在TCP/IP协议簇中，链路层主要有三个目的：⑴ 为IP模块发送和接收IP数据报。⑵ 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答。⑶ 为RARP发送RARP请求和接收RARP应答。
以太网与 IEEE802.3 的比较 以太网是 DEC ， Intel ， Xerox 公司在 1982 年联合公布的一个标准。它是当今 TCP/IP 采用的主要的 LAN 技术。以太网的核心思想是 CSMA/CD （ Carrier Sense ， Multiple Access with Collision Detection ）。它的速率是 10Mb/s ，地址为 48bit 。 IEEE802 委员会发布了一个与以太网稍有不同的标准集。其中 802.3 针对 CSMA/CD ， 802.4 针对 TokenBus ， 802.5 针对 TokenRing 。这三者的共同特性由 802.2 标准定义，那就是 802 网络共有的逻辑链路控制（ LLC ）。 以太网和 IEEE802 不同的帧格式 由于以太帧最小为 46 字节，所以在不足的空间插入填充字节 PAD 目的地址 & 源地址 ： 48bit ， 6 字节。 长度 ：指它后序数据的字节长度（不包括 CRC 码）。 DSAP ：目的服务访问点，值为 0xaa 。 SSAP ：源服务访问点，值为 0xaa 。 Ctrl ：值置为 3 。 Org code ： 3 位均置为 0 。 类型 ：与以太网类型字段作用相同。由 SNAP 的首部给出。 0800 为 IP ， 0806 为 ARP ， 8035 为 RARP 。 CRC ：用于帧内后续字节差错的循环冗余校验。 802.3 规定数据部分至少为 38 字节，而以太网则要求最少为 46 字节。（所差 8 字节为 802.3 帧内的 802.2LLC 和 802.2SNAP 字段，以太网的类型字段位置在 802.3 帧中由长度字段代替，而 802.3 帧中的类型字端则由 802.2SNAP 字段的头三位给出）。 SLIP 与 PPP SLIP 的全称为 Serial Line IP （串行线路 IP ）。它是一种在串行线路上对 IP 数据报进行封装的简单形式。 SLIP 协议定义的帧格式规则： ⑴ IP 数据报以一个称作 END （ 0xc0 ）的特殊字符结束。同时为了防止数据报传输之前的线路噪音被误认为是数据报内容，在数据报开始处添加一个 END 字符。 ⑵ 如果 IP 数据中含有 END 字符，就连续传输 0xdb 和 0xdc 来取代它。 0xdb 是 SLIP 的 ESC 字符，但它的值与 ASC Ⅱ 码中的 ESC （ 0x1b ）不同。 ⑶ 如果 IP 数据中含有 ESC 字符，就连续传输 0xdb 和 0xdd 来取代它。 被封装前的 IP 数据报： SLIP 的缺陷： ⑴ 每一端必须知道对端的 IP 地址，没有办法把本端 IP 地址传递给对端。 ⑵ 数据帧中无类型字段，当一条串行线路使用 SLIP 时则不能使用其他协议。 ⑶ SLIP 数据帧中无 checksum ，只能依靠上层协议来发现和纠正错误。 压缩的 SLIP （ CSLIP ）： 在 SLIP 线路上有许多小的 TCP 分组进行交换，为传送 1 个字节的数据需要 20 个字节的 IP 首部和 20 个字节的 TCP 首部。 CSLIP 能把这 40 个字节压缩到 3 或 5 个字节。这些被压缩的首部大大缩短了交互响应时间。 PPP 协议 PPP 协议修改了 SLIP 协议中的所有缺陷。 PPP 包括以下三个部分： ⑴ PPP 在串行链路上封装 IP 数据报既支持数据为 8 位和无奇偶校验的异步模式，还支持面向比特的同步链接。 ⑵ 通过 LCP （链路控制协议）允许双方进行协商。 ⑶ 通过 NCP （网络控制协议）允许双方在网络层上进行协商。 PPP 帧以标志字符 0x7e 开始和结束，紧接着是一个值为 0xff 的地址字节，然后是一个值为 0x03 的控制字节。 PPP 的转义字符： ⑴ 由于标志字符是 0x7e ，当它出现在信息字段中时，需要连续传送 0x7d 和 0x5e 来替代它。 ⑵ 当在信息字段中遇到 0x7d 时，需要连续传送 0x7d 和 0x5d 来替代它。 ⑶ 默认情况下，如果字符的值小于 0x20 ，需要连续传送 0x7d 和 0x21 来替代它。 这样做的原因是由于双方主机的串口驱动程序或 Modem 会把这些特定的字符解释成特殊的含义，防止与其它控制字符起冲突或帧被解释的不正确。 PPP 的压缩： PPP 的压缩可以减少每一帧的字节数，降低应用程序的交互时延。 通过 LCP ，大多数的产品通过协商可以省略标志位和地址位，并把协议字段由 2 字节减少到 1 字节。这样一来，与 SLIP 相比，只增加了 3 个字节（协议字段和 CRC 校验）。此外，通信双方通过 NCP 可以协商采用报文首部压缩，减小 IP 和 TCP 首部长度。 PPP 与 SLIP 相比具有下列优点： ⑴ PPP 支持在单根串行线路上运行多种网络层协议。 ⑵ 每一帧都有 CRC 校验。 ⑶ 通信双方可以用 NCP 进行 IP 地址的动态协商。 ⑷ 可以类似于 CSLIP 对 TCP 和 IP 首部进行压缩。 ⑸ LCP 可以对多个数据链路选项进行设置。 Loopback 接口 通过 Loopback 接口允许同一台主机上的客户程序和服务器程序通过 TCP/IP 进行通信。一个传给环回接口的 IP 数据报不能在任何网络上出现。 环回接口处理 IP 数据报的过程： MTU 以太网和 802.3 对数据帧长度都有一个限制，其最大值分别是 1500 和 1492 字节。链路层的这个特性称作 MTU ，即最大传输单元。不同类型的大多数网络都有一个上限。 如果 IP 层有一个数据报要传，并且数据的长度比链路层的 MTU 大，那么 IP 层就需要进行分片，把数据报分为若干片，使每一片都小于 MTU 。 点对点的链路的 MTU 是一个逻辑限制而非网络介质的物理限制。其目的是为交互使用提供足够快的响应时间。 MTU 分为接口 MTU 和路径 MTU 。接口 MTU 为所指定的接口所允许的发送最大的数据包的值。路径 MTU 指两台通信主机路径中最小的 MTU 值。路径 MTU 是非对称的，它取决于当时所选择的路由。而选路不一定是对称的。所以它在两个方向上不一定是一致的。 参考书籍： Stevens,W.R.TCP/IP Illustrated,Vol.1.Reading Comer,D.E.Internetworking with TCP/IP,Vol.1 Jeff Doyle.Routing TCP/IP Vol.1 Second Edition