目录

一、点对点协议PPP的特点

二、PPP协议的基本要求

三、PPP协议应满足的需求

四、PPP协议的组成

五、PPP同步传输和异步传输

六、PPP同步传输和异步传输

七、可靠传输问题

八、PPP协议的工作状态（同步）

九、小结

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一、点对点协议PPP的特点

•    PPP 协议在 1994 年就已成为互联网的正式标准 [RFC 1661, STD51]。

•    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)。

•    能够在多种链路上运行：

• 串行的、并行的；
• 同步链路、异步链路；
• 低速链路、高速链路；
• 交换的（动态的）、非交换的（静态的）；
• 电的、光的；
• PPPoE （ PPP over Ethernet） :
• 实现了传统以太网没有身份验证、加密以及压缩等功能。

二、PPP协议的基本要求

•    简单：这是首要的要求（最复杂的功能TCP实现，  IP也简单且不可可靠），因此数据链路层的PPP没有必要比 IP复杂；

•    封装成帧：必须规定特殊的字符作为帧定界符；

•    透明性：必须保证数据传输的透明性；

•    多种网络层协议：支持多种网络层协议（IP/IPX）；

•    多种类型链路：能够在多种类型的链路上运行；

•    差错检测：对收到的帧进行检测，并丢弃有差错的帧；

简单：

  Internet最复杂的部分在TCP协议中，  IP也相对比较简单，仅提供不可靠的数据报服务。因此，  数据链路层没有必要提供比IP协议更多的功能：

•   数据链路层的帧，不需要纠错，不需要序号，也不需要流量控制；

•    误码率比较高的无线链路上需要更为复杂的链路层协议；

•   简单使协议在实现时不容易出错，提高了不同厂商对协议的不同实  现的互操作性；

•   不支持多点接入，不支持半双式或单工通信 （全双工）。

PPP非常简单：  每收到一个帧，进行CRC检验，如果CRC检验正确， 就收下这个帧，反之，就丢弃这个帧，其他什么也不做。

三、PPP协议应满足的需求

•   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。

•    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 的标准默认值，促进各种实现之间的互操作性。

•    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。

•   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。

四、PPP协议的组成

 PPP 协议由三个组成部分：

•   一种将 IP 数据报封装到串行链路（同步串行/异步串行）的方法；

•   链路控制协议 LCP (Link Control Protocol)，用来建立、配置和测试 链路，其最重的功能之一是身份验证（ PAP， CHAP）；

• 配置确认帧：所有选项都能接受；
• 配置否认帧：所有选项都理解但不接受；
• 配置拒绝帧：选项有无法识别或不能接受内容，需要协商。

•    网络控制协议 NCP (Network Control Protocol)，支持不同的网络层 协议（ IP 、OSI的网络层、AppleTalk等）。

各字段的意义：

首部：4 个字段

• 标志字段 F： 0x7E 。连续两帧之间只需要用一个标志字段。
• 地址字段 A：只置为 0xFF。实际上不起作用。
• 控制字段 C：通常置为 0x03。
• 协议字段。

尾部：2 个字段。

 

五、PPP同步传输和异步传输

•    同步传输（SONET/SDH链路）  ：面向比特的传输，同步传输的单位是帧；

     同步传输收发双时钟统一 、字符间传输同步无间隔。

•    异步传输：面向字节的传输，异步传输的单位是字符。

     异步传输效率低，高速链路开销大。

  同步问题：

•   异步传输通过字符起止的开始和停止码进行同步，线路空闲时携带着代表着比特1的信号，传 输开始位使信号变为0，数据传输结束，停止位使信号重新变为1；

•    同步传输在数据中提取同步信息  （帧定界比特组合）。

问题： PPP是面向比特的还是面向字符类型的协议？

六、PPP同步传输和异步传输

PPP异步传输时透明传输（字符补充）

•    控制字符填充举例：

• 字符0x01,经字符填充后为0x21；
• 字符0x03,经字符填充后为0x23；

•   接收端一个字符一个字符地接收，最终根据帧定界符还原成帧。

 

PPP同步传输时透明传输（0比特填充）

•    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。

七、可靠传输问题

PPP 协议不使用序号和确认机制：

•   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；

•    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；

•    帧检验序列 FCS 字段可保证无差错接收。

八、PPP协议的工作状态（同步）

•    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，并进行网络层配置， 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机。

•    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 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。

可见， PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议，   它还包含了 物理层和网络层的内容。

九、小结