个表项则会失效，下次需要重新发送请求来询问ARP地址。