计算机网络面试知识点（二）

2.数据链路层

数据链路层具有透明传输、差错检测的特点。

（1）以太网帧格式

在以太网上进行传输的帧成为以太网帧。

6字节目的物理地址和6字节源物理地址：表示通信双方。

2字节type（类型）字段：因为IP、ARP、RARP都使用帧传输，因此使用此字段来区分上层协议。

数据字段：46~1500字节。因为整个帧数据最少64字节，若不足会使用PAD填充字段填充。

4字节CRC字段：用于对帧的其他部分提供循环冗余校验。

除数据部分共18字节。

（2）MTU概念

最大传输单元，即帧最多能携带多少上层数据，通常受到网络类型的限制。以太网帧的MTU为1500字节，过长的IP数据报需要分片传输。

（3）ARP协议

ARP协议的作用是将任意网络层地址（如IP地址）到任意物理地址（如MAC地址）的转换。

工作原理：主机向自己所在的网络广播一个ARP请求，该请求包含目标机器网络地址。此网络其他所有机器都收到该请求，但只有被请求的目标机器会回应一个ARP应答，其中包含自己的物理地址。

ARP请求/应答报文格式如下：

2字节硬件类型字段：定义物理地址类型（值为1表示MAC）

2字节协议类型字段：要映射的协议地址类型（值为0x800表示IP地址）

1字节硬件地址长度+1字节协议地址长度字段：单位为字节，MAC为6，IPv4为4

2字节操作字段：指出4种操作类型，ARP请求为1、ARP应答为2、RARP请求为3、RARP请求为4

6字节发送端以太网地址、4字节发送端IP地址、6字节目的端以太网地址、4字节目的端IP地址：发送端填充除了目的端以太网地址以外的其他3个字段，用以构建ARP请求并发送；接收端会将自己的MAC地址填充进去成为ARP应答。

ARP请求应答的报文长度为28字节，加上以太网帧的头部尾部共46字节；若有要求以太网帧数据部分长度至少为46字节，则需要填充，共长64字节。

缓存机制：ARP维护一个高速缓存，其中包含经常访问（比如网关的地址）或最近访问的机器的IP地址到物理地址的映射，这样可以避免重复的ARP请求，提高了发送数据包的速度。但是ARP缓存表中条目有生存时间（TTL），在此时间内未更新会被删除。

（4）RARP协议

RARP协议仅用于网络上的某些无盘工作站，因为缺乏存储设备，无盘工作站无法记住自己的IP地址，但是可以利用网卡上的物理地址向网络管理者（服务器）查询自身IP地址