以太网帧格式

    说明1:链路层的数据包,称为以太网帧。

    说明2:链路层不识别IP地址[因为IP地址是逻辑地址],链路层识别物理网卡MAC地址[硬件地址]。

    说明3:需要根据IP地址找到对方的MAC地址(ARP地址解析协议)[MAC —> IP地址方向地址解析:RARP反向地址解析协议]。

    说明4:应用层根据对等方的IP地址进行通讯，在数据封装过程中，链路层需要目的地址的MAC地址从何而来?需要将IP地址转换成MAC地址，也就是地址解析。

以太网首部代码:

struct ethernet_hdr
{
    char dest_mac[6];
    char src_mac[6];
    short protocol;
};

ARP地址解析协议

ARP首部代码:

struct arp_hdr
{
    unsigned short hwtype;	// 固定1
    unsigned short protype;	// 固定0x0800（代表为IP协议做请求）
    unsigned char hwaddrlen;	// 固定6（即MAC地址长度）
    unsigned char proaddrlen;	// 固定4 （即IP地址长度）
    unsigned short opcode;	// Request - 1, Reply - 0x0002
    unsigned char sender_mac[6];	// 发送者MAC
    unsigned char sender_ip[4];	// 发送者IP
    unsigned char dest_mac[6];	// 接收者MAC
    unsigned char dest_ip[4];	// 接收者IP
};

以太网的MTU和路径MTU 

    以太网和IEEE 802.3对数据帧的长度都有限制，其最大值分别是1500和1492字节，将这个限制称作最大传输单元（MTU，Maximum Transmission Unit）

    如果IP层有一个数据报要传，而且数据的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就要进行分片（Fragmentation），把数据报分成若干片，这样每一片都小于MTU。

    当网络上的两台主机互相进行通信时，两台主机之间要经过多个网络，每个网络的链路层可能有不同的MTU，其中两台通信主机路径中的最小MTU被称作路径MTU。

IP数据报

    版本号，目前取值4

    首部长度，4个字节为单位，取值范围5～15

    服务类型，指定传输的优先级、传输速度、可靠性和吞吐量等

    报文总长度，最大长度为65535字节

    报文标识，唯一标识一个数据报，如果数据报分段，则每个分段的标识都一样

    标志，最高位未使用，定义为0，其余两位为DF（不分段）和MF（更多分段）

    段偏移量，以8个字节为单位，指出该分段的第一个数据字在原始数据报中的偏移位置

    生存时间(TTL)，取值0～255，每经过一个路由节点减1，为0时被丢弃(Tranceroute程序的实现原理)

    协议，指明该数据报的协议类型，如1为ICMP，4为IP，6为TCP，17为UDP等

    首部校验和，每通过一次网关都要重新计算该值，用于保证IP首部的完整性

    选项，长度可变，提供某些场合下需要的控制功能，IP首部的长度必须是4个字节的整数倍，如果选项长度不是4的整数倍，必须填充数据

IP首部代码:

struct ip_hdr
{
    char  ver_hl;
    char  tos;
    unsigned short len;
    unsigned short id;
    unsigned short fragment;
    char ttl;
    char protocol;
    unsigned short hdr_chksum;
    char src_ip [4];
    char dest_ip [4];
};

ICMP协议

    ICMP协议用于传递差错信息、时间、回显、网络信息等控制数据

    当我们ping 一台主机想看它是否运行时，就产生了一条ICMP 信息。远程主机将用它自己的ICMP 信息对ping 请求作出回应。

ICMP协议说明:

    本身是IP的一部分。

    用途:网关或者目标机器利用ICMP与源通讯，当出现问题时，提供反馈信息

    在IP协议栈中必须实现

    ICMP包含在IP数据包的净荷数据中，IP头中协议类型为1

    ICMP数据的第一个字节代表ICMP报文的类型，它决定了后续数据的格式

特点：

    其控制能力并不用于保证传输的可靠性

    它本身也不是可靠传输的

ICMP数据包

    ICMP包含在IP数据包的净荷数据中，IP头中协议类型为1

    ICMP数据的第一个字节代表ICMP报文的类型，它决定了后续数据的格式

ICMP首部代码:

struct icmp_hdr
{
    char	type;			// ICMP报文类型
    char 	code;			// “子类型”
    unsigned short  icmpchksum;	// 校验和
};

ICMP报文类型

报文类型说明

    2 0 Echo Reply

    2 3 Destination Unreachable

    2 4 Source Quench 

    2 5 Redirect 

    2 8 Echo 

    2 11 Time Exceeded

    2 12 Parameter Problem

    2 13 Timestamp 

    2 14 Timestamp Reply 

    2 15 Information Request 

    2 16 Information Reply 

    2 17 Address Mask Request 

    2 18 Address Mask Reply 

报文分类

  2 ICMP差错报文

    2 目的不可达报文（类型3）

    2 超时报文（类型11）

    2 参数出错报文（类型12）

  2 ICMP控制报文

     2 报源抑制报文（类型4）

     2 重定向（类型5）

  2 ICMP请求/应答报文

     2 回送请求和响应报文（类型0和8）

     2 时间戳请求和响应报文（类型13和14）

     2 地址掩码请求和响应报文（类型17和18）

  2 其他

ICMP Echo报文

    类型：0表示Echo Reply，8表示Echo

    代码：0

    标识符：标识一个会话，例如，用进程ID

    序号：例如每个请求增1

    选项数据：回显

ICMP 目的不可达报文

    类型：3

    代码：0表示网络不可达，1表示主机不可达；2表示协议不可达；3表示端口不可达；等等

    出错的IP包的IP首部+原始IP数据包中前8个字节