Ch數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1Ch數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)用數(shù)據(jù)鏈路層像個(gè)數(shù)字管道常常在兩個(gè)對(duì)等的數(shù)據(jù)鏈路層之間畫(huà)出一個(gè)數(shù)字管道，而在這條數(shù)字管道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是幀。是有格式的0/1序列，例如：011111100011101010001101010101010111010101111110結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)幀幀幀第1頁(yè)/共94頁(yè)數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能(1)鏈路管理(2)幀定界(3)流量控制(4)差錯(cuò)控制(5)將數(shù)據(jù)和控制信息區(qū)分開(kāi)(6)透明傳輸(7)尋址第2頁(yè)/共94頁(yè)數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)單模型局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)

H1

向

H2

發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來(lái)看數(shù)據(jù)的流動(dòng)第3頁(yè)/共94頁(yè)數(shù)據(jù)鏈路層的簡(jiǎn)單模型(續(xù)）局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī)

H1主機(jī)

H2路由器

R1路由器

R2路由器

R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī)

H1

向

H2

發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的流動(dòng)第4頁(yè)/共94頁(yè)3.1幀定界3.1.1帶字符填充幀定界法二進(jìn)制同步通信協(xié)議BISYNC3.1.2帶比特填充幀定界法HDLC第5頁(yè)/共94頁(yè)帶字符填充幀定界法DLEDataLinkEscapeSTXStartofTeXtETXEndofTeXt第6頁(yè)/共94頁(yè)帶比特填充幀定界法----零比特填充法HDLC采用零比特填充法使一幀中兩個(gè)F字段之間不會(huì)出現(xiàn)6個(gè)連續(xù)1。在發(fā)送端，當(dāng)一串比特流數(shù)據(jù)中有5個(gè)連續(xù)1時(shí)，就立即填入一個(gè)0。在接收幀時(shí)，先找到F字段以確定幀的邊界。接著再對(duì)比特流進(jìn)行掃描。每當(dāng)發(fā)現(xiàn)5個(gè)連續(xù)1時(shí)，就將其后的一個(gè)0刪除，以還原成原來(lái)的比特流。01111110第7頁(yè)/共94頁(yè)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(huì)被誤認(rèn)為是F字段發(fā)送端在5個(gè)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(gè)連1之后的0比特刪除，恢復(fù)原樣在此位置刪除填入的0比特010011111010001010第8頁(yè)/共94頁(yè)3.2檢錯(cuò)編碼*3.2.1CRC3.2.2校驗(yàn)和第9頁(yè)/共94頁(yè)3.2.1CRC在數(shù)據(jù)鏈路層傳送的幀中，廣泛使用了循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC的檢錯(cuò)技術(shù)。假設(shè)待傳送的數(shù)據(jù)M=1010001101（共kbit）。我們?cè)贛的后面再添加供差錯(cuò)檢測(cè)用的nbit冗余碼一起發(fā)送。MCRC第10頁(yè)/共94頁(yè)

1101010110

←

Q

商

除數(shù)

P→

110101101000110100000

←

2nM被除數(shù)

110101

111011

110101

111010

110101

111110

110101

101100

110101

110010

110101

01110

←

R

余數(shù)循環(huán)冗余檢驗(yàn)的原理說(shuō)明第11頁(yè)/共94頁(yè)設(shè)

n=5,P=110101，模2運(yùn)算的結(jié)果是：商Q=1101010110，余數(shù)R=01110。將余數(shù)R作為冗余碼添加在數(shù)據(jù)M

的后面發(fā)送出去，即發(fā)送的數(shù)據(jù)是101000110101110，或2nM+R。第12頁(yè)/共94頁(yè)3.2.2校驗(yàn)和IP/ICMP/IGMP/TCP/UDP等協(xié)議的校驗(yàn)和算法都是相同的，算法如下：

在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，為了計(jì)算IP數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)和。應(yīng)該按如下步驟：

（1）把IP數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)和字段置為0；

（2）把首部看成以16位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和；

（3）把得到的結(jié)果存入校驗(yàn)和字段中。

第13頁(yè)/共94頁(yè)

在接收數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算數(shù)據(jù)包的校驗(yàn)和相對(duì)簡(jiǎn)單，按如下步驟：

（1）把首部看成以16位為單位的數(shù)字組成，依次進(jìn)行二進(jìn)制反碼求和，包括校驗(yàn)和字段；

（2）檢查計(jì)算出的校驗(yàn)和的結(jié)果是否等于零；

（3）如果等于零，校驗(yàn)是和正確。否則，校驗(yàn)和就是錯(cuò)誤的，協(xié)議棧要拋棄這個(gè)數(shù)據(jù)包。第14頁(yè)/共94頁(yè)

校驗(yàn)和實(shí)例第15頁(yè)/共94頁(yè)3.3可靠傳輸協(xié)議3.3.1停－等協(xié)議3.3.2后退N幀協(xié)議3.3.3選擇重傳協(xié)議

在大多數(shù)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議中，F(xiàn)rame的可靠傳輸是通過(guò)“確認(rèn)”和“超時(shí)重傳”機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的

采用“確認(rèn)”和“超時(shí)重傳”機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的協(xié)議稱(chēng)為自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求（ARQ,automaticrepeatrequest）協(xié)議——差錯(cuò)控制、流量控制第16頁(yè)/共94頁(yè)3.3.1停－等協(xié)議思想發(fā)送方的發(fā)送一幀后就停止下來(lái)，等待接收方返回的確認(rèn)幀。如果經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后發(fā)送方還沒(méi)有收到確認(rèn)幀，則發(fā)送方定時(shí)器超時(shí)，并重傳該幀。

發(fā)送緩沖區(qū)1接收緩沖區(qū)111D1第17頁(yè)/共94頁(yè)停－等協(xié)議4種不同的情況第18頁(yè)/共94頁(yè)停止等待協(xié)議中數(shù)據(jù)幀和確認(rèn)幀的發(fā)送時(shí)間關(guān)系A(chǔ)BDATADATAACK傳播時(shí)延tp處理時(shí)間tpr確認(rèn)幀發(fā)送時(shí)間ta傳播時(shí)延tp處理時(shí)間tprtT時(shí)間兩個(gè)成功發(fā)送的數(shù)據(jù)幀之間的最小時(shí)間間隔數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時(shí)間tf設(shè)置的重傳時(shí)間tout第19頁(yè)/共94頁(yè)停止等待協(xié)議ARQ的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：通信信道的利用率不高，也就是說(shuō)，信道還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有被數(shù)據(jù)比特填滿。為了克服這一缺點(diǎn)，就產(chǎn)生了另外兩種協(xié)議，即連續(xù)ARQ和選擇重傳ARQ。這將在后面進(jìn)一步討論。第20頁(yè)/共94頁(yè)3.3.2后退N幀協(xié)議GBN,Go-Back-Nprotocol發(fā)送緩沖區(qū)2n>1接收緩沖區(qū)=111D12…n第21頁(yè)/共94頁(yè)發(fā)送方看到的序號(hào)第22頁(yè)/共94頁(yè)滑動(dòng)窗口的概念發(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(lái)對(duì)發(fā)送端進(jìn)行流量控制。發(fā)送窗口的大小代表在還沒(méi)有收到對(duì)方確認(rèn)信息的情況下發(fā)送端最多可以發(fā)送多少個(gè)數(shù)據(jù)幀。第23頁(yè)/共94頁(yè)01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送5個(gè)幀(a)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送4個(gè)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(gè)幀WT已發(fā)送

已發(fā)送并已收到確認(rèn)(d)第24頁(yè)/共94頁(yè)接收端設(shè)置接收窗口在接收端只有當(dāng)收到的數(shù)據(jù)幀的發(fā)送序號(hào)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(dāng)收到的幀的序號(hào)與接收窗口一致時(shí)才能接收該幀。否則，就丟棄它。每收到一個(gè)序號(hào)正確的幀，接收窗口就向前（即向右方）滑動(dòng)一個(gè)幀的位置。同時(shí)發(fā)送對(duì)該幀的確認(rèn)。

第25頁(yè)/共94頁(yè)不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收0號(hào)幀(a)不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收

1號(hào)幀已收到(b)不允許接收這些幀01234567012WR準(zhǔn)備接收4號(hào)幀已收到(c)第26頁(yè)/共94頁(yè)舉例第27頁(yè)/共94頁(yè)3.3.3選擇重傳協(xié)議選擇重傳協(xié)議（SR,SelectiveRepeat）發(fā)送緩沖區(qū)2n-1>1接收緩沖區(qū)2n-1>111D12…n2…nDn…第28頁(yè)/共94頁(yè)發(fā)送方和接收方看到的序號(hào)第29頁(yè)/共94頁(yè)舉例第30頁(yè)/共94頁(yè)信道利用率由于每個(gè)數(shù)據(jù)幀都必須包括一定的控制信息(如幀的序號(hào)、地址、同步信息以及其他的一些控制信息)，所以即使連續(xù)不停地發(fā)送數(shù)據(jù)幀，信道利用率(即扣除全部的控制信息后的數(shù)據(jù)率與信道容量之比)也不可能達(dá)到100%。當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)(這是不可避免的)，數(shù)據(jù)幀的不斷重傳將進(jìn)一步使信道利用率降低。第31頁(yè)/共94頁(yè)最佳幀長(zhǎng)若數(shù)據(jù)幀的幀長(zhǎng)取得很短，那么控制信息在每一幀中所占的比例就增大，因而額外開(kāi)銷(xiāo)增大，這就導(dǎo)致信道利用率的下降。若幀長(zhǎng)取得太長(zhǎng)，則數(shù)據(jù)幀在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)的概率就增大，于是重傳次數(shù)將增大，這也會(huì)使信道利用率下降。由此可見(jiàn)，存在一個(gè)最佳幀長(zhǎng)，在此幀長(zhǎng)下信道的利用率最高。第32頁(yè)/共94頁(yè)1974年，IBM公司推出了面向比特的規(guī)程SDLC(SynchronousDataLinkControl)。后來(lái)ISO把SDLC修改后稱(chēng)為HDLC(High-levelDataLinkControl)，譯為高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制，作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO3309。CCITT則將HDLC再修改后稱(chēng)為鏈路接入規(guī)程LAP(LinkAccessProcedure)。不久，HDLC的新版本又把LAP修改為L(zhǎng)APB，“B”表示平衡型(Balanced)，所以LAPB叫做鏈路接入規(guī)程(平衡型)。*3.4HDLC協(xié)議第33頁(yè)/共94頁(yè)HDLC產(chǎn)生及變種SDLCIBM同步數(shù)據(jù)鏈路控制ADCCPANSI美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)高級(jí)數(shù)據(jù)通信控制HDLCISOLAPCCITT國(guó)際電報(bào)電話咨詢(xún)委員會(huì)鏈路訪問(wèn)過(guò)程LAPBLAPDLLCPPPX.25ISDN局域網(wǎng)InternetITU國(guó)際電聯(lián)第34頁(yè)/共94頁(yè)3.4.1HDLC幀格式標(biāo)志字段F(Flag)為6個(gè)連續(xù)1加上兩邊各一個(gè)0共8bit。在接收端只要找到標(biāo)志字段就可確定一個(gè)幀的位置。比特888可變168信息

Info標(biāo)志

F標(biāo)志

F地址

A控制

C幀檢驗(yàn)序列

FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗(yàn)區(qū)間第35頁(yè)/共94頁(yè)其他字段地址字段A

是8bit?？梢员硎?56個(gè)地址地址字段的首位為“1”時(shí)，表示地址字段只用8bits地址字段的首位為“0”時(shí)，表示本字節(jié)后面的1個(gè)字節(jié)是擴(kuò)展地址字段比特888可變168信息

Info標(biāo)志

F標(biāo)志

F地址

A控制

C幀檢驗(yàn)序列

FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗(yàn)區(qū)間第36頁(yè)/共94頁(yè)3.4.2HDLC幀控制字段控制字段C

共8bit，是最復(fù)雜的字段?？刂谱侄斡糜跇?gòu)成各種命令及響應(yīng)，以便對(duì)鏈路進(jìn)行監(jiān)視與控制HDLC的許多重要功能都靠控制字段來(lái)實(shí)現(xiàn)信息幀I（InformationFrame）監(jiān)控幀S（SupervisorFrame）無(wú)編號(hào)幀U（UnnumberedFrame）

比特888可變168信息

Info標(biāo)志

F標(biāo)志

F地址

A控制

C幀檢驗(yàn)序列

FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗(yàn)區(qū)間第37頁(yè)/共94頁(yè)信息幀控制字段格式發(fā)送序號(hào)應(yīng)答序號(hào)（Poll/Final）輪詢(xún)/終止5位為輪詢(xún)位，當(dāng)為1時(shí)，要求被輪詢(xún)的從站給出響應(yīng)；0，表示沒(méi)有意義

第38頁(yè)/共94頁(yè)監(jiān)控幀控制字段格式第5位為輪詢(xún)/終止位，當(dāng)為1時(shí)，表示接收方確認(rèn)結(jié)束。10第39頁(yè)/共94頁(yè)無(wú)編號(hào)幀控制字段格式無(wú)編號(hào)幀，提供對(duì)鏈路的建立、拆除以及多種控制功能，用34678這五個(gè)M位來(lái)定義，可以定義32種附加的命令或應(yīng)答功能。第40頁(yè)/共94頁(yè)信息字段I（Information）。可以是任意的二進(jìn)制比特串，長(zhǎng)度未作限制；目前多用1000~2000bits幀檢驗(yàn)序列FCS字段共16bit。所檢驗(yàn)的范圍是從地址字段的第一個(gè)比特起，到信息字段的最末一個(gè)比特為止。幀檢驗(yàn)序列的生成多項(xiàng)式一般采用CRC-CCITT比特888可變168信息

Info標(biāo)志

F標(biāo)志

F地址

A控制

C幀檢驗(yàn)序列

FCS透明傳輸區(qū)間FCS檢驗(yàn)區(qū)間第41頁(yè)/共94頁(yè)HDLC基本工作模式站點(diǎn)類(lèi)型主站\從站\混合站(primary\secondary\combined)系統(tǒng)配置模型非平衡\對(duì)稱(chēng)\平衡

unbalanced\symmetrical\balanced通信模式一般響應(yīng)模式\異步響應(yīng)模式\異步平衡模式

NRM(Normalresponsemode) ARM(Asynchronousresponsemode) ABM(Asynchronousbalancedmode)第42頁(yè)/共94頁(yè)HDLCUnbalanced（固定主從站）NRM(NormalResponseMode)主站點(diǎn)名，從站響應(yīng)ARM(AsynchronousResponseM)一般：主站點(diǎn)名，從站響應(yīng)特殊緊急：從站主動(dòng)發(fā)送（仍是響應(yīng)）主站從站commandresponseresponse第43頁(yè)/共94頁(yè)HDLCSymmetrical對(duì)稱(chēng)站點(diǎn)同為主、從復(fù)合站點(diǎn)角色按信道分，一信道做主站，一信道做從站每條信道以主－從方式通信commandresponsecommandresponseprimarysecondarysecondaryprimary第44頁(yè)/共94頁(yè)HDLCBalanced（都可做主從站）HDLCABM(AsynchronousBalancedM)站點(diǎn)地位相等，任意一方都可以發(fā)起通信一信道，兩角色（與對(duì)稱(chēng)區(qū)別）僅定義了兩點(diǎn)通信，非多點(diǎn)通信（與LAN區(qū)別）command/responsecommand/responsecombinedstationcombinedstation第45頁(yè)/共94頁(yè)*3.5PPP協(xié)議3.5.1PPP組成3.5.2PPP幀格式3.5.3PPP鏈路建立3.5.4PPP認(rèn)證3.5.4PPP應(yīng)用第46頁(yè)/共94頁(yè)P(yáng)PP

協(xié)議的工作原理現(xiàn)在全世界使用得最多的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP(Point-to-PointProtocol)。用戶(hù)使用撥號(hào)電話線接入因特網(wǎng)時(shí)，一般都是使用PPP協(xié)議。功能豐富，支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議、多種壓縮方式、多種身份認(rèn)證方式、動(dòng)態(tài)地址分配等

RFC1661/1662/1663第47頁(yè)/共94頁(yè)LANLANPSTNRRLANRLANLANRRX.25LANLANRRInternetRouter第48頁(yè)/共94頁(yè)背景分散的網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)大量主機(jī)連接InternetLANLANPSTNRRPSTNARInternetAccessRouter撥號(hào)訪問(wèn)服務(wù)器RAS環(huán)境特點(diǎn)：點(diǎn)到點(diǎn)信道線路質(zhì)量較差需要用戶(hù)身份認(rèn)證第49頁(yè)/共94頁(yè)用戶(hù)撥號(hào)入網(wǎng)的示意圖路由器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器因特網(wǎng)服務(wù)提供者(ISP)用戶(hù)家庭撥號(hào)電話線

使用TCP/IP的

PPP連接使用TCP/IP的客戶(hù)進(jìn)程路由選擇進(jìn)程至因特網(wǎng)…PC機(jī)第50頁(yè)/共94頁(yè)點(diǎn)到點(diǎn)通信面向字符同步字符填充：數(shù)據(jù)中的每個(gè)特殊字符前均填充轉(zhuǎn)義符適應(yīng)異步傳輸方式以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，字符間有不確定延時(shí)適應(yīng)較差的線路質(zhì)量也適應(yīng)同步傳輸方式可支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議在協(xié)議字段中申明適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)第51頁(yè)/共94頁(yè)3.5.1PPP組成認(rèn)證協(xié)議用于協(xié)商PPP鏈路上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的配置鏈路的創(chuàng)建、維護(hù)或終止第52頁(yè)/共94頁(yè)P(yáng)PP的幀格式和HDLC的相似。標(biāo)志字段F仍為0x7E（符號(hào)“0x”表示后面的字符是用十六進(jìn)制表示。十六進(jìn)制的7E的二進(jìn)制表示是01111110）。地址字段A只置為

0xFF。地址字段實(shí)際上并不起作用?？刂谱侄蜟通常置為0x03。PPP是面向字節(jié)的，所有的PPP

幀的長(zhǎng)度都是整數(shù)字節(jié)。第53頁(yè)/共94頁(yè)3.5.2PPP幀格式PPP有一個(gè)2個(gè)字節(jié)的協(xié)議字段。當(dāng)協(xié)議字段為0x0021時(shí)，PPP幀的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報(bào)。若為0xC021,則信息字段是PPP鏈路控制數(shù)據(jù)。若為0x8021，則表示這是網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)。

IP數(shù)據(jù)報(bào)1211字節(jié)12不超過(guò)1500字節(jié)PPP幀先發(fā)送7EFF03FACFCSF7E協(xié)議信息部分首部尾部第54頁(yè)/共94頁(yè)不同類(lèi)型的載荷0x0021——載荷字段是IP數(shù)據(jù)報(bào)0xC021——載荷字段是鏈路控制協(xié)議LCP報(bào)文0x8021——載荷字段是網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP報(bào)文0xC023——載荷字段是安全性認(rèn)證PAP0xC025——載荷字段是鏈路質(zhì)量報(bào)告LQR報(bào)文0xC223——載荷字段是安全性認(rèn)證CHAP第55頁(yè)/共94頁(yè)3.5.3PPP鏈路建立(1)(2)(3)第56頁(yè)/共94頁(yè)當(dāng)用戶(hù)撥號(hào)接入ISP時(shí)，路由器的調(diào)制解調(diào)器對(duì)撥號(hào)做出確認(rèn)，并建立一條物理連接。PC機(jī)向路由器發(fā)送一系列的LCP分組（封裝成多個(gè)PPP幀）。這些分組及其響應(yīng)選擇一些PPP參數(shù)，和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層配置，NCP給新接入的PC機(jī)分配一個(gè)臨時(shí)的IP地址，使PC機(jī)成為因特網(wǎng)上的一個(gè)主機(jī)。通信完畢時(shí)，NCP釋放網(wǎng)絡(luò)層連接，收回原來(lái)分配出去的IP地址。接著，LCP釋放數(shù)據(jù)鏈路層連接。最后釋放的是物理層的連接。第57頁(yè)/共94頁(yè)P(yáng)PP協(xié)議的狀態(tài)圖建立失敗失敗NCP配置鑒別成功通信結(jié)束載波停止檢測(cè)到載波雙方協(xié)商一些選項(xiàng)鑒別網(wǎng)絡(luò)打開(kāi)終止靜止第58頁(yè)/共94頁(yè)P(yáng)PP的工作流程IP一個(gè)IP分組需要傳輸觸發(fā)PPP層啟動(dòng)連接過(guò)程LCPLCP協(xié)議完成連接建立過(guò)程LCPLCPLCPIPCP協(xié)議進(jìn)一步完成網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議協(xié)商，如獲得IP地址IPCPIPCP要IP地址IP地址PAP或CHAP協(xié)議完成用戶(hù)身份認(rèn)證用戶(hù)名,口令正確當(dāng)以上過(guò)程都成功完成后，IP分組封裝在PPP幀中傳輸?shù)綄?duì)方PPP注意：IP－無(wú)連接協(xié)議使用提供面向連接服務(wù)的PPP的過(guò)程第59頁(yè)/共94頁(yè)3.5.4PPP認(rèn)證口令認(rèn)證協(xié)議PAP（PasswordAuthenticationProtocol）兩次握手口令明碼傳送挑戰(zhàn)握手認(rèn)證協(xié)議CHAP（Challenge-HandshakeAuthenticationProtocol）三次握手口令不傳送，用戶(hù)名加密傳送第60頁(yè)/共94頁(yè)P(yáng)AP口令認(rèn)證口令在網(wǎng)絡(luò)上傳輸CHAP挑戰(zhàn)式握手認(rèn)證客戶(hù)服務(wù)器用戶(hù)名,口令正確1、服務(wù)器分配一個(gè)挑戰(zhàn)號(hào)用戶(hù)名,口令2、客戶(hù)按照實(shí)現(xiàn)預(yù)定的方法根據(jù)挑戰(zhàn)號(hào)及口令計(jì)算出結(jié)果3、服務(wù)器比較自己計(jì)算的結(jié)果及客戶(hù)的結(jié)果，判斷用戶(hù)是否合法口令不在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，隨機(jī)分配的挑戰(zhàn)號(hào)，防止黑客猜測(cè)口令挑戰(zhàn)號(hào)計(jì)算結(jié)果正確計(jì)算比較第61頁(yè)/共94頁(yè)3.6交換交換（switching）的概念最早來(lái)自于電話系統(tǒng)。交換技術(shù)最早用于廣域網(wǎng)，廣域網(wǎng)就是由計(jì)算機(jī)、傳輸介質(zhì)以及交換機(jī)組成的。分為電路交換、報(bào)文交換和分組交換第62頁(yè)/共94頁(yè)3.6.1電路交換網(wǎng)絡(luò)為每次通信會(huì)話建立、保持和終止一條專(zhuān)用物理電路。傳統(tǒng)電話服務(wù)PSTN和窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（NarrowbandISDN）是采用電路交換技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)傳輸時(shí)延小傳輸信道是獨(dú)占的電路是“透明”的第63頁(yè)/共94頁(yè)3.6.2分組交換分組交換（packetswitching）是一種存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)（store-and-forward）交換方式。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)就是交換機(jī)先將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，待處理后在適當(dāng)時(shí)候轉(zhuǎn)發(fā)出去。報(bào)文交換不對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分分組交換將用戶(hù)數(shù)據(jù)劃分成一個(gè)個(gè)分組（packet）第64頁(yè)/共94頁(yè)電路交換、報(bào)文交換和分組交換第65頁(yè)/共94頁(yè)3.7虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)3.7.1數(shù)據(jù)報(bào)3.7.2虛電路3.7.3兩者比較網(wǎng)絡(luò)層為接在網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)所提供的服務(wù)可以有兩大類(lèi)：無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)）面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（虛電路服務(wù)）。第66頁(yè)/共94頁(yè)3.7.1數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)（datagram）無(wú)連接方式每個(gè)報(bào)文攜帶目的節(jié)點(diǎn)完整的地址信息，網(wǎng)絡(luò)中交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)都能根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中目的節(jié)點(diǎn)地址來(lái)決定如何到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。第67頁(yè)/共94頁(yè)提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1

向

H5

發(fā)送分組H2

向

H6

發(fā)送分組路徑可能變化網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)接受主機(jī)發(fā)送的分組（即數(shù)據(jù)報(bào)）網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)分組獨(dú)立地選擇路由。第68頁(yè)/共94頁(yè)提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)盡最大努力地將分組交付給目的主機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)對(duì)源主機(jī)沒(méi)有任何承諾。第69頁(yè)/共94頁(yè)提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)不保證所傳送的分組不丟失也不保證按源主機(jī)發(fā)送分組的先后順序以及在時(shí)限內(nèi)必須將分組交付給目的主機(jī)第70頁(yè)/共94頁(yè)提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)可根據(jù)情況將一些分組丟棄第71頁(yè)/共94頁(yè)實(shí)例第72頁(yè)/共94頁(yè)交換機(jī)2的轉(zhuǎn)發(fā)表第73頁(yè)/共94頁(yè)3.7.2虛電路虛電路VC（VirtualCircuit）采用虛電路方式提供面向連接的網(wǎng)絡(luò)方式，這意味著源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前必須建立連接，即建立一條虛電路。第74頁(yè)/共94頁(yè)三個(gè)過(guò)程建立虛電路PVC（PermanentVirtualCircuit）SVC（SwitchedVirtualCircuit）信令協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸刪除虛電路第75頁(yè)/共94頁(yè)提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1

要和

H5

通信主機(jī)

H1

先向主機(jī)H5發(fā)出一個(gè)特定格式的控制信息分組，要求進(jìn)行通信，同時(shí)尋找一條合適路由。若主機(jī)H5同意通信就發(fā)回響應(yīng)，然后雙方就建立了虛電路。虛電路H1

向

H5

發(fā)送的所有分組都沿此虛電路傳送。第76頁(yè)/共94頁(yè)提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)同理，主機(jī)

H2

和主機(jī)H6通信之前，也要建立虛電路。第77頁(yè)/共94頁(yè)提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)在虛電路建立后，網(wǎng)絡(luò)向用戶(hù)提供的服務(wù)就好像在兩個(gè)主機(jī)之間建立了一對(duì)穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字管道。所有發(fā)送的分組都按順序進(jìn)入管道，然后按照先進(jìn)先出的原則沿著此管道傳送到目的站主機(jī)。第78頁(yè)/共94頁(yè)提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)到達(dá)目的站的分組順序就與發(fā)送時(shí)的順序一致，因此網(wǎng)絡(luò)提供虛電路服務(wù)對(duì)通信的服務(wù)質(zhì)量

QoS(QualityofService)有較好的保證。第79頁(yè)/共94頁(yè)實(shí)例第80頁(yè)/共94頁(yè)交換機(jī)虛電路表第81頁(yè)/共94頁(yè)兩種服務(wù)的思路來(lái)源不同虛電路服務(wù)的思路來(lái)源于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)。電信網(wǎng)負(fù)責(zé)保證可靠通信的一切措施，因此電信網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)復(fù)雜而昂貴。數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)力求使網(wǎng)絡(luò)生存性好和使對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散，因而只能要求網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力的服務(wù)。可靠通信由用戶(hù)終端中的軟件（即TCP）來(lái)保證。

第82頁(yè)/共94頁(yè)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)

優(yōu)缺點(diǎn)的歸納對(duì)比的方面虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)思路可靠通信應(yīng)當(dāng)可靠通信應(yīng)當(dāng)

由網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證由用戶(hù)主機(jī)來(lái)保證連接的建立必須有不要目的站地址僅在連接建立階段每個(gè)分組都有使用，每個(gè)分組使目的站的全地址用短的虛電路號(hào)第83頁(yè)/共94頁(yè)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)

優(yōu)缺點(diǎn)的歸納對(duì)比的方面虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路每個(gè)分組獨(dú)立選擇