PPP简介,PPP分层体系架构,PPP链路建立过程及PPP的帧格式
PPP(Point-to-Point Protocol)是一种用于在两个网络节点之间传输数据的通信协议。它最初是为在拨号网络上进行拨号连接而开发的,现在已经被广泛应用于各种网络环境中,例如在宽带接入、虚拟专用网(VPN)等场景下。
PPP协议的工作方式是在两个节点之间建立一个直接的数据链路层连接,可以在不同的物理层媒介上工作,如串口、ISDN线路、DSL线路等,因此PPP可以在各种网络环境中使用。
PPP协议支持多种协议,如TCP/IP、IPX/SPX等。此外,PPP协议还提供了认证、加密和压缩等功能,使得数据传输更加安全、高效和可靠。PPP协议的主要特点包括以下几个方面:
- PPP采用可靠的链路控制协议,可以对数据进行差错检测和纠正。
- PPP支持多种身份验证方式,如PAP、CHAP等,可以保证通信的安全性。
- PPP提供了数据压缩和流量控制等功能,可以提高网络的传输效率。
PPP可以通过LCP协议进行链路质量检测,根据链路质量自适应调整链路参数,保证数据传输的稳定性。
总之,PPP是一种强大的通信协议,具有广泛的应用领域。在现代网络中,PPP协议依然是一个重要的组成部分,它可以保证网络连接的稳定性、安全性和高效性。
PPP(Point-to-Point Protocol)分层体系架构如下:
从下到上依次是物理层、数据链路层、网络层和应用层。
物理层:负责将二进制数据以比特流的形式发送到物理介质上,例如通过串口将数据传输到串行线路上。
数据链路层:通过PPP协议在物理介质上建立逻辑连接,负责帧的发送和接收。数据链路层由LCP(Link Control Protocol)和NCP(Network Control Protocol)两部分组成,其中LCP用于链路控制,例如链路建立、链路协商、链路维护等;NCP用于网络控制,例如IP地址协商、路由协议、压缩协议等。
网络层:负责处理数据的路由和转发,例如将IP数据报发送到目标主机。PPP可以支持多种网络层协议,例如IP、IPv6、AppleTalk等。
应用层:负责使用网络层提供的服务,例如HTTP协议、FTP协议等。
总之,PPP分层体系架构是灵活而简单的,可以在各种网络环境中使用,支持多种网络层协议和链路控制协议,同时还可以提供可靠的数据传输和错误检测机制。
PPP(Point-to-Point Protocol)链路建立过程分为以下几个步骤:
1.链路建立请求:源节点向目标节点发送链路建立请求(LCP Configure-Request),请求建立PPP链路连接。
2.链路建立应答:目标节点收到链路建立请求后,回复链路建立应答(LCP Configure-Ack),表示已经接受了链路建立请求。
3.鉴别过程:如果需要进行鉴别(如使用PAP或CHAP协议),则在链路建立过程中进行鉴别,源节点发送鉴别请求(例如PAP Authenticate-Request),目标节点回复鉴别应答(例如PAP Authenticate-Ack)。
4.链路协商:在链路建立应答之后,源节点和目标节点进行链路协商,通过LCP协议交换链路参数。例如,协商最大传输单元(Maximum Transmission Unit, MTU)、压缩协议、链路控制协议、IP地址等参数。
5.链路建立确认:链路协商完成后,源节点向目标节点发送链路建立确认(LCP Configure-Ack),确认链路参数已经协商完成。
6.网络层协议建立:链路建立确认之后,源节点和目标节点可以建立网络层协议,例如TCP/IP协议,通过PPP链路进行数据传输。
PPP链路建立过程示意图
需要注意的是,在链路建立过程中,任何一步失败都会导致链路建立失败,源节点和目标节点会终止PPP连接。此外,链路建立过程中还可以使用LCP协议进行链路质量检测,根据链路质量自适应调整链路参数,保证数据传输的稳定性和可靠性。
PPP(Point-to-Point Protocol)的帧格式如下:
字段名称 |
起始标识符 |
帧头 |
数据域 |
帧尾 |
终止标识符 |
大小 |
1个字节 0x7E |
1~6个字节 |
0~1500个字节 |
2个字节 |
1个字节 0x7E |
上图显示了一个标准的PPP数据帧,它包括以下几个部分:
起始标识符(1字节):指示帧的开始,固定为0x7E。
帧头(1-6字节):包含了协议控制信息(Protocol Control Information, PCI)和网络控制信息(Network Control Information, NCI),用于控制和管理数据传输。
数据域(0-1500字节):包含了实际要传输的数据,长度为0-1500字节。
帧尾(2字节):包含了一种校验和(Frame Check Sequence, FCS),用于检测和纠正数据传输过程中的错误。
终止标识符(1字节):指示帧的结束,固定为0x7E。
其中,帧头(1-6字节)包括了两部分内容:协议控制信息(1-2字节)和网络控制信息(0-4字节)。协议控制信息指定了该帧中包含的协议类型,例如IP、IPv6、AppleTalk等,其长度为1-2字节。网络控制信息指定了如何传输该帧以及如何终止该帧,其长度为0-4字节。
帧尾(2字节)包含了一种校验和(FCS),用于检测和纠正数据传输过程中的错误。FCS通常使用循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC)算法计算得到。
总之,PPP的帧格式是简单而灵活的,可以在各种网络环境中使用。通过使用帧头和帧尾中的控制信息,PPP可以支持多种协议,同时还可以提供可靠的数据传输和错误检测机制。
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