以太网封装优化探讨

在网络通信领域，如何有效提升数据传输效率一直是研究的热点。将围绕尾部封装（Trailer Encapsulation）这一概念展开讨论。
尾部封装源自RFC 893[Leffler and Karels, 1984]，它为以太网提出了一种特殊的封装格式。这种封装方式通过重新组织IP数据包中的字段顺序来优化性能表现。在传统的以太网帧中，首部（包括IP和TCP头部）是变长的部分，这使得当将这些数据复制到内核时，难以直接映射到硬件页面，从而增加了内存到内存的复制过程的开销。而尾部封装通过将这部分内容移至数据帧尾部，紧接在CRC字段之前，实现了对内存资源的更高效利用。此外，TCP数据报的长度为512字节的整数倍，这恰好与内核中的页表处理机制相契合，进一步提升了传输效率。
为了实现这一优化效果，两台主机需要通过协商使用ARP扩展协议来执行尾部封装操作。这些经过封装的数据帧需要定义不同的以太网帧类型值以示区别。虽然尾部封装在一定程度上提高了数据传输的性能，但由于其复杂性及潜在的兼容性问题，目前已被多数网络架构所淘汰。对于感兴趣的读者，可以进一步参考RFC 893以及参考文献[Leffler et al., 1989]中的第11.8节以获得更多详细信息。
接下来，我们将探讨另一种流行的封装技术——SLIP（Serial Line IP）。
2.4 SLIP：串行线路IP S L I P的全称是Serial Line IP。它是一种简单有效的封装方式，专为在串行线路上传输IP数据报而设计，具体描述可参见RFC 1055[Romkey, 1988]。SLIP协议适用于家庭环境中常见的RS-232串行端口以及高速调制解调器接入Internet的场景。
以下是SLIP协议定义的帧格式的规则：
1) IP数据报以一个称为END（0x c0）的特殊字符结束，同时为了防止线路噪声被误认为是数据报内容，大多数实现在数据报的开始处也传送一个END字符。如果前一个错误报文的内容毫无意义，那么当前的正确报文得以正常传输。
2) 若IP报文中某个字符为END，则需要连续发送两个字节0xd8和0xdc来取代它。这两个特殊字节被称为SLIP的ESC字符，尽管其值与ASCII码中的ESC字符（0x1b）不同。
3) IP报文中的其他字符在传输过程中保持不变，但若遇到控制字符或需要特别处理的字符时，需采用特定的转义机制进行处理。
通过这些封装技术的探讨与应用，我们能够更好地理解网络通信中数据封装的优化策略及其对性能提升的影响。