网络层&数据链路层协议—网络

**网络层与数据链路层协议**

在计算机网络中，协议是指通信双方之间的约定，这些约定定义了数据如何被传输、接收和处理。网络层和数据链路层是TCP/IP模型中的两个重要层次，它们负责将数据从源主机传递到目的主机。

**1. 网络层协议**

网络层（Network Layer）位于数据链路层之上，主要负责将数据包从源主机传递到目的主机。它使用IP地址来标识每个主机，并使用路由表来决定数据包应该通过哪条路径传递。

**1.1 IP协议**

IP协议（Internet Protocol）是网络层的核心协议，它定义了数据包的格式和传输过程。IP协议分为IPv4和IPv6两种版本，IPv4是目前最常用的版本。

**代码示例：**

c// IPv4头部结构struct ip_header {
 uint8_t ihl:4, // 首部长度（字节）
 version:4; // 版本号 uint16_t tos; //服务类型 uint16_t tot_len; // 总长度（字节）
 uint16_t id; // ID uint16_t frag_off; // 分片偏移 uint8_t ttl; // 生存时间 uint8_t protocol; // 协议号 uint32_t check; // 校验和 struct in_addr saddr; // 源IP地址 struct in_addr daddr; // 目的IP地址};

// IPv4头部填充示例void fill_ipv4_header(struct ip_header *iph, uint8_t version, uint16_t tos,
 uint32_t id, uint16_t frag_off, uint8_t ttl,
 uint8_t protocol) {
 iph->ihl =5; // 首部长度（字节）
 iph->version = version;
 iph->tos = tos;
 iph->tot_len = htons(20 + sizeof(struct tcp_header)); // 总长度（字节）
 iph->id = id;
 iph->frag_off = frag_off;
 iph->ttl = ttl;
 iph->protocol = protocol;
 iph->check =0; // 校验和}

**1.2 ICMP协议**

ICMP协议（Internet Control Message Protocol）是网络层的另一个重要协议，它用于传递错误信息、询问路由信息等。

**代码示例：**

c// ICMP头部结构struct icmp_header {
 uint8_t type; // 类型 uint8_t code; // 子类型 uint16_t check; // 校验和};

// ICMP头部填充示例void fill_icmp_header(struct icmp_header *icmph, uint8_t type,
 uint8_t code) {
 icmph->type = type;
 icmph->code = code;
 icmph->check =0; // 校验和}

**2. 数据链路层协议**

数据链路层（Data Link Layer）位于物理层之上，主要负责将数据帧从源主机传递到目的主机。它使用MAC地址来标识每个主机，并使用CSMA/CD或其他多点接入协议来决定数据帧应该通过哪条路径传递。

**2.1 Ethernet协议**

Ethernet协议是数据链路层的核心协议，它定义了数据帧的格式和传输过程。Ethernet协议分为三种类型：10Mbps、100Mbps和1000Mbps。

**代码示例：**

c// Ethernet头部结构struct eth_header {
 uint8_t dst_mac[6]; // 目的MAC地址 uint8_t src_mac[6]; // 源MAC地址 uint16_t ether_type; // 类型};

// Ethernet头部填充示例void fill_eth_header(struct eth_header *ethh, uint8_t *dst_mac,
 uint8_t *src_mac) {
 memcpy(ethh->dst_mac, dst_mac,6);
 memcpy(ethh->src_mac, src_mac,6);
 ethh->ether_type = htons(0x0800); // 类型}

**2.2 PPP协议**

PPP协议（Point-to-Point Protocol）是数据链路层的另一个重要协议，它用于传递错误信息、询问路由信息等。

**代码示例：**

c// PPP头部结构struct ppp_header {
 uint8_t code; // 类型 uint16_t id; // ID};

// PPP头部填充示例void fill_ppp_header(struct ppp_header *ppph, uint8_t code,
 uint16_t id) {
 ppph->code = code;
 ppph->id = id;
}

以上是网络层和数据链路层协议的基本内容，包括IP协议、ICMP协议、Ethernet协议和PPP协议。这些协议都是计算机网络中非常重要的组成部分，它们共同构成了TCP/IP模型。