计算机网络 第2章 点到点协议 PPT

### 计算机网络第二章：点到点协议详解 #### 一、HDLC协议概述 **HDLC（High-Level Data Link Control）**是一种高级数据链路控制协议，由国际标准化组织（ISO）制定，其基础是IBM公司的SDLC协议。HDLC主要用于封装同步串行数据链路中的数据，它是一个点到点、全双工的数据传输协议。 - **标准化时间**：1979年，ISO使HDLC标准化。 - **帧结构**：HDLC协议的帧结构有两种主要形式：ISO HDLC帧结构和Cisco HDLC帧结构。 #### 二、HDLC帧格式 - **HDLC帧格式**主要包括以下几个部分： - **标志字段**（Flag）：用于帧的起始和结束标记，通常使用01111110作为标志位。 - **地址字段**（Address）：标识接收方。 - **控制字段**（Control）：包含帧的类型和其他控制信息。 - **信息字段**（Information）：承载实际的数据负载。 - **帧校验序列**（FCS）：用于错误检测。 - **信息帧**（I-Frame）：用于传输数据。 - **监控帧**（S-Frame）：用于传输控制信息，如确认、否认等。 - **无编号帧**（U-Frame）：用于链路管理和同步等功能。 #### 三、HDLC控制字段结构 - **N(S)**：发送帧的序号。 - **N(R)**：期望接收的下一帧的序号。 - **P/F**：主要为非平衡系统所设计的。 #### 四、HDLC协议的不足及改进 - **不足**： - 标准HDLC只支持高层的IP协议，不支持其他高层协议。 - 在不可靠的链路上，可靠性较低。 - **改进**： - 思科改进了HDLC协议，增加了协议域字段，支持多种网络层协议。 - 思科改进的HDLC主要用于思科设备之间的点到点连接。 - 对于非思科设备之间的连接，通常使用PPP协议。 #### 五、PPP协议概述 **PPP（Point-to-Point Protocol）**是目前应用最为广泛的数据链路层协议之一，主要用于用户计算机和ISP之间的通信。PPP协议具有以下特点： - **简单**：易于理解和实现。 - **封装成帧**：可以将不同类型的网络层协议数据封装成统一的帧格式。 - **透明性**：对于传输的数据不作任何修改，确保数据的完整性和一致性。 - **多种网络协议**：支持多种网络层协议，如IP、IPX等。 - **多种类型的链路**：适用于各种物理链路，包括电话线、光纤、无线链路等。 - **差错检测**：具备差错检测功能。 - **检测连接状态**：可以监测链路的状态。 - **最大传送单元**：定义最大传输单元（MTU），限制单个数据帧的最大长度。 - **网络层地址协商**：支持自动配置网络层地址。 - **数据压缩协商**：支持数据压缩功能。 #### 六、PPP协议的组成 PPP协议主要包括以下几个部分： - **封装方法**：提供一种将IP数据报封装到串行链路的方法。 - **链路控制协议（LCP）**：用于建立、配置、测试和管理数据链路连接。 - **网络控制协议（NCP）**：用于协商链路上所传输的数据包格式与类型，以及建立、配置不同的网络层协议。 #### 七、PPP帧格式 PPP帧的基本格式如下： - **标志字段**：01111110。 - **地址字段**：固定值0xFF。 - **控制字段**：固定值0x03。 - **协议字段**：指示帧中携带的信息部分是什么协议的数据。 - **信息字段**：包含实际的数据负载。 - **帧校验序列**：CRC-32用于错误检测。 #### 八、PPP的协议字段 - **0x0021**：表示PPP帧的信息字段是IP数据报。 - **0xC021**：表示PPP帧的信息字段是PPP链路控制协议LCP的数据。 - **0x8021**：表示这是网络控制数据。 - **0xC023**：表示PPP认证协议PAP。 - **0xC223**：表示PPP认证协议CHAP。 #### 九、PPP协议的分层体系结构 PPP协议的分层体系结构与OSI模型的对比： - **网络层**：支持多种三层协议，如IP、IPX等。 - **数据链路层**：LCP相当于以太网的MAC子层，负责建立、配置、测试和管理数据链路连接；NCP相当于LLC子层，负责协商网络层协议。 #### 十、差错检测与CRC - **循环冗余校验（CRC）**：广泛使用的差错检测技术之一，通过计算并附加一个校验字段到数据帧中，接收端可以根据该字段检测出传输过程中的错误。 - **原理**：发送端将数据划分成组，并计算每个组的校验值；接收端同样计算校验值并与接收到的校验值比较，以判断是否有错误发生。 HDLC和PPP协议分别解决了数据链路层的不同问题。HDLC协议适用于简单的点到点连接，而PPP协议则更加灵活和强大，被广泛应用于用户与ISP之间的通信中。