本文主要是介绍【网络】数据链路层详解，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
前言
传输层提供可靠传输报文的方案，传输层提供传输报文的能力，解决了报文从A网络到达B网络中的问题。但是在此之中，如果处于同一个局域中，那么报文如何转发呢？对于这个问题的解决就是依靠数据链路层的策略。
本文重点
本文将介绍MAC帧协议字段，MAC局域网通信的原理。以及数据链路层常见的协议ARP协议，ICMP协议、最后继续探索NAT转化技术
MAC帧协议
MAC帧报文
MAC帧协议中的目的地址、源地址，一般都是网卡地址，是一个硬件出厂就设置好的
类型：上一层类型类型，常见的编号 0800IP协议 、0806ARP报文
中间字段封装了上一层的报文。
如何分离？
首部固定长度14字节。
如何分用？
2字节类型：0806ARP 0800IP协议。
MAC的存在意义？就是帮助IP协议在一个局域网中将报文转发。
它们的功能是互补的。
在一个通信过程中,IP地址始终是不变的，而MAC一直在边。因为广域网就是由大量的局域网组成的。
局域网通信原理
在一个局域网内 ，IP地址为192.168.4.5的主机想将报文发送到192.168.4.6的主机
来模拟一下这个网络的通信过程
主机A会填充MAC报文：
如果主机A发送一个报文，处于同一个局域网内的所有主机都能接收到这个报文。
一旦局域网内的机器收到报文后，会将报文解包，获取目的MAC地址，与自己比对。如果地址不同，就丢失报文。知道报文达到目的主机。
如何MAC E 收到报文后，会解包，发现是属于自己的MAC报文。同时它会查路由表查询下一跳报文要发给哪个IP地址，然后重复这个过程。封装MAC报文，转发数据。
任何子网内同时只允许一个主机发送数据！
如果有多个主机同时发送报文，就会进行排队。后来的短暂延迟后发出。
这就存在一个问题：数据碰撞
会导致报文碰撞丢失
介绍俩种常见的技术，避免数据碰撞
冲突检测：发消息前先检查是否有发数据的机器，有就延迟一会
交换机：划分子网域
交换机会将子网划分成俩个区域。一般是以交换机为界，分成左右俩边。
如果 处于左边的主机发送的主机也在左边，就不会经过右边子网。
从而减少数据碰撞。
ARP协议 ——地址解析协议
在数据链路层中，主机得到要转发的IP报文，要转发报文时，会封装上对方的MAC地址。但是这个MAC地址是怎么来的呢？就是通过处于同一层的MAC地址ARP协议获取。
ARP协议格式
关键的字段：
- 以太网目的地址和源地址
- OP选项：ARP请求为 1 ARP应答为2
ARP获取对方MAC地址的步骤：
- ARP会构建协议报文，以太网目的地址为全F，填入对方的主机IP地址。
- 封装MAC报文协议，将目的以太网地址设为全F，发送MAC报文。
- 由于是广播，所有主机都能收到MAC报文，同时更具MAC报文解包 ，获取ARP协议报文。
- 如果ARP目的IP与主机相同就构建ARP应答并且封装MAC报文发回响应，否则就丢失。
通信的原理
注意：
当一个主机收到ARP报文时候，必须先看是请求还是应答。才能对下一步操作。
同时主机收到ARP应答之后，会在当前主机上保存一段时间，一般是20分钟。下一份同样发给对端主机的报文就不用先进行ARP。
DNS域名解析
应用层协议
通过IP+端口号可以定位到唯一主机上的唯一进程。
但是人们不习惯这种数字的记忆方式，更习惯一段简单的字符串标记述主机名和IP地址的关系。
主域名是用来识别主机名称和主机所属的组织机构的一种分层结构的名称.
- 域名会被放到数据库中。
- 通过域名访问会先在数据库中检索到指定的IP+端口，而后返回给用户。
ICMP协议
处于网络层，用于检测网络健康状态，丢包的原因
常见的TCP协议报文丢失后，会超时重传，如果对方网络段线了，也会发送
ICMP报文就是由对方路由器发起的，传到发送方。告知丢包的原因。
代理服务
正向代理：
用户请求会先经过代理服务器再发送到运营商。同时会对来自运营商的数据缓存在本地。
有什么好处？
- 资源共享
- 内网安全
- 内网对外访问拦截
反向代理
用户要访问某个公司的服务器时候，请求会先被代理服务器收集，经过代理服务器进行负载均衡选择受理的服务器
好处？
- 负载均衡
- 内网安全
至此网络层的协议总体已经完结了。后续将进行IO模型的讲解。
这篇关于【网络】数据链路层详解的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
