第4章數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡(luò)第四章數(shù)據(jù)鏈路層1第4章數(shù)據(jù)鏈路層主要學習內(nèi)容

：4.1數(shù)據(jù)鏈路層概述4.2數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議4.3流量控制4.4面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議4.5點對點的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議24.1數(shù)據(jù)鏈路層概述4.1.1基本概念物理層的問題：物理鏈路是有差錯和不可靠的。

物理設(shè)備之間可能存在傳輸速度不匹配的問題。

為什么要設(shè)置數(shù)據(jù)鏈路層？通過一些數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議，在不太可靠的物理鏈路上實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。3物理鏈路與數(shù)據(jù)鏈路物理鏈路

是一條無源的點到點的物理線路段。其間無交換節(jié)點，但可以有中繼器。網(wǎng)絡(luò)中兩臺計算機之間的通路可以由多條鏈路串接而成。數(shù)據(jù)鏈路是在物理鏈路上通過控制協(xié)議建立起來的邏輯鏈路。一條物理鏈路上可以建立多個數(shù)據(jù)鏈路。鏈路

控制MODEM節(jié)點交換機數(shù)據(jù)鏈路鏈路

控制MODEM鏈路節(jié)點交換機把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到物理鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。4幀的概念數(shù)據(jù)鏈路就象一個數(shù)字管道，在這條數(shù)字管道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元是“幀”。所謂“幀”，即數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議傳送的數(shù)據(jù)單元(PDU)。是由網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元以一對一的方式封裝而成?！皫比缤偶粯?，封套上載有源地址和目標地址，故能準確無誤地地送達目的地。封套內(nèi)的數(shù)據(jù)才是要傳送的真正內(nèi)容。節(jié)點節(jié)點幀幀5幀的一般結(jié)構(gòu)地址

字段類型/長度字段數(shù)據(jù)

字段校驗

字段幀結(jié)束字段幀開始

字段對于不同的通信環(huán)境或不同的通信協(xié)議，“幀”的格式亦不盡相同?！皫狈譃槊嫦蜃址秃兔嫦虮忍匦蛢深?。前者由ASCII字符構(gòu)成（IBMBSC協(xié)議）；后者由任意比特構(gòu)成，更為靈活和高效（HDLC）。64.1數(shù)據(jù)鏈路層概述4.1.2數(shù)據(jù)鏈路層的目的、服務(wù)及功能目的數(shù)據(jù)鏈路層在網(wǎng)絡(luò)實體間提供建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接以及提供傳輸數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元的功能和過程的手段；在物理鏈路上建立數(shù)據(jù)鏈路連接；它檢測和校正物理層出現(xiàn)的錯誤，為網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的無差錯的數(shù)據(jù)鏈路。74.1數(shù)據(jù)鏈路層概述為網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)類型：無確認無連接的服務(wù)有確認無連接的服務(wù)面向連接的服務(wù)源節(jié)點不必建立連接，可直接向數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)單元；目標節(jié)點不必對收到的數(shù)據(jù)單元進行確認。源節(jié)點不必建立連接，可直接向數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)單元；目標節(jié)點對每個接收到的數(shù)據(jù)單元給予立即確認；源節(jié)點每次只發(fā)送一個數(shù)據(jù)單元，得到確認后再發(fā)送下一個數(shù)據(jù)單元。源節(jié)點要發(fā)送數(shù)據(jù)之前先建立連接，然后進行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸結(jié)束要拆除數(shù)據(jù)鏈路層連接；源節(jié)點對傳輸?shù)拿總€數(shù)據(jù)單元進行編號，按順序發(fā)送；目標節(jié)點對收到的每個數(shù)據(jù)單元給予立即確認。84.1數(shù)據(jù)鏈路層概述3．數(shù)據(jù)鏈路層的功能鏈路管理：數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護和釋放。幀同步：指接收方能從收到的比特流中準確地區(qū)分出一幀的開始和結(jié)束位置。流量控制：當收方來不及接收數(shù)據(jù)時，必須能及時控制發(fā)方的發(fā)送速率。差錯控制：采用編碼技術(shù)進行差錯檢驗和控制。透明傳輸：能在數(shù)據(jù)鏈路上傳輸任意比特組合的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議應能有效有效地區(qū)分數(shù)據(jù)信息和控制信息。尋址：在多點連接的情況下，能正確判斷每一幀的目標地址和源地址。9幀同步技術(shù)字節(jié)計數(shù)法用一個特殊字符作為幀的開始定界符，后面使用一個字段來表明幀的長度字節(jié)數(shù)。首尾定界法使用若干個特定字符作為幀的首尾標志。使用特殊比特模式表示幀的首尾標志。使用違例編碼作為幀的首尾標志。104.2數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議物理鏈路是有差錯和不可靠的。

物理設(shè)備之間可能存在傳輸速度不匹配的問題。

數(shù)據(jù)鏈路層主機A緩存主機BAP2AP1緩存發(fā)送方接收方高層物理層數(shù)據(jù)鏈路幀幀物理鏈路114.2數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議4.2.1停止等待協(xié)議工作原理：發(fā)送方發(fā)送一塊數(shù)據(jù)后，就停止發(fā)送動作，開始計時，等待接收方的反饋結(jié)果。發(fā)送方僅當收到正確的接收確認(ACK)之后，才繼續(xù)發(fā)送后繼數(shù)據(jù)塊；如果接到否定確認(NAK)，或者計時器超時，重新傳送本數(shù)據(jù)塊。12數(shù)據(jù)幀在鏈路上的幾種情形正常出錯重傳超時重傳時間ABDATA0上層

實體ACKDATA1上層

實體ACK(a)正常情況ABDATA0DATA0上層

實體ACK(c)數(shù)據(jù)幀丟失重傳tout丟失！ABDATA0上層

實體ACKDATA0丟棄ACK(d)確認幀丟失重傳tout丟失！ABDATA0NAKDATA0上層

實體ACK(b)數(shù)據(jù)幀出錯重傳出錯13幀的序號為了保證按順序傳輸，為每一個數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送序號N(S)。每發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀就把它的發(fā)送序號加1。若節(jié)點B收到發(fā)送序號相同的數(shù)據(jù)幀，就表明出現(xiàn)了重復幀，應將其丟棄，同時向節(jié)點A發(fā)送確認幀ACK。為了減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)念~外開銷，應盡量使序號占用較少的比特數(shù)。由于停止等待協(xié)議每發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀就停止等待，因此用一個比特來編號就夠了。14停—等協(xié)議的特點通信雙方以半雙工方式進行通信控制簡單，易于實現(xiàn)。傳輸效率低。尤其對信道質(zhì)量好、差錯率低的情況。154.2數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議4.2.2連續(xù)ARQ協(xié)議工作原理：發(fā)送方可以連續(xù)發(fā)送一系列數(shù)據(jù)幀，即不要求等待對方的確認，即可發(fā)送下一數(shù)據(jù)幀。當發(fā)送方收到了接收端發(fā)來的對某幀信息的確認幀時，就可以接著發(fā)送后繼的數(shù)據(jù)幀。由于減少了等待時間，信道的利用率大大提高。需要在發(fā)送方設(shè)置一個較大的緩沖區(qū)，用以存放若干待確認的數(shù)據(jù)幀。當發(fā)送方收到對某幀的確認后方可從緩存中將該數(shù)據(jù)幀刪除。發(fā)送方每發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀，就啟動一個超時計時器。若到了超時計時器所設(shè)置的重傳時間而仍收不到對方的確認幀，發(fā)送方就重傳未得到確認的數(shù)據(jù)幀。16連續(xù)ARQ協(xié)議的工作原理發(fā)送方A接收方B01234567ACK1ACK001×D出錯丟棄DDDD計時器超時234567重傳234567ACK3ACK2174.3流量控制4.3.1XON/XOFF方案XON/XOFF主要應用于面向字符的異步通信中它使用一對控制字符XON/XOFF來實現(xiàn)流量控制：XON采用ASCII字符集中的控制字符DC1；XOFF采用ASCII字符集中的控制字符DC3。當接收方的緩沖區(qū)即將溢出時便向發(fā)送方發(fā)送一個XOFF字符；緩沖區(qū)有一定空間時再向發(fā)送方發(fā)送一個XON字符。發(fā)送方收到XOFF字符便停止發(fā)送，收到XON字符后再繼續(xù)發(fā)送。在一次數(shù)據(jù)傳輸過程中，XOFF、XON的周期可重復多次。但這些操作對用戶來說是透明的。18連續(xù)ARQ協(xié)議的問題發(fā)送方必須設(shè)置緩存保留已發(fā)送且未被確認的數(shù)據(jù)幀的副本，以備重傳。計算機的硬件資源是有限的，緩存容量不能無限制增加。當未被確認的數(shù)據(jù)幀過多時，一旦有一幀出現(xiàn)錯誤，可能需要重傳很多幀，造成很大的浪費，增加了傳輸?shù)拈_銷。為了對連續(xù)發(fā)送的大量數(shù)據(jù)幀進行編號，每幀的發(fā)送序號也要占用較多的比特，又增加了一定的開銷。因此在連續(xù)ARQ協(xié)議中必須對連續(xù)發(fā)送的未被確認的幀數(shù)做一定的限制，這就是滑動窗口協(xié)議所研究的內(nèi)容。

194.3流量控制4.3.2窗口機制

發(fā)送端和接收端分別設(shè)定發(fā)送窗口和接收窗口。發(fā)送窗口用來對發(fā)送端進行流量控制。發(fā)送窗口的大小WT

代表在還沒有收到對方確認信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個數(shù)據(jù)幀。20發(fā)送窗口控制發(fā)送端的速率01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送5個幀(a)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送4個幀WT已發(fā)送(b)01234567012不允許發(fā)送這些幀WT已發(fā)送(c)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送3個幀WT已發(fā)送已發(fā)送并已收到確認(d)21接收端設(shè)置接收窗口

在接收端只有當收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號落入接收窗口內(nèi)才允許將該數(shù)據(jù)幀收下。若接收到的數(shù)據(jù)幀落在接收窗口之外，則一律將其丟棄。在連續(xù)ARQ協(xié)議中，接收窗口的大小WR=1。只有當收到的幀的序號與接收窗口一致時才能接收該幀。否則，就丟棄它。每收到一個序號正確的幀，接收窗口就向前（即向右方）滑動一個幀的位置。同時發(fā)送對該幀的確認。

22接收窗口的意義不允許接收這些幀01234567012WR準備接收0號幀(a)不允許接收這些幀01234567012WR準備接收1號幀已收到(b)不允許接收這些幀01234567012WR準備接收4號幀已收到(c)23滑動窗口的重要特性只有在接收窗口向前滑動時（與此同時也發(fā)送了確認），發(fā)送窗口才有可能向前滑動。收發(fā)兩端的窗口按照以上規(guī)律不斷地向前滑動，因此這種協(xié)議又稱為滑動窗口協(xié)議。當發(fā)送窗口和接收窗口的大小都等于1時，就是停止等待協(xié)議。24發(fā)送窗口的最大值

當用n個比特對數(shù)據(jù)幀進行編號時，若接收窗口的大小為1，則只有在發(fā)送窗口的大小滿足WT

2n1時，連續(xù)ARQ協(xié)議才能正確運行。例如，當采用3bit編碼時，發(fā)送窗口的最大值是7而不是8。25選擇重傳ARQ協(xié)議

可加大接收窗口，先收下發(fā)送序號不連續(xù)但仍處在接收窗口中的那些數(shù)據(jù)幀。等到所缺序號的數(shù)據(jù)幀收到后再一并送交主機。選擇重傳ARQ協(xié)議可避免重復傳送那些本來已經(jīng)正確到達接收端的數(shù)據(jù)幀。但我們付出的代價是在接收端要設(shè)置具有相當容量的緩存空間。對于選擇重傳ARQ協(xié)議，若用n比特進行編號，則接收窗口的最大值受下式的約束 WR

2n/2264.4高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC4.4.1HDLC概述

HDLC(High-LevelDataLinkControl)是ISO制定的面向比特型的同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議（ISO3309）；在IBM公司的SDLC(SynchronousDataLinkControl)協(xié)議的基礎(chǔ)上修訂而成；用于廣域網(wǎng)的同步串行鏈路；采用幀的首尾定界法實現(xiàn)幀的同步，以特殊比特模式01111110(7EH)作為幀的首尾標記。提供面向連接的虛電路服務(wù)。27HDLC的站點類型主站：PrimaryStation

主站控制整個鏈路的工作；主站發(fā)出的幀稱為“命令”，用來確定和改變鏈路的狀態(tài)，確定次站、組織數(shù)據(jù)傳輸和鏈路恢復等。次站：SecondaryStation次站也稱從站，受控于主站；次站發(fā)出的幀稱為“響應”；主站與每一次站均維持一條獨立的邏輯鏈路。復合站：CombinedStation復合站也稱為組合站，同時具有主站和次站的功能。28HDLC的鏈路結(jié)構(gòu)不平衡鏈路結(jié)構(gòu)由一個主站和一個或多個次站構(gòu)成。主站控制次站實現(xiàn)鏈路管理。信道可以是點對點鏈路，也可以是多點共享的鏈路。可支持全雙工或半雙工通信。主站次站命令響應命令響應主站次站次站29HDLC的鏈路結(jié)構(gòu)平衡鏈路結(jié)構(gòu)由兩個復合站點對點地互連而成。兩個站點地位均等，負有同等的鏈路控制責任。信道可支持全雙工或半雙工通信。復合站復合站命令/響應響應/命令30HDLC的數(shù)據(jù)響應方式正常響應方式NRM

—用于不平衡鏈路結(jié)構(gòu)主站具有選擇、輪詢次站的能力，并可向次站發(fā)送命令或數(shù)據(jù)；次站只有在主站輪詢時才能作出響應；異步響應方式ARM—用于不平衡鏈路結(jié)構(gòu)主站具有初始化鏈路，差錯校正、鏈路的建立和釋放等功能；次站可以主動傳輸數(shù)據(jù)。異步平衡方式ABM—用于平衡鏈路結(jié)構(gòu)任一組合站均可控制鏈路，主動傳送數(shù)據(jù)。

31幀標志F(01111110B，7EH)用于區(qū)分幀的輪廓，兼作同步與定時之用。采用0比特填充法來實現(xiàn)幀的透明傳輸。4.4HDLC協(xié)議4.4.2HDLC的幀結(jié)構(gòu)F幀標志A地址字段C控制字段I數(shù)據(jù)信息FCS校驗碼F幀標志8b8nb8b/16b可變16b8b校驗區(qū)間透明傳輸區(qū)間32零比特填充法

HDLC采用零比特填充法使一幀中兩個F字段之間不會出現(xiàn)連續(xù)的6個1。在發(fā)送端，當一串比特流數(shù)據(jù)中有連續(xù)的5個1時，就立即填入一個0。在接收幀時，先找到F字段以確定幀的邊界。接著再對比特流進行掃描。每當發(fā)現(xiàn)連續(xù)的5個1時，就將其后的一個0刪除，以還原成原來的比特流。33零比特的填充與刪除

數(shù)據(jù)中某一段比特組合恰好出現(xiàn)和F字段一樣的情況01001111110001010會被誤認為是F字段發(fā)送端在5個連1之后填入0比特再發(fā)送出去填入0比特010011111010001010在接收端將5個連1之后的0比特刪除，恢復原樣在此位置刪除填入的0比特01001111101000101034透明傳輸

采用零比特填充法就可傳送任意組合的比特流，即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的透明傳輸。當連續(xù)傳輸兩個幀時，前一個幀的結(jié)束標志字段F可以兼作后一幀的起始標志字段。當暫時沒有信息傳送時，可以連續(xù)發(fā)送標志字段，使收端可以一直和發(fā)送端保持同步。35HDLC幀的地址F幀標志A地址字段C控制字段I數(shù)據(jù)信息FCS校驗碼F幀標志8b8nb8b/16b可變16b8b校驗區(qū)間透明傳輸區(qū)間地址字段A在非平衡模式，用于指出次站的地址。；在平衡模式，用于指出響應站的地址。全1地址為廣播地址，全0地址為無效地址。地址的最后一位為地址擴充標志，當該位為“1”時表示無擴充。36HDLC的幀結(jié)構(gòu)F幀標志A地址字段C控制字段I數(shù)據(jù)信息FCS校驗碼F幀標志8b8nb8b/16b可變16b8b校驗區(qū)間透明傳輸區(qū)間控制字段C用于表示命令和響應的類型。數(shù)據(jù)信息I用于存放來自網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。幀校驗碼采用16位CRC編碼，g(x)=x16+x12+x5+1亦采用“0”比特填充技術(shù)。37HDLC的幀類型F幀標志A地址字段C控制字段I數(shù)據(jù)信息FCS校驗碼F幀標志8b8nb8b/16b可變16b8b信息幀(I)無編號幀(U)HDLC幀的類型有三種，由控制字段內(nèi)的信息標識。123456780N(S)P/FN(R)10SSP/FN(R)11MMP/FMMM監(jiān)控幀(S)38HDLC的信息幀

HDLC的信息幀（I）用來傳輸數(shù)據(jù)信息。其中：N(S)是發(fā)送序號，表示當前發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的序號。N(R)是接收序號，表示該站期待接收的下一幀的序號。P/F是探詢（Poll）和終止（Final）位。P=1表示主站詢問，F(xiàn)=1表示響應終止。注意：控制字段的長度在標準格式中是8位，在擴展格式中是16位，序號的長度分別為3位和7位。123456780N(S)P/FN(R)39HDLC的監(jiān)控幀HDLC的監(jiān)控幀（S）均為響應幀，有以下4種：RR幀，SS=00，接收準備就緒。RNR幀，SS=10，接收未準備好，暫停接收。REJ幀，SS=01，拒絕。否認N(R)起的所有幀。SREJ幀，SS=11，選擇拒絕。只否認N(R)幀。注意：在上述響應幀中均對N(R)之前的所有幀進行捎帶確認。1234567810SSP/FN(R)40HDLC的流量控制HDLC協(xié)議采用滑動窗口機制來實現(xiàn)流量控制。發(fā)送窗口的大小滿足：WT

2n1接收窗口的的大小滿足：WR

2n/2其中n為序號的比特數(shù)接收方通過RR幀和RNR幀控制窗口的向前滑動。0123456701234567012345670123456741HDLC的無編號幀HDLC的無編號幀（U）用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路控制功能。不含幀序號，其類型由MM和MMM表示，可以定義出32種附加命令和附加響應功能。目前已定義了15種無編號幀。根據(jù)其功能可分為設(shè)置鏈路方式、傳輸信息、錯誤恢復、測試和交換標識等具體類別。1234567811MMP/FMMM42無編號命令和響應M編碼命令響應00000UI—無編號信息UI—無編號信息00001SNRM—置正常響應方式00010DISC—拆除鏈路，進入斷連方式RD—請求拆除鏈路00100UP—無編號輪詢00110UA—無編號確認00111TEST—要求測試TEST—響應測試10000SIM—置初始化方式RIM—請求初始化方式10001FRMR—幀拒絕FRMR—幀拒絕11000SARM—置異步響應方式11001RSET—復位重置11010SARME—置擴展的異步響應方式11011SNRME—置擴展的正常響應方式11100SABM—置異步平衡方式11101XID—交換標識XID—交換標識11110SABME—置擴展的異步平衡方式43HDLC的通信過程4.4.3HDLC的通信過程當采用交換型線路時，兩個通信站的通信過程分為以下幾個階段：建立物理連接建立數(shù)據(jù)鏈路傳輸數(shù)據(jù)幀拆除數(shù)據(jù)鏈路傳輸比特流拆除物理連接44U，SNRM，P=1I，N(S)=2，N(R)=3，P=1I，N(S)=0，N(R)=0I，N(S)=1，N(R)=0，P=1U，UA，F(xiàn)=1I，N(S)=0，N(R)=2I，N(S)=1，N(R)=2I，N(S)=2，N(R)=2，F(xiàn)=1I，N(S)=3，N(R)=4I，N(S)=4，N(R)=4，F(xiàn)=1U，DISC，P=1正常響應方式下數(shù)據(jù)通信過程示例U，UA，F(xiàn)=1建立鏈路傳輸數(shù)據(jù)拆除鏈路主機A主機B45U，SNRM，P=1S，RR，N(R)=3I，N(S)=0，N(R)=0I，N(S)=1，N(R)=0，P=1U，UA，F(xiàn)=1S，REJ，N(R)=0I，N(S)=0，N(R)=2I，N(S)=2，N(R)=2I，N(S)=3，N(R)=2I，N(S)=4，N(R)=2，F(xiàn)=1U，DISC，P=1正常響應方式下數(shù)據(jù)通信過程示例U，UA，F(xiàn)=1建立鏈路傳輸數(shù)據(jù)拆除鏈路主機A主機B出錯I，N(S)=0，N(R)=0I，N(S)=1，N(R)=0，P=1I，N(S)=1，N(R)=2超時46HDLC的重發(fā)機制超時重發(fā)：

為了防止發(fā)送方無期限地等待接收方的確認，收發(fā)雙方均設(shè)置計時器。發(fā)送方在一定的時間內(nèi)未收到接收方傳來的確認，表示傳輸有故障，準備重發(fā)所有未被確認的幀。發(fā)送方：

每發(fā)送一信息幀，計時,直到收到接收方的確認(包括捎帶確認)；若超時，則重發(fā)。接收方：

在正確接收到信息幀后，計時；若在一定的時間內(nèi)未收到后繼信息，則發(fā)RR幀，準備接收，并告訴發(fā)送方前面已接收。47HDLC特點分析

使用統(tǒng)一的幀格式：

實現(xiàn)數(shù)據(jù)、命令和響應的傳輸，實施起來方便；

采用‘0’比特填充法：

使得協(xié)議可以支持任意組合的比特流傳輸，保證了信息傳輸?shù)耐该餍裕?/p>

采用窗口機制和捎帶應答：

支持全雙工工作方式，允許在未收到確認的情況下，連續(xù)發(fā)送多個幀，提高了信息傳輸?shù)男剩?/p>

采用幀校驗序列，并設(shè)置窗口序號：

可以提高信息傳輸?shù)恼_性和可靠性。面向二進制位的控制規(guī)程比面向字符型的控制規(guī)程具有較高的優(yōu)越性。48鏈路訪問過程LAPX

ITU開發(fā)了一系列基于HDLC的鏈路訪問協(xié)議：平衡式鏈路訪問規(guī)程LAPB：

只提供在DTE和DCE之間通信所需要的基本控制功能，不包含輪詢和選擇特性。

D信道鏈路訪問規(guī)程LAPD：

是ISDN網(wǎng)絡(luò)的D信道的協(xié)議，專用于帶外控制信令的傳輸。

調(diào)制解調(diào)器鏈路訪問規(guī)程LAPM：

專門為調(diào)制解調(diào)器開發(fā)的HDLC簡單子集。

494.5因特網(wǎng)的點對點協(xié)議PPP4.5.1PPP協(xié)議概述點對點協(xié)議PPP（Point-to-PointProtocol）是因特網(wǎng)上最常用的一種數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議。IETF在1992年推出了PPP協(xié)議，經(jīng)過多次修訂成為Internet的正式標準，RFC1660、RFC1661定義了PPP協(xié)議及其幀結(jié)構(gòu)。PPP協(xié)議是各種主機、網(wǎng)橋和路由器之間簡單連接的一種共同的解決方案，廣泛應用于各種點對點的廣域鏈路，不僅可用于撥號電話線，并且可用于路由器─路由器之間的專線上。50PPP協(xié)議的特點PPP協(xié)議是在SLIP（SerialLineInternetProtocol）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的面向字符型的協(xié)議，它具有以下特點：PPP協(xié)議具有差錯檢測功能；可以支持IP協(xié)議等多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（例如IPX協(xié)議）；支持動態(tài)IP地址分配；既可以用于同步串行鏈路，又可以用于異步串行鏈路；能控制連接的建立；可以進行連接配置與連接質(zhì)量測試。51PPP協(xié)議棧的組成PPP主要由下列協(xié)議組成：鏈路控制協(xié)議LCP用于建立、拆除和監(jiān)控PPP數(shù)據(jù)鏈路。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議族NCP（IPCP、IPXCP、ATCP等）用于協(xié)商在該數(shù)據(jù)鏈路上所傳送的包的格式與類型。網(wǎng)絡(luò)安全認證協(xié)議PAP和CHAP52PPP協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)4.5.2PPP協(xié)議的幀結(jié)構(gòu)PPP采用幀的首尾定界法實現(xiàn)幀的同步，以特殊字符0x7E作為幀的首尾標志。它的幀結(jié)構(gòu)和HDLC的相似。地址字段A只置為0xFF，表示所有站點都接收地址?？刂谱侄蜟缺省設(shè)置為0x03，表明PPP在缺省情況下不使用編號，不提供捎帶確認的可靠傳輸機制。但在線路噪聲較大的環(huán)境中可以選用有編號的傳輸模式（RFC1663）。7E幀標志FF地址03控制字段協(xié)議數(shù)據(jù)與填充FCS校驗碼7E幀標志1112≤15002/4

153PPP的透明傳輸PPP的幀首尾標志是7eH，如果在幀的其它字段出現(xiàn)該標志必須進行填充，以示區(qū)別（RFC1662）。當PPP用于同步傳輸鏈路時，由硬件來完成比特填充，做法與HDLC一樣。當PPP用于異步傳輸鏈路時，使用特殊字符填充法：在7eH之前增加一個轉(zhuǎn)義字符7dH，并將該字符的第6位取反變?yōu)?d5eH（7e→7d5e）；如果信息字段出現(xiàn)了7dH，也采用同樣的方法，用7d5dH表示（7d→7d5d）；缺省情況下，對所有小于20H的字符也進行填充（如：0d→7d2d）。54PPP幀的字段協(xié)議字段用以標識所承載的上層協(xié)議：若為0021H，則承載的信息是IP數(shù)據(jù)報；若為C021H，則承載的信息是PPP鏈路控制數(shù)據(jù)；若為8021H，則承載的信息IP控制協(xié)議的控制數(shù)據(jù)；若為C023H，則承載的是口令認證協(xié)議PAP包；若為C223H，則承載的是詢問握手認證協(xié)議CHAP包。校驗字段是CRC冗余碼，缺省為2字節(jié)，可以協(xié)商為4個字節(jié)。55鏈路控制協(xié)議LCP4.5.3PPP協(xié)議的子協(xié)議鏈路控制協(xié)議LCP負責建立、維護、配置及終止鏈路。提供協(xié)商機制去設(shè)置兩個端點之間的選項：最大接收單元MRU、認證協(xié)議、協(xié)議字段壓縮、地址字段與控制字段壓縮等。LCP包分為三類：配置包、鏈路終止包和鏈路監(jiān)管調(diào)試包。協(xié)議

C021編碼

1標識

1長度

2LCP包信息

可變56網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議LCP網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議是一組控制協(xié)議，允許在PPP幀中封裝來自網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的數(shù)據(jù)，最常用的NCP是IPCP。IPCP為傳輸IP數(shù)據(jù)包配置和協(xié)商網(wǎng)絡(luò)活動的選項。LCP包分為三類：配置包、終止包和編碼包。協(xié)議

8021編碼

1標識

1長度

2IPCP包信息

可變57主驗證方用戶數(shù)據(jù)庫口令認證協(xié)議PAPPAP是一種簡單的明文認證協(xié)議。采用兩次握手認證。PAP客戶端（被認證方）首先發(fā)起認證請求，將自己的身份（用戶名和口令）明文發(fā)送給對端的服務(wù)器，服務(wù)器作為主認證方檢驗用戶的身份是否合法，口令是否正確。被驗證方用戶名+口令通過/拒絕58主認證方用戶數(shù)據(jù)庫被認證方詢問握手認證協(xié)議CHAPCHAP協(xié)議