《TCP／IP详解，卷2：实现》读书笔记－以太网和IP

    我们先来回顾一下以太网帧的格式，以太网帧包括48bit的目标地址和源地址，接下来是一个16bit的类型字段，它标识这个帧所携带的数据的格式。对于IP分组，类型是0x0800(2048)。帧的最后是一个32bit的CRC(循环冗余检验)，它用来检查帧中的差错。帧的格式如下图所示：

   

    我们用48bit的以太网地址作为硬件地址。IP地址到硬件地址之间的转换用ARP协议。而硬件地址到I P地址的转换用RARP协议。以太网地址有两种类型：单播和多播。一个单播地址描述一个单一的以太网接口，而一个多播地址描述一组以太网接口。一个以太网广播是一个所有接口都接收的多播。

    当一个完整的帧可用时，接口就产生一个中断，并且内核调用leintr。leintr检测硬件，并且如果有一个帧到达，就调用leread把这个帧从接口转移到一个mbuf链中。如果硬件报告一个帧已传输完或发现一个差错(如一个有错误的检验和)，则leintr更新相应的接口统计，复位这个硬件，并调用lestart来传输另一个帧。所有以太网设备驱动程序将它们接收到的帧传给ether_input做进一步的处理。设备驱动程序构造的mbuf链不包括以太网首部，以太网首部作为一个独立的参数传递给 ether_input。

每个协议有它自己的地址格式。BSD在一个sockaddr结构中处理通用的地址。sa_len指示地址的长度(OSI和Unix域协议有不同长度的地址)，sa_family指示地址的类型。成员sa_len和sa_family允许协议无关代码操作来自多个协议的变长的sockaddr结构。剩下的成员sa_data，包含一个协议相关格式的地址。sa_data定义为一个14字节的数组，但当sockaddr结构覆盖更大的内存空间时，sa_data可能会扩展到253字节。sa_len仅有一个字节，因此整个地址，包括sa_len和sa_family必须不超过256字节。

这是C语言的一种通用技术，它允许程序员把一个结构中的最后一个成员看成是可变长的。

每个协议定义一个专用的sockaddr结构，该结构复制成员sa_len和sa_family，但按那个协议的要求来定义成员sa_data。存储在sa_data中的地址是一个传输地址；它包含足够的信息来标识同一主机上的多个通信端点。在第6章我们要查看Internet地址结构sockaddr_in，它包含了一个IP地址和一个端口号。

    在以前的读书笔记中，描述了通用的sockaddr和ifaddr结构，很多做过socket编程的人对于这些结构 都比较陌生，因为这个是通过的结构，不仅仅IP协议会用到，其它协议也会用到，下面会讲到IP专用 的结构：sockaddr_in和in_ifaddr。看到sockaddr_in，大家心中应该比较释然了，终于看到熟悉的结构了！
由于历史原因，BSD中以网络字节序将Internet地址存储在一个in_addr结构中。这个结构只有一个成员s_addr，它包含这个地址。注意，一般为了方便本地对地址的处理，地址一般是以主机 字节序存储的，这里是一个例外。
    这里讲到字节序问题，我们引申一下，大概的介绍一下字节序的基本概念：
    字节序有两种，大端字节序和小端字节序，Intel的X86系列芯片是小端字节序，IBM的PowerPC芯片是大 端字节序，所谓本机字节序，本机使用什么芯片，本机字节序就对应芯片的字节序，网络字节序对应大端 字节序。对于数值0x1234，小端字节序0x12放在高地址，0x34放在低地址，大端字节序0x12放在低地址，0x34放在高地址。  

struct in_addr {
    u_long s_addr;
};

struct sockaddr_in {
    u_char    sin_len;
    u_char    sin_family;
    u_short    sin_port;
    struct    in_addr sin_addr;
    char    sin_zero[8];
};

    in_ifaddr是为Internet协议定义的接口地址结构。对于每个指派给一个接口的IP地址，分配了一个in_ifaddr结构，并且添加到接口地址列表中和IP地址全局列表中。

struct in_ifaddr {
    struct    ifaddr ia_ifa;        /* protocol-independent info */
#define    ia_ifp        ia_ifa.ifa_ifp
#define ia_flags    ia_ifa.ifa_flags
                    /* ia_{,sub}net{,mask} in host order */
    u_long    ia_net;            /* network number of interface */
    u_long    ia_netmask;        /* mask of net part */
    u_long    ia_subnet;        /* subnet number, including net */
    u_long    ia_subnetmask;        /* mask of subnet part */
    struct    in_addr ia_netbroadcast; /* to recognize net broadcasts */
    struct    in_ifaddr *ia_next;    /* next in list of internet addresses */
    struct    sockaddr_in ia_addr;    /* reserve space for interface name */
    struct    sockaddr_in ia_dstaddr; /* reserve space for broadcast addr */
#define    ia_broadaddr    ia_dstaddr
    struct    sockaddr_in ia_sockmask; /* reserve space for general netmask */
    struct    in_multi *ia_multiaddrs; /* list of multicast addresses */
};

struct    in_aliasreq {
    char    ifra_name[IFNAMSIZ];        /* if name, e.g. "en0" */
    struct    sockaddr_in ifra_addr;
    struct    sockaddr_in ifra_broadaddr;
#define ifra_dstaddr ifra_broadaddr
    struct    sockaddr_in ifra_mask;
};

    sin_len总是16(结构sockaddr_in的大小)，并且sin_family为AF_INET。
    sin_port是一个网络字节序(不是主机字节序)的16bit值，用来分用运输层报文。sin_addr 标识一个32bitInternet地址。