▶链路层第二弹◀ 两种信道下的数据链路层【上】点对点通信PPP协议

两种信道情况下的数据链路层     之

点对点信道的数据链路层--------PPP（不可靠传输协议）

l PPP协议的组成

n 数据链路层协议可以用于异步串行或同步串行介质 n 使用LCP建立并维护数据链路连接 n NCP允许在点到点连接上使用多种网路层协议，如： n     IP、IPX、AppleTalk等。                                              如果拨号身份验证成功了，则LCP负责建立数据链路， 当LCP建立好了链路后，那么NCP就可以通了 ，NCP 就分配一个IP给我们上网

l 使用场合　　　

用户通过拨号连入ISP（电信、联通）， 点对点的。ISP给用户分配IP地址。 PPP协议作用于之间，为用户和ＩＳＰ 提供规则：在连上网线的基础上还需要 遵守拨号和利用ＩＰ地址才能上网的 规则。 ＰＰＰ能够计费，能够显示上网时间和 上网流量等等

 l PPP协议帧的格式

          PPP协议是面向字节的，所以PPP帧的长度都是整字节数

l PPP议应该满足的要求：

 简单：对帧不需要纠错，不需要流量控制，在接收方收到帧后用ＣＲＣ检测，正确接收，错误就丢弃

 多种网络层协议：能够支持多种高层协议的运行，比如ＩＰ协议等。

 多种类型链路：支持在光线等不同物理链路

 差错检测：能够利用ＣＲＣ进行差错检测 

 检测连接状态：当拨号密码错误、连接错误时，PPP协议会提示错误信息。

 最大传送单元： 一般要传输的数据不能超过1500个字节

 网络层地址协商：拨号成功后，PPP协议能给用户分配网络层的ＩＰ地址。

 数据压缩协商：比如要传0000000011111111，16个比特。经过压缩算法后，只需要告诉对方要传8个

     0，8个1。接收方收到后再根据算法将16个0，16个1解压成0000000011111111。这样能够节省带宽。

 封装成帧：从PPP协议的帧格式可以看出PPP协议封装成帧。在数据链路层以帧为单位进行传输

 透明性：为了防止信息部分出现帧定界序列7E，而使网络误以为帧结束。

       字节填充（以字节为单位，应用于异步网络中）

          规则：发送的信息部分内容出现以下3种情况就变成相应的字节

  

        在接收端收到7D 5E FE 7D 23 27 7D 5D 7D 5D 64 7D 5E后再按照规则变成7E FE 03 27 7D 7D 64 7E

      零比特填充（以比特为单位，应用于同步网络中）  

              在同步网络中传的比特流，所以不一定是8的倍数了。需要解决比特流的透明传输 

         规则：

               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

    l ＰＰＰ协议不需要满足的要求：

      不用使用序号和确认机制

原因;

ü  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。

ü 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。

ü  帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接收    

 

v 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。 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 释放据 链路层连接。最后释放的是物理层的连接。

【解疑答惑心得】

（本心得只表示个人看法，可能并不是正规解释，只供参考理解）

                                   

异步和同步

同步就是你叫我去吃饭，我听到了就和你去吃饭；如果没有听到，你就不停的叫，直到我告诉你听到了，才一起去吃饭。
异步就是你叫我，然后自己去吃饭，我得到消息后可能立即走，也可能等到下班才去吃饭。

所以，要我请你吃饭就用同步的方法，要请我吃饭就用异步的方法，这样你可以省钱。

举个例子 打电话时同步 发消息是异步

异步传输是以字符为传输单位，每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位，以标记一个字符的开始和结束，并以此实现数据传输同步。异步传输又称为起止式异步通信方式，其优点是简单、可靠，适用于面向字符的、低速的异步通信场合。

同步传输是以数据块为传输单位。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列(如16位或32位CRC校验码)，以便对数据块进行差错控制。所谓同步传输是指数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，必须严格地规定它们的时间关系。 

 

【扩展之打破PPP的神秘面纱】实战Cisco----路由器使用PPP协议封装成帧

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)//链路默认HDLC协议　
Router0(config)#inter s 2/0
Router0(config-if)#encapsulation ppp                    //改为PPP协议
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)      //已经更改为PPP协议
 
Router0#config t
Router0(config)#username Router1 password todd             //通过密码todd通信
Router0(config)#inter s 2/0
Router0(config-if)#ppp authentication chap                //设定认证模式为chap