【Linux网络编程】数据链路层--以太网协议

MAC地址的功能：主要用于处于同一个子网之间的主机进行数据路由/转发。
MAC地址的唯一性：MAC地址在局域网中必须是唯一的。MAC地址是分配给网络设备（例如网卡、路由器、交换机等）的物理地址，它是由设备的制造商在生产时烧录到设备的网络接口控制器（NIC）中的。
MAC地址的格式：每个MAC地址由48位（6个字节）组成，通常以12个十六进制数字表示，分为6组，例如：00:1A:2B:3C:4D:5E。MAC地址的前24位（前3字节）通常是由IEEE分配给设备制造商的标识符，后24位由制造商用于唯一标识每台设备。

在Linux中，通过ifconfig指令可以查看当前主机的mac地址

MAC地址 vs IP地址

1、功能不同

2、分配方式不同

3、主要不同

MAC地址的替换

当经过了一次路由，一个数据包已经送到了目的MAC地址以后，需要把目的MAC地址变成下一次转发的源MAC地址。把目的MAC地址变成下一次路由的目标主机MAC地址

举个例子：

MAC地址就相当于是一个车站的站点，当你坐车来到一个新的站点以后，你所处的站点(源MAC)肯定会发生变化。而你的下一个站点(目的MAC)也会发生变化

以太网通信过程

假设主机A、主机B、主机C、主机D、主机E都连接了同一个以太网，它们都有自己的MAC地址

如上图，假设mac地址为A的主机发送了一个数据报文，这个报文的目标主机是mac地址为E的主机

数据碰撞：当有多台主机同时向以太网中发送数据时，会造成数据碰撞问题。实际上可以把局域网想象成一个共享资源。

避免碰撞：不同类型的局域网(以太网/令牌环网...)的区别主要是发生数据碰撞时的处理方法不同，对于以太网来说发生碰撞时是直接发了再说，若发生数据碰撞原来的碰撞的数据直接丢弃，碰撞双方的某个主机会停下来等一会，等了一会以后再重新发送数据

当一个局域网有了避免碰撞算法以后，就从共享资源变为了一个临界资源

注意：正因为局域网要进行避免碰撞，所以一个局域网之间主机数量其实越少越好

以太网协议

以太网协议指的是工作在数据链路层的所有协议。以太网协议中包含了MAC协议，ARP协议，RARP协议

目的地址：本质是发送方的mac地址
源地址：是接收方的mac地址
类型：它表示该数据帧应该交付给上层所使用的哪个协议。若该值为0800则表示该帧需要交付给IP协议。若该值为0806表示该帧需要交付给ARP协议。若该值为8035表示该帧需要交付给RARP协议
数据：即有效载荷的长度，规定数据长度不能小于46字节，不能大于1500字节
CRC：在数据部分之后，用于验证帧在传输过程中是否发生了损坏。