数据链路层 点对点协议 PPP

点对点协议 PPP

一、 PPP 协议应满足的需求

简单。提供不可靠的数据报服务，比IP协议简单，不需要纠错，不需要序号，不需要流量控制。

工作方式：接收方每收到一个帧就进行CRC校验，如正确就接受该帧，如错误就丢弃该帧，其他什么也不做。

封装成帧：有帧界定符

透明性：解决特殊字符的传递

多种网络层协议

多种类型链路：串行的或并行的，同步的或异步的，电或光的 。

差错检测：立即抛弃有错误的帧，防止浪费网络资源。

检测连接状态：自动检测链路是否正常工作

最大传送单元：对每种类型的链路设置MTU，促进各种实现之间的互操作性。

网络层地址协商

二、PPP 协议的组成

PPP 协议有三个组成部分

一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。

链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。

建立、配置和测试数据链路的连接

一套网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。
支持不同的网络层协议，如IP、OSI、DECnet、

三、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(flag) = 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。
当协议字段为 0x0021 时，PPP 帧的信息字段就是IP 数据报。
若为 0xC021, 则信息字段是 PPP 链路控制LCP数据。
若为 0x8021，则表示这是网络控制NCP数据。

当 PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法。

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。
如出现0x03就把它转变成(0x7D,0x23)。
b7b6b5b4b3b2b1b0 —>(0x7D, b7b6b5b4b3b2b1b0)

零比特填充

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，只要发现数据字段有 5 个连续 1，则立即填入一个 0。不会出现6个连续的1
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。
这样可以避免数据字段包含F字符（0x7E）引起帧边界的错误判断。

四、PPP 协议的工作状态

LCP协商：最大帧长、是否使用地址和控制字段。
NCP协商：分配IP地址、网络层是否是IP。

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。