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ppp计算机网络

gecimao 发表于 2019-07-25 22:06 | 查看: | 回复:

  ,指的是从一个结点到相邻结点的一段物理线路,而中间没有任何其他的交换结点。

  数据链路除了必须有一条物理线路以外,还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输。若把视线这些协议的硬件和软件加到链路上,就构成了数据链路。

  (1)结点A的数据链路层把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部封装成帧。

  (3)若结点B的数据链路层收到的帧无差错,则从收到的帧中提取出IP数据报上交给上面的网络层;否则丢弃这个帧。

  封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部。接收端在收到物理层上交的比特流后,就能根据首部和尾部的标记,从收到的比特流中识别帧的开始和结束。

  每一种链路层协议都规定了所能传送的帧的数据部分长度上限——最大传送单元MTU。

  由于帧的开始和结束标记是使用专门指明的控制字符( SOT和EOT),因此,所传输的数据中的任何8比特的组合一定不允许使用和用作帧定界的控制字符,否则就会出现帧定界的错误。

  为了解决透明传输的问题,就必须设法使数据中可能出现的控制字符在接收端不被解释为控制字符。具体方法是:发送端的数据链路层在数据中出现控制字符的前面插入一个转义字符(ESC)。而在接收端的数据链路层在把数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符。

  在一段时间内,传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER。为保证数据的可靠性,在计算机传输数据时,必须采用各种差错检测措施。目前数据链路层广泛使用了循环冗余检测CRC

  用二进制的模2(不进位加法)运算进行2^n乘M的运算,这相当于在M后面添加n个0。得到的(k+n)位的数除以收发双方事先商定的长度为(n+1)的除数P,得出商是Q而余数是R。这个余数R就作为冗余码拼接在数据M的后面发送出去。

  接收端把接收到的数据以帧为单位进行CRC检验:把收到的每个帧都除以同样的除数P(模2运算),然后检查得到余数P。

  首部第一个字段和尾部第二个字段都是标志字段F(Flag)规定为“0x7E”。标志一个帧的开始或结束。因此标志字段就是PPP帧的定界符。

  连续两个帧之间只需要一个标志字段。如果连续出现两个标志字段,就表示这是一个空帧,应当丢弃。

  首部中第二个字段A规定为“0xFF”第三个字段C规定为“0x03”并无意义。

  (1)把信息字段中出现的每一个0x7E字节转变为2字节序列(0x7D,0x5E)

  (2)若信息字段中出现了一个0x7D的字节(即出现了转义字符一样的比特组合),则把0x7D转变成2字节序列(0x7D,0x5D)

  (3)若信息字段中出现ASCII码的控制字符(即数值小于0x20)则在前面加入0x7D,同时将该字符的编码加以改变。

  在发送端,先扫描整个信息字段,只要发现5个连续1,则立即填入一个0.因此经过零比特填充数据后的数据,就可以保证信息字段中不会出现6个连续1.

  当用户PC通过调制解调器呼叫路由器的时候,路由器能够检测到调制解调器发出的载波信号,在双方建立了物理层链接之后,PPP就进入“链路建立”状态,其目的是建立链路层的LCP连接。

  LCP开始协商配置选项,即发送LCP的配置请求帧。其协议字段置为LCP对应的代码,而信息字段包含特定的配置请求。

  协商结束后,双方建立了LCP链路,进入“鉴别”状态。只允许传送LCP协议的分组、鉴别协议的分组。若鉴别身份失败,则转到“链路终止”状态,若鉴别成功,则进入“网络层协议”状态。

  PPP链路两端的网络控制协议NCP根据网络层的不同协议相互交换网络层特定的网络控制分组。

  这个协议是:接收方没接收到一帧就进行CRC 检测,如果没有错误就收下这个帧,如果有错误就丢掉这个帧

  协议: 0x0021, 信息部分为IP数据报,0xC021: 信息部分为PPP链路控制协议LCP数据。0x8021:信息部分是网络层的控制数据

  当信息部分的bit 组合和首部和尾部的标志字段的bit 组合一样,就要使用字节填充方法,使信息部分和标志字段中的bit组合一样的bit 组合不出现信息部分。

  PPP协议是IETF在1992年制定的。经过1993年和1994年的修订,现在的PPP协议在1994年就已称为因特网的正式标准。

  PPP协议是目前广域网上应用最广泛的协议之一,它的优点在于简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等。

  透明性多种网络层协议 必须能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议(如IP和IPX等)的运行。

  检测连接状态能够及时(不超过几分钟)检测出一条链路是处于正常工作状态,还是已经出了故障。

  (1)一个将IP数据报封装到串行链路的方法。PPP既支持异步链路(无奇偶检验的8比特数据),也支持面向比特的同步链路。IP数据报在PPP帧中就是其信息部分。这个信息部分的长度受最大接收单元MRU (Maximum Receive Unit)的限制。MRU的默认值是1500字节。

  (2)一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP (Link Control Protocol)。通信的双方可协商一些选项。在[RFC 1661]中定义了11种类型的LCP分组。

  PPP的帧格式和HDLC的相似,PPP不是面向比特而是面向字节的,因而所有的PPP帧的长度都是整数个字节。

  将信息字段中出现的每一个 0x7E 字节转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5E)。

  若信息字段中出现一个 0x7D 的字节, 则将其转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5D)。

  若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符(即数值小于 0x20 的字符),则在该字符前面要加入一个 0x7D 字节,同时将该字符的编码加以改变。

  当PPP用在同步传输链路(SONET/SDH)时,采用硬件来完成零比特填充(和HDLC的做法一样)。

  2)用户验证,客户端会将自己的身份发送给远端的接入服务器。在认证完成之前,禁止从认证阶段前进到网络层协议阶段。如果认证失败,认证者应该跃迁到链路终止阶段。

  3)调用网络层协议 ,认证阶段完成之后,PPP将调用在链路创建阶段(阶段1)选定的各种网络控制协议(NCP)。选定的NCP解决PPP链路之上的高层协议问题,例如,在该阶段IP控制协议(IPCP)可以向拨入用户分配动态地址。

  家庭拨号上网就是通过PPP在用户端和运营商的接入服务器之间建立通信链路。

  目前,宽带接入正在成为取代拨号上网的趋势,在宽带接入技术日新月异的今天,PPP也衍生出新的应用。典型的应用是在ADSL接入方式当中,PPP与其他的协议共同派生出了符合宽带接入要求的新的协议,如PPPoE(PPP over Ethernet),PPPoA(PPP over ATM)。

  现在全世界使用得最多的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。用户使用拨号电话线接入因特网时,一般都是使用 PPP 协议。

  当 PPP 用在同步传输链路时,协议规定采用硬件来完成比特填充(和 HDLC 的做法一样)。 当 PPP 用在异步传输时,就使用一种特殊的字符填充法。

  字符填充:将信息字段中出现的每一个 0x7E 字节转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5E)。 若信息字段中出现一个 0x7D 的字节, 则将其转变成为 2 字节序列(0x7D, 0x5D)。若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符(即数值小于 0x20 的字符),则在该字符前面要加入一个 0x7D 字节,同时将该字符的编码加以改变。

  比特填充:PPP 协议用在 SONET/SDH 链路时,是使用同步传输(一连串的比特连续传送)。这时 PPP 协议采用零比特填充方法来实现透明传输。在发送端,只要发现有 5 个连续 1,则立即填入一个 0。接收端对帧中的比特流进行扫描。每当发现 5 个连续1时,就把这 5 个连续 1 后的一个 0 删除。

  PPP协议不提供序号和确认的可靠传输。原因:在数据链路层出现差错的概率不大时,使用比较简单的 PPP 协议较为合理。在因特网环境下,PPP 的信息字段放入的数据是 IP 数据报。数据链路层的可靠传输并不能够保证网络层的传输也是可靠的。帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接受。

  PPP协议的工作状态:当用户拨号接入 ISP 时,路由器的调制解调器对拨号做出确认,并建立一条物理连接。PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组(封装成多个 PPP 帧)。这些分组及其响应选择一些 PPP 参数,和进行网络层配置,NCP 给新接入的 PC机分配一个临时的 IP 地址,使 PC 机成为因特网上的一个主机。通信完毕时,NCP 释放网络层连接,收回原来分配出去的 IP 地址。接着,LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。

  因特网的用户通常都要连接到某个ISP(互联网服务提供商)才能接入到因特网。PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信所使用的数据链路层协议。

  因特网最复杂的部分放在了TCP协议中,而网际协议IP则相对比较简单,它提供的是不可靠的数据包服务。在这种情况下,数据链路层没有必要提供比IP协议更多的功能。因此数据链路层的帧,不需要纠错,不需要序号,也不需要流量控制。(在误码率较高的无线链路上可能需要更为复杂的链路层协议。)

  简单的设计可使协议在实现时不容易出错,这样使得不同厂商对协议的不同实现的互操作性提高了。

  所以,这种数据链路层的协议非常简单:接收方每收到一个帧,就进行CRC检验。如果CRC检验正确,就收下这个帧;反之,就丢弃这个帧。

  CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check):是数据通信领域中最常用的一种查错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任

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  PPP协议的帧格式PPP帧的首部和尾部分别为4个字段和2个字段。标志字段F=0x7E(符号“0x”表示后面的字符是用十六进制表示。十六进制的7E的二进制表示是01111110)。地址字段A只置为0xFF。地址字段实际上并不起作用。控制字段C通常置为0x03。PPP是面向字节的,所有的PPP帧的长度都是整数字节。PPP有一个2个字节的协议字段。其数值:...

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