每日一课&（数据链路层与IP包头）（每日e课）

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第三课：数据链路层与IP包头。

数据链路层：传输数据帧，数据帧的报文格式是：D.MAC、S.MAC、TYPE、DATA、FCS。日常说的二层通信实际上指的就是在数据链路层的通信，数据链路层通信是基于源MAC学习，基于目的MAC转发。数据链路层的主要作用就是提供MAC寻址。

数据帧的封装过程：在数据包中添加上帧头--目的MAC，源MAC，TYPE类型和帧尾FCS校验字段，将数据包封装成一个数据帧。数据的封装过程是由里到外，也就是从上层到下层；数据解封装是从外到里，也就是从底层到高层。

报文字段详解：

目的MAC：数据帧中的目标网络的MAC地址，也就是需要将数据传给该MAC地址。

源MAC：数据帧中的源MAC地址，当数据传递给对方时，对方可以根据数据帧中的源MAC地址进行数据回复。

TYPE：类型字段，标识上层使用的是何种协议，比如数据链路层的上层是网络层，如果在TYPE字段中显示值为0x0800则表示在上层使用的是IP协议则上层是网络层。如果是0x0806表示上层使用的是ARP协议，早期网络中并没有定义ARP属于哪层，只能说是数据链路层之上，但是不属于网络层。

DATA：数据信息，上层进行封装需要传输的数据信息。

FCS：帧校验字段，在接收到一个数据帧时先进行数据帧的校验（查看数据是否被篡改或损坏），校验通过后再进行处理。

MAC地址分类：在第一个节字中的第8位是0则表示该MAC是单播MAC。第8位是1则表示该MAC是组播MAC，如果MAC的6个字节全为F则表示MAC是广播形的。

IP包头报文格式：

Vs:版本号4个（bit)，现在使用的是IPV4,使用二进制表示就是  0000 0100；以后会是IPV6 0000 0110.

Header length：头部长度4(bit),代表IPV4的包头长度。

DSF: 8个bit。也称为TOS，在早期使用3bit进行取值，可以提供0-7共8种取值，由于8种取值无法满足使用则扩展到6bit，0-63共64种取值，该取值类型称为DSCP值。只要用于QOS进行区分服务的。

Total length:总长度16bit，代表整体报文的总长度。总长度-包头长度=数据长度。

Identification:标志字段共16bit，用来标记同一组数据包。数据在分片后就需要使用到该字段标识出相同的一组数据包。

Flags:标示符3bit，里面有三种类型，有一种用于保留没被使用，另外两种是 DF和MF，DF置1后表示该数据包不允许分片。MF置1后表示该数据包后面还有更多分片。

Fragment offse:段偏移量13bit，用来标记该分片排在整个数据包中哪个位置。比如MTU规定了最大数据包为1500，那么发送数据时IP包头占了20字节也就是数据只能发1480，当该字段值显示为4440则代表偏移了3个1480，也就是在分片中排在第4，没有偏移的分片0排在第一，偏移了1480排第二，偏移了2960排第三。

TTL：生存时间8bit，一种防环机制，每经过一台三层设备就-1，默认是255.

Protocol:协议号8bit，用来表示上层使用的是什么服务，如网络层的上层是传输层，那这个字段就用来表示这个数据包在传输层是使用TCP还是UDP，如果显示为6则表示数据包在传输层使用的是TCP协议，如果是17则表示使用的是UDP协议。

Header Checksum ：校验和16bit，这个和数据链路层的数据帧的校验不一样，数据帧是校验整个数据，而IP报文中这个字段只是校验IP包头。

源IP：32bit,发送端的源IP地址，在网络层是通过IP寻址方式进行数据通信，与数据链路层的源MAC地址使用方式类似。

目的IP：32bit,接收端的IP地址，在网络层是通过IP寻址方式进行数据通信，与数据链路层的目的MAC地址使用方式类似。

IP Opti:可选项，用来封装一些其他数据。最大时占40个字节，IP包头是20字节，也就是整个IP包头就是20-60个字节。

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