兩種信道下的數(shù)據(jù)鏈路層——點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信PPP協(xié)議

作者：趙玉強(qiáng) 2015-03-09 11:35:10

異步傳輸是以字符為傳輸單位，每個(gè)字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位，以標(biāo)記一個(gè)字符的開始和結(jié)束，并以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸同步。異步傳輸又稱為起止式異步通信方式，其優(yōu)點(diǎn)是簡單、可靠，適用于面向字符的、低速的異步通信場合。

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PPP協(xié)議的組成

● 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議可以用于異步串行或同步串行介質(zhì)

● 使用LCP建立并維護(hù)數(shù)據(jù)鏈路連接

● NCP允許在點(diǎn)到點(diǎn)連接上使用多種網(wǎng)路層協(xié)議，如：

● IP、IPX、AppleTalk等。

如果撥號(hào)身份驗(yàn)證成功了，則LCP負(fù)責(zé)建立數(shù)據(jù)鏈路，當(dāng)LCP建立好了鏈路后，那么NCP就可以通了，NCP就分配一個(gè)IP給我們上網(wǎng)。

使用場合

用戶通過撥號(hào)連入ISP(電信、聯(lián)通)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的。ISP給用戶分配IP地址。PPP協(xié)議作用于之間，為用戶和ISP提供規(guī)則：在連上網(wǎng)線的基礎(chǔ)上還需要遵守?fù)芴?hào)和利用IP地址才能上網(wǎng)的規(guī)則。

PPP能夠計(jì)費(fèi)，能夠顯示上網(wǎng)時(shí)間和上網(wǎng)流量等等

PPP協(xié)議幀的格式

PPP協(xié)議是面向字節(jié)的，所以PPP幀的長度都是整字節(jié)數(shù)

● PPP議應(yīng)該滿足的要求：

簡單：對(duì)幀不需要糾錯(cuò)，不需要流量控制，在接收方收到幀后用CRC檢測(cè)，正確接收，錯(cuò)誤就丟棄

多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議：能夠支持多種高層協(xié)議的運(yùn)行，比如IP協(xié)議等。

多種類型鏈路：支持在光線等不同物理鏈路。

差錯(cuò)檢測(cè)：能夠利用CRC進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。

檢測(cè)連接狀態(tài)：當(dāng)撥號(hào)密碼錯(cuò)誤、連接錯(cuò)誤時(shí)，PPP協(xié)議會(huì)提示錯(cuò)誤信息。

***傳送單元：一般要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不能超過1500個(gè)字節(jié)。

網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商：撥號(hào)成功后，PPP協(xié)議能給用戶分配網(wǎng)絡(luò)層的IP地址。

數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商：比如要傳0000000011111111，16個(gè)比特。經(jīng)過壓縮算法后，只需要告訴對(duì)方要傳8個(gè)0，8個(gè)1。接收方收到后再根據(jù)算法將16個(gè)0，16個(gè)1解壓成0000000011111111。這樣能夠節(jié)省帶寬。

封裝成幀：從PPP協(xié)議的幀格式可以看出PPP協(xié)議封裝成幀。在數(shù)據(jù)鏈路層以幀為單位進(jìn)行傳輸。

透明性：為了防止信息部分出現(xiàn)幀定界序列7E，而使網(wǎng)絡(luò)誤以為幀結(jié)束。#p#

● 字節(jié)填充(以字節(jié)為單位，應(yīng)用于異步網(wǎng)絡(luò)中)

規(guī)則：發(fā)送的信息部分內(nèi)容出現(xiàn)以下3種情況就變成相應(yīng)的字節(jié)

在接收端收到7D 5E FE 7D 23 27 7D 5D 7D 5D 64 7D 5E后再按照規(guī)則變成7E FE 03 27 7D 7D 64 7E。

零比特填充(以比特為單位，應(yīng)用于同步網(wǎng)絡(luò)中)

在同步網(wǎng)絡(luò)中傳的比特流，所以不一定是8的倍數(shù)了。需要解決比特流的透明傳輸

規(guī)則：

在發(fā)送端，只要發(fā)現(xiàn)有 5 個(gè)連續(xù) 1，則立即填入一個(gè) 0。接收端對(duì)幀中的比特流進(jìn)行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn) 5 個(gè)連續(xù)1時(shí)，就把這 5 個(gè)連續(xù) 1 后的一個(gè) 0 刪除

PPP協(xié)議不需要滿足的要求：

不用使用序號(hào)和確認(rèn)機(jī)制原因;

● 在數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)差錯(cuò)的概率不大時(shí)，使用比較簡單的 PPP 協(xié)議較為合理。

● 在因特網(wǎng)環(huán)境下，PPP 的信息字段放入的數(shù)據(jù)是 IP 數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)鏈路層的可靠傳輸并不能夠保證網(wǎng)絡(luò)層的傳輸也是可靠的。

● 幀檢驗(yàn)序列 FCS 字段可保證無差錯(cuò)接收

PPP協(xié)議的工作狀態(tài)

當(dāng)用戶撥號(hào)接入 ISP 時(shí)，路由器的調(diào)制解調(diào)器對(duì)撥號(hào)做出確認(rèn)，并建立一條物理連接PC 機(jī)向路由器發(fā)送一系列的 LCP分組(封裝成多個(gè) PPP 幀)。

這些分組及其響應(yīng)選擇一些 PPP 參數(shù)，和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層配置，NCP 給新接入的 PC機(jī)分配一個(gè)臨時(shí)的 IP 地址，使 PC 機(jī)成為因特網(wǎng)上的一個(gè)主。

通信完畢時(shí)，NCP 釋放網(wǎng)絡(luò)層連接，收回原來分配出去的 IP 地址。接著，LCP 釋放據(jù)鏈路層連接。***釋放的是物理層的連接。

【解疑答惑心得】

(本心得只表示個(gè)人看法，可能并不是正規(guī)解釋，只供參考理解)

異步和同步

同步就是你叫我去吃飯，我聽到了就和你去吃飯;如果沒有聽到，你就不停的叫，直到我告訴你聽到了，才一起去吃飯。

異步就是你叫我，然后自己去吃飯，我得到消息后可能立即走，也可能等到下班才去吃飯。

所以，要我請(qǐng)你吃飯就用同步的方法，要請(qǐng)我吃飯就用異步的方法，這樣你可以省錢。

舉個(gè)例子打電話時(shí)同步發(fā)消息是異步

同步傳輸是以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位。每個(gè)數(shù)據(jù)塊的頭部和尾部都要附加一個(gè)特殊的字符或比特序列，標(biāo)記一個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束，一般還要附加一個(gè)校驗(yàn)序列(如16位或32位CRC校驗(yàn)碼)，以便對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行差錯(cuò)控制。所謂同步傳輸是指數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)塊之間的時(shí)間間隔是固定的，必須嚴(yán)格地規(guī)定它們的時(shí)間關(guān)系。

【擴(kuò)展之打破PPP的神秘面紗】實(shí)戰(zhàn)Cisco----路由器使用PPP協(xié)議封裝成幀

Router>enable 
Router#config t 
RouterA(config)#hostname Router0 
Router0(config)#interface s 2/0 
Router0(config-if)#clock rate 64000 
Router0(config-if)#ip add 192.168.1.1 255.255.255.0 
Router0(config-if)#no shutdown 
Router0(config-if)#exit 
Router0#show interface s 2/0 
Serial2/0 is up, line protocol is up (connected) 
  Hardware is HD64570 
  Internet address is 192.168.1.1/24 
  MTU 1500 bytes, BW 128 Kbit, DLY 20000 usec, 
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 
  Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec)//鏈路默認(rèn)HDLC協(xié)議　 
Router0(config)#inter s 2/0 
Router0(config-if)#encapsulation ppp                    //改為PPP協(xié)議 
Router0(config-if)#exit 
Router0#show inter s2/0 
Serial2/0 is up, line protocol is down (disabled) 
  Hardware is HD64570 
  Internet address is 192.168.1.1/24 
  MTU 1500 bytes, BW 128 Kbit, DLY 20000 usec, 
     reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 
  Encapsulation PPP, loopback not set, keepalive set (10 sec)      //已經(jīng)更改為PPP協(xié)議 
   
Router0#config t 
Router0(config)#username Router1 password todd             //通過密碼todd通信 
Router0(config)#inter s 2/0 
Router0(config-if)#ppp authentication chap                //設(shè)定認(rèn)證模式為chap

責(zé)任編輯：林琳來源： 51CTO

PPP 數(shù)據(jù)鏈路層幀