
MAC地址 链接到标题
使用点对点信道的数据链路层不需要使用地址。
使用广播信道的数据链路层必须使用地址来区分各主机。

广播信道的数据链路层必须使用地址(MAC) 链接到标题

MAC地址又称为硬件地址或物理地址。
但不要被“物理”二字误导认为物理地址属于物理层范畴,物理地址属于数据链路层范畴。
IEEE 802 局域网的 MAC 地址格式 链接到标题

组织唯一标识符 OUI
- 生产网络设备的厂商,需要向 IEEE 的注册管理机构申请一个或多个 OUI
网络接口标识符
- 由获得 OUI 的厂商自行分配
EUI-48
- 48 表示 MAC 地址的位数

对于使用 EUI-48 空间的应用程序,IEEE 的目标寿命为 100 年(直到 2080 年),但鼓励采用 EUI-64 作为替代。
关于无效的 MAC 帧 链接到标题
无效的 MAC 帧包括:
- 数据字段的长度与长度字段的值不一致
- 帧的长度不是整数个字节
- 用收到的帧检验序列 FCS 查出有差错
- 数据字段的长度不在 46 ~ 1500 字节之间
有效的 MAC 帧长度为 64 ~ 1518 字节之间。
对于检查出的无效 MAC 帧,直接丢弃。
以太网不负责重传丢弃的帧。
IEEE 802 局域网的 MAC 地址发送顺序 链接到标题

单播 MAC 地址举例 链接到标题

主机 B 给主机 C 发送单播帧时,首先要构建该单播帧。
在帧首部中的目的地址字段填入主机 C 的 MAC 地址,源地址字段填入自己的 MAC 地址,再加上帧首部的其他字段、数据载荷以及帧尾部,就构成了该单播帧。

主机 B 将该单播帧发送出去后,主机 A 和主机 C 都会收到该单播帧。
- 主机 A 的网卡发现目的 MAC 地址与自己的 MAC 地址不匹配,丢弃该帧
- 主机 C 的网卡发现目的 MAC 地址与自己的 MAC 地址匹配,接受该帧
并将该帧交给上层处理。
广播 MAC 地址举例 链接到标题

假设主机 B 要发送一个广播帧,主机 B 首先要构建该广播帧。
在帧首部中的目的地址字段填入广播地址,也就是十六进制的全 F,源地址字段填入自己的 MAC 地址,再加上帧首部中的其他字段、数据载荷以及帧尾部,就构成了该广播帧。

主机 B 将该广播帧发送出去,主机 A 和主机 C 都会收到该广播帧。
它们发现该帧首部中的目的地址字段内容是广播地址,就知道该帧是广播帧,因此主机 A 和主机 C 都接受该帧,并将其交给上层处理。
多播 MAC 地址举例 链接到标题

假设主机 A 要发送多播帧给某个多播地址。
将该多播地址的左起第一个字节写成 8 个比特,第一个字节的最低比特位是 1,这就表明该地址是多播地址。快速判断地址是不是多播地址的方法是:第一个字节对应的十六进制数不能整除 2,即 1、3、5、7、9、B、D、F,则该地址是多播地址。

主机 B 属于两个多播组,主机 C 也属于两个多播组,而主机 D 不属于任何多播组。

主机 A 首先要构建该多播帧,在帧首部中的目的地址字段填入该多播地址,源地址字段填入自己的 MAC 地址,再加上帧首部中的其他字段、数据载荷以及帧尾部,就构成了该多播帧。

主机 A 将该多播帧发送出去后,主机 B、C、D 都会收到该多播帧。
- 主机 B 和主机 C 发现该多播帧的目的 MAC 地址在自己的多播组列表中,因此接受该帧
- 主机 D 发现该多播帧的目的 MAC 地址不在自己的多播组列表中,因此丢弃该帧
给主机配置多播组列表进行私有应用时,不得使用公有的标准多播地址。
IP地址 链接到标题
IP 地址属于网络层的范畴,不属于数据链路层的范畴。
下面内容讲的是 IP 地址的使用,详细的 IP 地址内容在网络层中介绍。
基本概念 链接到标题

注意:在一个 IP 地址中,哪一部分是网络编号,哪一部分是主机编号并不都相同。
从网络体系结构看 IP 地址与 MAC 地址 链接到标题

接收层无需看懂上一层传过来的协议数据单元,只需加入当前层的首部和尾部标识,即可传输给下一层。
数据包转发过程中 IP 地址与 MAC 地址的变化情况 链接到标题
图上各主机和路由器各接口的 IP 地址和 MAC 地址用简单的标识符来表示。


如何从 IP 地址找出其对应的 MAC 地址?
这就需要使用 ARP 协议。
ARP协议 链接到标题
ARP,即地址解析协议,用于通过 IP 地址找出对应的 MAC 地址。
ARP 工作流程 链接到标题

ARP 高速缓存表 链接到标题

当主机 B 要给主机 C 发送数据包时,会首先在自己的 ARP 高速缓存表中查找主机 C 的 IP 地址所对应的 MAC 地址。
如果未找到,主机 B 就需要发送 ARP 请求报文来获取主机 C 的 MAC 地址。

ARP 请求报文有具体的格式,这里只是简单描述。
ARP 请求报文被封装在 MAC 帧中发送,其目的地址为广播地址。
主机 B 发送封装有 ARP 请求报文的广播帧后,总线上的其他主机都能收到该广播帧。

收到 ARP 请求报文的主机 A 和主机 C 会把 ARP 请求报文交给上层的 ARP 进程。
- 主机 A 发现所询问的 IP 地址不是自己的 IP 地址,因此不予理会
- 主机 C 发现所询问的 IP 地址就是自己的 IP 地址,因此需要进行响应



动态与静态 ARP 链接到标题

ARP 协议只能在一段链路或一个网络上使用,而不能跨网络使用。

上图所示的 ARP 协议使用是逐段链路进行的。
总结 链接到标题

ARP 表中的 IP 地址与 MAC 地址对应关系记录会定期自动删除,
因为 IP 地址与 MAC 地址的对应关系不是永久性的。
MAC地址、IP地址以及ARP协议习题 链接到标题
