计算机网络——数据帧和数据包的区别

如上图，图中15.0.0.2，13.0.0.2等是设备的IP地址，m1，m2等是设备的物理地址（Mac地址，出厂即确定，全球唯一识别），如果图中左边的某个个人电脑（IP地址为15.0.0.2）要传输一段信息到右边的某个服务器（IP地址为13.0.0.2），那么需要将信息封装起来，并且需要在数据中记录数据发送方的IP地址，也就是个人电脑的IP地址（IP地址为15.0.0.2），同时记录接收方的IP地址（IP地址为13.0.0.2），这样就形成了一个数据包。数据包的形式如下所示：

上图中的灰色部分就是封装的信息，两个IP地址分别是发送方和接收方。

现在已经打包好数据信息，知道发送方和接收方的IP地址。这一段数据包怎么在网络中传输呢？网络怎么知道下一步要将这个数据包转到哪一个网关接口呢？这时候就用到了设备的Mac地址和数据帧。

现在假设发送方的IP地址为15.0.0.2，其Mac地址为m4，那么其下一步要传输给网关接口m5，也就是这段数据下一步要到达的地方。注意数据不可能一下子从发送方传输到接收方，中间需要经过很多次的中转站，这些中转站需要使用Mac地址进行标记。

现在我们已经有数据包，知道发送方的Mac地址为m4，需要中转的下一个中转站为路由器的网关接口，其IP地址为15.0.0.1，Mac地址为m5。这样，我们需要把当前Mac和下一个要到达的Mac地址记录在数据包中，这样就从数据包形成了数据帧。具体的数据帧形式如下：

当这个数据帧到达m5之后，发送位置变为m5，Mac地址为m5的路由器接收到数据帧后，需要访问数据帧中的IP地址知道接收到的IP地址，然后才能决定下一个中转站的具体位置，决定下一个中转站的具体位置后，将下一个中转站的Mac地址记录在数据帧中，因此需要把上图中的数据帧的两个Mac地址重写，然后再进行传输，一直到到达最终的IP地址接收方。

当数据帧到达接收方后，数据帧中的Mac地址已经不包括发送方的Mac地址了，但是发送方的IP地址仍然存在数据包中，因此我们可以知道是谁发送的请求，可以将其IP地址记录下来，这也是我们可以通过IP进行查询的原因。

物理地址Mac决定了下一站的位置，IP地址决定了最后的接收方是谁。

为什么不能直接使用IP地址代替Mac地址进行记录呢？查了一下，IP地址是TCP/IP网络层的寻址机制，Mac是802.3/Ethernet链路层的寻址机制，
他们是不同层次的东西，不是并排关系，想一想数据发出去走到网线上最终还是变成了电脉冲，TCP/IP是没有物理层定义的，IP包最终变成电信号之前需要以太网来处理，当度IP的数据给予了以太网之后，以太网就用属于它自己的寻址机制来处理以太帧，也就是用MAC地址。

同时，在数据链路层中，既有Mac又有ppp，怎么确定在传输的时候使用哪个呢？ppp属于广域网回范畴，MAC是局域网范畴，按实际情况和环境就选用不同的协议，ppp支持的网络答结构只能是点对点，mac支持多点对多点。
以太网中用mac，远程的话就用ppp（如ADSL拨号，就是基于ppp的）。