点对点协议PPP
目录
一、PPP协议的特点
1. PPP 协议应满足的需求
2.PPP协议的组成
二、PPP协议的帧格式
1.各字段的意义
2.透明传输问题
2.1字节填充（PPP用在异步传输时）
2.2. 零比特填充（PPP用在同步传输时）
3.不提供使用序号和确认的可靠传输的原因
三、PPP协议的工作状态
一、PPP协议的特点
对于点对点的链路，目前使用得最广泛的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)。 PPP 协议在 1994 年就已成为互联网的正式标准 [RFC 1661, STD51]。
用户到 ISP 的链路使用 PPP 协议
1. PPP 协议应满足的需求
1. 简单 ——首要要求，对数据链路层的帧，不需要纠错，序号，流量控制。
2. 封装成帧 —— 必须规定特殊的字符作为帧定界符。
3. 透明性 —— 必须保证数据传输的透明性。这就是说，如果数据中碰巧出现了和帧定界符一样的比特组合时可以采用字节填充来解决。
4. 多种网络层协议 —— 能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议。
5. 多种类型链路 —— 能够在多种类型的链路上运行。
6. 差错检测 —— 能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错的帧。
7. 检测连接状态 —— 能够及时自动检测出链路是否处于正常工作状态。
8. 最大传送单元 —— 必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元 MTU（默认值是1500字节） 的标准默认值，促进各种实现之间的互操作性。如果高层协议发送的分组过长并超过MTU的数值，PPP就要丢弃这样的帧，并返回差错。注：MTU是数据链路层的帧可以载荷的数据部分的最大长度，而不是帧的总长度。
9. 网络层地址协商 —— 必须提供一种机制使通信的两个网络层实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。
10. 数据压缩协商 —— 必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法。
2.PPP协议的组成
三个组成部分：
（1）一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
（2）一个链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)。用来建立、配置和测试数据链路连接。
（3）一套网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)。其中的每一个协议支持不同的网络层协议。
二、PPP协议的帧格式
1.各字段的意义
首部（4 个字段）：
（1）标志字段 F： 0x7E 。表示一个帧的开始和结束。连续两帧之间只需要用一个标志字段。如果出现连续两个标志字段，就表示这是一个空帧，应当丢弃。
（2）地址字段 A：置为 0xFF。实际上不起作用。
（3）控制字段 C：通常置为 0x03。
（4）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链路控制协议，而0x8021表示这是网络层的控制数据。若为 0xC023，则信息字段是鉴别数据。
信息部分：长度可变，不超过1500字节。
尾部：（2 个字段）：第一个字段是使用CRC的帧检测序列FCS；第二个字段是标志字段。
注：PPP 是面向字节的，所有的 PPP 帧的长度都是整数字节。
2.透明传输问题
2.1字节填充（PPP用在异步传输时）
异步传输是指逐个字符地传送，当信息字段中出现和标志字段一样的比特（ 0x7E ）组合时，字节填充的方法如下，转义字符定义为0x7D：
（1）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)。
（2）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)。
（3）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。
2.2. 零比特填充（PPP用在同步传输时）
PPP协议用在SONET/SDH链路时，使用同步传输（一连串的比特连续传送）而不是异步传输。在这种情况下，PPP协议采用零比特填充方法来实现透明传输。
3.不提供使用序号和确认的可靠传输的原因
PPP 协议之所以不使用序号和确认机制是出于以下的考虑：
（1）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。
（2）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。
（3）帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接受。
三、PPP协议的工作状态
PPP 链路初始化过程：
（1）用户拨号接入 ISP 后，就建立了一条从用户个人电脑到 ISP 的物理连接。
（2）用户个人电脑向 ISP 发送一系列的链路控制协议 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧），以便建立LCP连接。
（3）之后进行网络层配置。网络控制协议 NCP 给新接入的用户个人电脑分配一个临时的 IP 地址。
（4）当用户通信完毕时，NCP 释放网络层连接，收回原来分配出去的IP地址。LCP 释放数据链路层连接, 最后释放的是物理层的连接。
PPP协议的状态图