[yarn]yarn异常

文章目录

• 1. 认识以太网
• 2. MAC协议
• • MAC帧的格式
  • MAC地址和IP地址的区别
  • MTU
• 3. 局域网通信原理
• • 碰撞检测和避免
• 4. ARP协议
• • ARP数据报的格式
  • ARP缓存

1. 认识以太网

数据链路层负责在同一局域网（同一链路）中两台设备的通信。 局域网的种类有很多，如：以太网、令牌环网。以太网是最常见的局域网技术，广泛用于家庭、企业和数据中心网络。

2. MAC协议

MAC帧的格式

目的MAC地址和源MAC地址： 标识该数据帧的目的主机和源主机；

类型： 指的是封装上层数据的协议类型，有三种类型：IP, ARP, RARP，分别对应数字：0800, 0806, 8035。

CRC校验码： 判断该数据帧的正确性。

MAC地址和IP地址的区别

• MAC地址用于标识同一链路相互连接的不同主机，在通信过程中描述路途上每一个区间的起点和终点。 MAC地址的长度为6字节48位，一般用16进制数字加上冒号的形式来表示（例如: 08:00:27:03:fb:19）。MAC地址通常是唯一的，在网卡出厂时就设定了，不能修改。
• IP地址用于标识网络中的不同主机，在通信中描述全过程的起点和终点。

MTU

MTU（Maximum Transmisson Unit）最大传输单元，指数据链路层中一个数据帧有效载荷的最大长度。

不同数据链路对于数据帧的长度限制不同，以太网MAC帧数据部分的长度规定最小是46字节，最大是1500字节。如果数据长度小于46字节，要求在数据部分后面填充额外的空白字节，以满足最小长度要求。最大是1500字节，这就是MTU。

为什么要设置MTU？

• 提高网络传输的效率；
• 降低碰撞概率，减少碰撞后重传的成本。大数据帧传输时间长，增加碰撞的风险，碰撞避免的成本很高。(关于数据碰撞，后面详谈)

MTU对上层的影响：

MSS与MTU的关系：

通常情况下：

MSS = MTU(1500byte) - IP报头长度(20byte) - TCP报头长度(20byte) = 1460byte

3. 局域网通信原理

1. 局域网采用“广播”的策略进行数据通信，即在同一链路中，主机A向主机B发送数据，并不是直接向B转发，而是群发到同一链路的所有主机中，由接收主机辨认数据包是否是发给自己的。

2. 在同一链路上，每台主机有一个MAC地址，用于标识了该主机在链路中的唯一性。 每个发出的数据帧都携带源MAC地址和目标MAC地址。当主机A向主机B发送消息时，同链路所有主机都收到这个消息，并在数据链路层查看消息的目标MAC地址是否为本主机MAC地址，不是则在MAC层将消息丢弃，是则向上交付。

碰撞检测和避免

• 碰撞检测

  数据链路层的碰撞检测机制，通俗理解：因为主机以广播的形式向同一链路的目标发送数据，所以发送方自己也能收到自己发出去的数据。碰撞检测就是在链路中收取自己发送的数据帧，通过CRC校验等方式，检测数据是否损坏。

• 碰撞避免

  碰撞避免就是当检测到发生数据碰撞，发送方的数据链路层会随机等待一段时间，再尝试重传数据帧。这个等待时间是为了避免多个设备在同一时间重新发送数据，从而减少再次发生碰撞的可能性。因此，不仅TCP有重传机制，数据链路层也有，只不过机制比较简单。

另外的，同一链路中设备越多，数据碰撞的概率越高。因此数据链路层引入了 交换机（Switch） 以解决这个问题。

交换机是工作在数据链路层的设备，其主要作用是划分碰撞域，如下：

4. ARP协议

ARP协议（Address Resolution Protocol）就是用于IP地址转换MAC地址。 ARP通俗来讲就是一个“询问”的过程，知道目标IP，在局域网中群发询问目标IP对应的MAC地址，与IP对应的目标主机会返回它的MAC地址。

ARP协议也是数据链路层协议，但在MAC协议之上。

ARP数据报的格式

ARP是MAC帧的一种类型（MAC帧报头的类型字段填为0806），只不过规定了MAC数据部分的字段格式。

各个字段解释：

1. 硬件类型：指链路层网络类型，1表示以太网；
2. 协议类型：指要转换的地址类型，0x0800表示IP地址；
3. 硬件地址长度：物理地址长度，以太网MAC地址是6字节；
4. 协议地址类型：要转换的地址长度，IP地址是4字节；
5. op：op字段为1表示ARP请求，op字段为2表示ARP应答。

一次ARP的过程（主机A想要得知主机C的MAC地址）：

1. 主机A向主机C发送ARP请求（格式如下图），此时主机A并不知道主机C的MAC地址，只知道其IP地址，因此将目的MAC地址设为全1，目的IP设为ipC。（帧类型ARP的0806, op是1表示ARP请求）

2. 主机A的ARP请求广播到局域网中，所有主机都会收到。

   • 对于其它非目标的主机，收到这个MAC数据帧后，发现MAC报头的类型字段为0806，得知该数据帧是ARP数据帧，便由MAC协议交付给上层的ARP协议。ARP协议解开报头，查看op字段，确定为ARP请求（这是固定过程，每个主机都可能会收到ARP请求或应答，必须先判断是请求还是应答，再作进一步处理）。然后判断目标IP是否为本机的IP地址，检测到不是，在APR层丢弃数据包。
   • 对于主机C，收到数据帧，判断是ARP请求，在ARP层判断目标IP为本机IP，则表示这个ARP请求想要获取本机的MAC地址。紧接着进行应答的构建

3. 主机C构建ARP应答（格式如下图），然后广播到链路中
   

4. 主机A收到ARP数据帧，其它主机丢弃应答（这里MAC报头中的目标地址已经确定，主机通过判断MAC报头中的目标地址，决定是否在MAC层丢弃，而不用交付给ARP层）。主机A收到了一个发送给自己的ARP应答，提取源MAC地址macC和源IP地址ipC，得到了一组IP地址和MAC地址的映射关系。主机A终于得到了主机C的MAC地址，可以正常通信了！

细节：

1. ARP层收到一个ARP数据帧，解开报头后，第一步必然是查看op字段。

   • op为1表示该帧为ARP请求，执行动作：判断目标IP是否为本机IP，是则表示该ARP请求想要获取本机的MAC地址，紧接着构建并发送应答；否则在APR层丢弃该请求。
   • op为2表示该帧为ARP应答，不用考虑是否丢弃，因为已经再MAC层完成，执行动作：提取源MAC地址和源IP地址，得到一组IP和MAC地址映射关系

2. ARP请求的丢弃发生在ARP层，ARP应答的丢弃发生在MAC层。

ARP缓存

每个主机都会维护一张ARP缓存表，用于存储历史建立的IP与MAC地址的映射关系。 数据链路层收到IP数据包后，根据目标IP地址，查看ARP缓存表，若表中存在与目标IP地址对应的映射关系，则直接打包MAC帧发往目标主机，否则进行ARP过程。缓存表中的表项有过期时间(一般为20分钟)，如果20分钟内没有再次使用某个表项，则该表项失效，下次还要发ARP请求来获得目的主机的硬件地址。

Linux下通过arp指令查看ARP缓存表。

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