目录
一、以太网
1、定义
2、以太网格式帧
二、MTU
1、定义
2、MTU对IP协议的影响
3、MTU对UDP协议的影响
4、MTU对TCP协议的影响
三、ARP协议
1、定义
2、ARP协议的作用
3、ARP协议的工作流程
一、以太网
1、定义
"以太网" 不是一种具体的网络，而是一种技术标准。它既包含了数据链路层的内容，也包含了一些物理层的内容。
例如：规定了网络拓扑结构，访问控制方式，传输速率......
此外以太网中的网线必须使用双绞线，其传输速率有10M，100M，1000M等。
注：以太网是当前应用最广泛的局域网技术，和以太网并列的还有令牌环网，无线LAN等。
2、以太网格式帧
mac的目的地址和源地址都是六个字节，相比于IPv4四个字节的地址大了6万多倍。虽然IPv4的地址不够用了，但mac地址还是够用的。目前每个设备的mac地址都是唯一的，并且不需要动态分配，是在网卡出厂时固化的。因此mac地址可以作为网络上身份识别的一种有效技术手段。
帧末尾是CRC校验码。
其中1500的意思是，一个以太网数据帧的载荷最大长度就是1500（硬件限制）。不同的数据链路层协议，对应不同的硬件物理设备，传输数据的上限也不一样。
帧协议类型字段有三种值，分别对应IP、ARP、RARP，其中ARP和RARP是特殊的以太网帧。
二、MTU
1、定义
数据链路层数据帧的最大载荷长度称为MTU，就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物理层时产生的限制。
- 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
- 如果一个数据包从以太网路由到拨号链路上，数据包长度大于拨号链路的MTU了，则需要对数据包进行分片
- 不同的数据链路层标准的MTU是不同的
2、MTU对IP协议的影响
由于数据链路层MTU的限制，对于较大的IP数据包要进行分包。
- 将较大的IP包分成多个小包，并给每个小包打上标签
- 每个小包IP协议头的16位标识都是相同的
- 每个小包的IP协议头的3位标志字段中，第2位置为0，表示允许分片，第3位来表示结束标记（当前是否是最后一个小包，是的话置为1，否则置为0）
- 到达对端时再将这些小包，会按顺序重组，拼装到一起返回给传输层
- 一旦这些小包中任意一个小包丢失，接收端的重组就会失败。但是IP层不会负责重新传输数据
例：
注：IP报头搞多份是为了接收方组包，UDP报头就不必搞多份了。
3、MTU对UDP协议的影响
一旦UDP携带的数据超过1472（1500 - 20（IP首部） - 8（UDP首部）），那么就会在网络层分成多个IP数据报。
如果这些IP数据报有任意一个丢失，都会引起接收端网络层重组失败。那么这就意味着，如果UDP数据报在网络层被分片，整个数据被丢失的概率就大大增加了。
4、MTU对TCP协议的影响
TCP的一个数据报也不能无限大，还是受制于MTU。TCP的单个数据报的最大消息长度，称为MSS（Max Segment Size）
TCP在建立连接的过程中，通信双方会进行MSS协商。最理想的情况下，MSS的值正好是在IP不会被分片处理的最大长度（这个长度仍然是受制于数据链路层的MTU）。
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。MSS的值就是在TCP首部的40字节变长选项中（kind=2）
三、ARP协议
1、定义
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。
ARP和RARP是二层转发的必要辅助工具。
注：二层转发即数据链路层的转发，交换机中有一个转发表，ARP就是用来构造转发表的机制。
2、ARP协议的作用
ARP协议建立了主机 IP地址 和 MAC地址的映射关系：
在网络通讯时，源主机的应用程序知道目的主机的IP地址和端口号，却不知道目的主机的硬件地址。数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的，如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符，则直接丢弃。因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址。
3、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
- 每台主机都维护一个ARP缓存表。缓存表中的表项有过期时间（一般为20分钟），如果20分钟内没有再次使用某个表项则该表项失效，下次还要发ARP请求来获得目的主机的硬件地址。
