以太网

以太网协议，覆盖了数据链路层，也覆盖了物理层。

MAC地址

MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;

长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)

在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能 会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址)。

对比理解MAC地址和IP地址

IP地址描述的是路途总体的起点和终点;
MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点

已经有IP地址了，为啥还要mac地址？

IP地址描述的是路途总体的起点和终点;
MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点，mac地址和IP地址是被分别发明出来的，可以互相配合。

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 (fragmentation);
• 不同的数据链路层标准的MTU是不同的

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. IP自身的包长度是64 k
而MTU1500，IP数据报分包主要是因为MTU的限制引起.

• 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(id) 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;
  

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.
• 这多个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.

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（TCP的单个数据报的最大消息长度）的值就是在TCP首部的40字节变长选项中(kind=2);
• MSS和MTU的关系
• 

ARP协议

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协议功能是为了建立局域网内,路由器所要发送的机器的IP => mac之间的映射关系.

例如IP数据报中目的IP.往对应的目的IP转发,就需要构造以太网数据帧.就需要填写对应的目的mac

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;
  ARP协议的工作流程

DNS

DNS应用层协议，其实更像是一套系统，把域名自动翻译成IP
TCP/IP中使用IP地址和端口号来确定网络上的一台主机的一个程序. 但是IP地址不方便记忆.
于是人们发明了一种叫主机名的东西, 是一个字符串, 并且使用hosts文件来描述主机名和IP地址的关系.

随着互联网发展,用户多,网站也多了.随时都有新的网站出现.
专门搭建一组服务器,用这组服务器来维护这样的映射关系.
电脑上网的时候,遇到不认识的域名,就先去找这组服务器,获取对应的地址——DNS服务器.