計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面試知識點(diǎn)（二）

2.數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層具有透明傳輸、差錯檢測的特點(diǎn)。

（1）以太網(wǎng)幀格式

在以太網(wǎng)上進(jìn)行傳輸?shù)膸蔀橐蕴W(wǎng)幀。

6字節(jié)目的物理地址和6字節(jié)源物理地址：表示通信雙方。

2字節(jié)type（類型）字段：因?yàn)镮P、ARP、RARP都使用幀傳輸，因此使用此字段來區(qū)分上層協(xié)議。

數(shù)據(jù)字段：46~1500字節(jié)。因?yàn)檎麄€幀數(shù)據(jù)最少64字節(jié)，若不足會使用PAD填充字段填充。

4字節(jié)CRC字段：用于對幀的其他部分提供循環(huán)冗余校驗(yàn)。

除數(shù)據(jù)部分共18字節(jié)。

（2）MTU概念

最大傳輸單元，即幀最多能攜帶多少上層數(shù)據(jù)，通常受到網(wǎng)絡(luò)類型的限制。以太網(wǎng)幀的MTU為1500字節(jié)，過長的IP數(shù)據(jù)報(bào)需要分片傳輸。

（3）ARP協(xié)議

ARP協(xié)議的作用是將任意網(wǎng)絡(luò)層地址（如IP地址）到任意物理地址（如MAC地址）的轉(zhuǎn)換。

工作原理：主機(jī)向自己所在的網(wǎng)絡(luò)廣播一個ARP請求，該請求包含目標(biāo)機(jī)器網(wǎng)絡(luò)地址。此網(wǎng)絡(luò)其他所有機(jī)器都收到該請求，但只有被請求的目標(biāo)機(jī)器會回應(yīng)一個ARP應(yīng)答，其中包含自己的物理地址。

ARP請求/應(yīng)答報(bào)文格式如下：

2字節(jié)硬件類型字段：定義物理地址類型（值為1表示MAC）

2字節(jié)協(xié)議類型字段：要映射的協(xié)議地址類型（值為0x800表示IP地址）

1字節(jié)硬件地址長度+1字節(jié)協(xié)議地址長度字段：單位為字節(jié)，MAC為6，IPv4為4

2字節(jié)操作字段：指出4種操作類型，ARP請求為1、ARP應(yīng)答為2、RARP請求為3、RARP請求為4

6字節(jié)發(fā)送端以太網(wǎng)地址、4字節(jié)發(fā)送端IP地址、6字節(jié)目的端以太網(wǎng)地址、4字節(jié)目的端IP地址：發(fā)送端填充除了目的端以太網(wǎng)地址以外的其他3個字段，用以構(gòu)建ARP請求并發(fā)送；接收端會將自己的MAC地址填充進(jìn)去成為ARP應(yīng)答。

ARP請求應(yīng)答的報(bào)文長度為28字節(jié)，加上以太網(wǎng)幀的頭部尾部共46字節(jié)；若有要求以太網(wǎng)幀數(shù)據(jù)部分長度至少為46字節(jié)，則需要填充，共長64字節(jié)。

緩存機(jī)制：ARP維護(hù)一個高速緩存，其中包含經(jīng)常訪問（比如網(wǎng)關(guān)的地址）或最近訪問的機(jī)器的IP地址到物理地址的映射，這樣可以避免重復(fù)的ARP請求，提高了發(fā)送數(shù)據(jù)包的速度。但是ARP緩存表中條目有生存時間（TTL），在此時間內(nèi)未更新會被刪除。