Executive Summary

核心观点（金字塔原理）

结论先行: 链路层承担IP数据报发送接收、ARP/RARP请求响应三大职责，SLIP和PPP协议通过压缩机制提高低速链路性能，MTU是影响网络传输效率的关键参数。

支撑论点:

1. 三大核心功能: 为IP模块收发数据报、为ARP模块收发请求应答、为RARP模块收发请求应答
2. 封装协议对比: SLIP简单但功能有限，PPP支持多协议、有CRC校验、支持IP动态协商，代价是每帧增加3字节
3. MTU机制: 路径MTU取决于通信路径上的最小MTU值，且双向路径MTU可能不同

SWOT 分析

适用场景

• 低速串行链路的协议选型（SLIP vs PPP）
• 网络性能调优时的MTU配置
• 本地服务开发测试使用127.0.0.1环回地址

链路层的三个主要作用

1. 为IP模块发送和接收IP数据报
2. 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答
3. 为RARP发送RARP请求和接收RARP应答

SLIP(Serial Line IP)

• 一种在串行线路上对IP数据报进行封装的简单形式，以END(0xc0)的特殊字符结束，同时为了防止数据报到来之前的线路噪声被当成数据报内容，大多数实现在数据报的开始处也传一个END字符，当出现线路噪声，那么END字符将结束这份错误的报文，这样当前的报文得以正确地传输，而前一个错误报文交给上层处理，会发现内容毫无意义而被丢弃。

CSLIP(压缩的SLIP) 通常对于有堆多小的TCP分组，为了1字节的数据，需要20个字节的IP首部和20个字节的TCP首部，CSLIP可将40个字节压缩到3/5个字节。

PPP 点对点协议(补充修改了SLIP协议中的缺陷)优势总结如下:

1. PPP支持在单根串行线路上运行多种协议，不只是IP协议
2. 每一帧都有循环冗余娇艳
3. 通信双方可以进行IP的动态协商(使用IP网络控制协议)
4. 与CSLIP类似对TCP/IP报文首部进行压缩
5. 链路控制协议可以对多个数据链路选项进行设置
   • 为了以上优势付出的代价是每一帧首部增加3个字节，当建立链路时需要发送几帧协商数据，以及更为复杂的实现

     环回接口

   • 允许运行在同一台主机上的客户程序和服务器程序通过TCP/IP进行通信；A类网络号127就是为环回接口预留的。127.0.0.1/localhost 就是为换回接口预留的，一个传给环回接口的IP数据报不能在任何网络上出现。

     最大传输单元MTU

   • 以太网和802.3对数据帧的长度都有一个限制，其最大值分别是1500和1492字节，链路层的这个特性称作MTC最大传输单元，不同类型的网络大多数都有一个上限。

     路径MTU

   • 当两台主机相互通信时，该网络中的MTU非常重要，重要的是两台通信主机路径中的最小MTU，被称为路径MTU。两台机器A->B的最小MTU与B->A的最小MTU有可能不同，因为有可能路由是不同的。

     串行线路吞吐量计算

   • 思考: 所谓的压缩算法比如SLIP和PPP的封装格式，的确减少了在线路上传输的字节数，但是纠错机制又会增加传输的时间，如何进行合理决策的入口呢？

     总结

   • SLIP和PPP用于低俗的链路，提供了压缩报文的方法，使得交互性能得到提高
   • 环回接口，127.0.0.1 通过发送IP数据报给主机，当环回数据回到上层的协议栈中，它以及经过传输层和IP完成的处理过程。
   • MTU，路径MTU，最小路径MTU