数据链路层(3条消息) 计算机网络数据链路层_穿上草鞋去旅行的博客-CSDN博客
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1.PPP 协议是用户和 ISP 通信时使用的数据链路层协议。
点对点协议 PPP 是目前点对点链路中应用最广泛的数据链路层协议。
一、PPP协议的特点
1.PPP 协议是用户和 ISP 通信时使用的数据链路层协议。
2.PPP 协议应满足的需求
2.1简单。这是首要的需求。互联网体系结构中最复杂的部分在 TCP 协议中，网际协议 IP 和数据链路层协议都不是可靠传输。
2.2封装成帧。PPP 协议规定使用特殊的字符作为帧定界符。
2.3透明传输。
2.4支持多种网络层协议。PPP 协议要能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议。
2.5支持多种类型链路。包括串行的或并行的、同步的或异步的等。例如 PPPoE（在以太网上运行的PPP），用户通过以太网上网时使用的是PPPoE协议，它将 PPP 帧再封装到一个以太网帧中。
2.6差错检测。如果收到有错的帧就丢弃。
2.7最大传送单元。要为每一种类型的点对点链路设置最大传送单元MTU。注意 MTU 是数据部分的最大长度。
2.8网络层地址协商。PPP 协议要提供一种机制使通信的两个网络层的实体能通过协商知道彼此的网络层地址。
2.9数据压缩协商。PPP 协议要提供一种方法来协商使用数据压缩算法。
TCP/IP 协议族中，可靠传输由 TCP 协议负责。PPP 不负责纠错等。PPP 只支持点对点的链路通信，且只支持全双工链路。
2.PPP 协议有三个组成部分：
2.1一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。
2.2一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP。
2.3一套网络控制协议 NCP，其中的每一个协议支持不同的网络层协议。
二、PPP协议的帧格式
1.各字段的含义
PPP 的首部和尾部分别为4个字段和2个字段。首部的第一个字段和尾部的第二个字段都是标志字段 F，规定为 0x7E，它标志着一个帧的开始或结束。两个连续的帧之间只需要一个 F，如果连续出现两个标志字段，表示这是一个空帧，应该丢弃。首部的第二个和第三个字段 目前都没有实际含义。第四个字段是 2 字节的协议字段，它表明了信息部分的数据类型（可能是IP数据报也可能是其他类型的数据）。尾部的第一个字段是帧检验序列 FCS。
2.透明传输
2.1字节填充
当 PPP 使用异步传输时，它把转义符定义为0x7D (即01111101),并使用字节填充， RFC1662规定了如下所述的填充方法：
(1)把信息字段中出现的每一个0x7E 字节转变成为2字节序列(0x7D,0x5E)。
(2)若信息字段中出现一个0x7D 的字节(即出现了和转义字符一样的比特组合),则 把 0x7D 转变成为2字节序列(0x7D,0x5D)。
(3)若信息字段中出现 ASCII 码的控制字符(即数值小于0x20 的字符),则在该字符前 面要加入一个0x7D 字节，同时将该字符的编码加以改变。例如，出现0x03 (在控制字符中 是“传输结束”ETX) 就要把它转变为2字节序列(0x7D,0x23)。
2.2零比特填充
PPP 协议用在 SONET/SDH 链路上时使用同步传输，此时采用零比特填充方法来实现透明传输。零比特填充的方法：当信息字段中出现 5 个连续的 1，立即填入一个 0，这样信息字段中就不会出现 6 个连续的 1（PPP 的帧定界符中有 6 个连续的 1）。
三、PPP协议的工作状态
PPP 链路从建立到释放的全过程：用户拨号接入 ISP 后，就建立了从用户到 ISP 的物理连接。这时用户向 ISP 发送一系列的链路控制协议 LCP 分组，以便建立 LCP 连接。然后网络控制协议 NCP 给新接入的用户电脑分配一个临时的 IP 地址。等用户通信完毕后，NCP 释放网络层连接，收回分配的 IP 地址，然后 LCP 释放数据链路层连接，最后释放物理层连接。PPP 链路的状态变化：链路静止——链路建立——鉴别——网络层协议——链路打开——链路终止——链路静止。
- 链路静止：PPP 链路的其实和终止状态都是链路静止状态。
- 链路建立：当个人电脑当建立了到路由器的物理层连接后，PPP 进入链路建立状态，目的是建立链路层的 LCP 连接。通过发送 LCP 的配置请求帧（是一个 PPP 帧，协议字段为 LCP 对应的代码，信息字段包括特定的配置请求）来协商配置选项，链路的另一端可以回复配置确认帧、配置否认帧或配置拒绝帧。
- 鉴别：若鉴别身份失败就转到链路终止状态，若成功就进入网络层协议状态
- 网络层协议：这时 PPP 链路的两端的网络控制协议 NCP 根据网络层的不同协议互相交换网络层特定的网络控制分组。PPP 链路的两端可以运行不同的网络层协议。
- 链路打开：此时链路的两个 PPP 端点可以彼此发送分组。数据传输结束后链路的一端发送终止请求 LCP 帧请求终止链路连接，收到终止确认后转到链路终止状态。
- 链路终止。终止后进入链路静止状态。
- 链路静止。
可以看到，PPP 协议不是纯粹的数据链路层协议，还包含了物理层和网络层的内容。