一、以太网

以太网并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、传输速率等。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。

二、以太网的帧格式

以太网的帧格式如下图所示：

在这里插入图片描述

目的地址和源地址指的是目的MAC地址和源MAC地址。

三、局域网通信的原理

局域网就好比一间课室，在课室里谁都可以发言，而且你的发言所有人都可以听得到。比如在课室里老师发言说：“小明你站起来一下。”这句话一定是被课室里的所有人都听到了的，但只有小明会站起来，其他人即使听到了也不会有任何动作，因为他们知道这条信息不是发给他们的。在局域网内通信，假设局域网有M1到M10十台主机，每台主机此时如果M1主机想发消息给M6主机，数据到了M1主机的数据链路层后首先需要填以太网的报头字段，目的地址填的就是M6主机的MAC地址，源地址填的就是M1主机的MAC地址，类型填对应的上层协议。

M1主机填好报头之后，就将报文在局域网内转发了，这个报文一旦转发到了局域网，局域网内所有主机都会把它获取上来，它们需要判断这个报文是不是发给自己的。除了M6以外的主机发现该报文都不是发给自己的，那么它们就会将该报文丢弃。只有M6主机，获取上来报文之后发现是发送给自己的，它就对报文进行解包然后继续向上交付给上一层。自此就完成了局域网内的通信。

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如果局域网内有两台主机比如M1和M5，有可能当M1主机想向局域网发送数据时M5主机也想发送，如果两台主机同时往局域网内发信息，就会出现冲突，这种就属于数据碰撞。所以此时就需要M1主机和M5主机随机等待上一段时间之后再重新发送数据，让两台主机发送的时间分开。因此，局域网也叫做碰撞域。

如果想要减少碰撞，那么局域网内的主机是越少越好，因为这样碰撞的概率就会降低。除此之外，每一台主机每次发送的数据不能过大，比如说其它主机每次发送的都是很短的数据，而M1主机每次发送的数据都很大，这就注定会使M1主机在发这个数据时要花费更多的时间，在这个时间内，其它主机由于数据比较小，所以发送地比较快，M1主机发送的数据就很容易跟别人的数据碰撞上。所以，数据链路层必须对上提要求，让报文大小不能过大，一般不能超过1500字节，这个最大值称为以太网的最大传输单元(MTU)，如果IP报文的大小超过了这个值就要进行分片。

四、ARP协议

1.ARP协议的介绍

ARP协议也是数据链路层协议，它叫做地址解析协议，能够将IP地址转换成为MAC地址。需要注意的是ARP协议并不是一个单纯的数据链路层协议，而是一个介于数据链路层和网络层之间的协议。ARP协议建立了主机IP地址和MAC地址的映射关系。在网络通信时，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，则会直接丢弃该数据包。因此在通信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地址为XXX的主机的MAC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MAC地址填FF:FF:FF:FF:FF:FF表示广播)
目的主机接收到广播的ARP请求后，发现其中的IP地址和本机相符，则发送一个ARP应答数据包给源主机，将自己的MAC地址填充在应答数据包中