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1. ¿Qué son HDLC y PPP?
HDLC (Advanced Data Link Control) y PPP (Point-to-Point) son dos protocolos típicos de encapsulación en serie
2. Aplicaciones
HDLC y PPP: HDLC es un protocolo de capa de enlace orientado a bits y la unidad de información transmitida es una trama.
El protocolo PPP es un protocolo de capa de enlace punto a punto, que se utiliza principalmente para la transmisión de datos punto a punto en enlaces síncronos y asíncronos full-duplex.
Los enlaces seriales se utilizan normalmente en redes de área amplia para proporcionar datos de larga distancia. Transmisión
3. Modo de transmisión de datos de enlace en serie
1. Asíncrono: los datos se transmiten en bytes y se utilizan bits de inicio y parada adicionales para marcar el comienzo y el final de cada byte. El bit de inicio es un valor binario de 0 y el bit de parada es un valor binario de 1. .
2. Sincronización: los datos se transmiten en unidades de tramas y el reloj se utiliza para sincronizar la comunicación entre los dispositivos locales y opuestos durante la comunicación.
4. Características de HDLC
1. El protocolo no depende de ningún conjunto de codificación de caracteres;
2. El mensaje de datos se puede transmitir de forma transparente y el "método de inserción de 0 bits" para la transmisión transparente es fácil de implementar en el hardware;
3. Completo- comunicación dúplex, no es necesario esperar Confirme que los datos se pueden enviar de forma continua, con una mayor eficiencia de transmisión del enlace de datos;
4. Todas las tramas son verificadas por CRC, y las tramas de información están numeradas, lo que puede evitar que se pierdan o se vuelvan a recibir y una alta confiabilidad de transmisión;
5. Control de transmisión La función está separada de la función de procesamiento, con mayor flexibilidad y función de control completa.
5. Estructura de la trama HDLC:
1. El campo de bandera es 01111110, que se usa para marcar el comienzo y el final de un marco, y también se puede usar como un carácter de relleno entre marcos.
2. El campo de dirección contiene información de dirección.
3. El campo de control se usa para formar varios comandos y respuestas para monitorear y controlar el enlace. El remitente utiliza el campo de control para notificar al receptor que realice la operación acordada; por el contrario, el receptor utiliza este campo como respuesta al comando para informar la operación completada o el cambio de estado.
4. El campo de información puede contener números binarios de cualquier longitud. El límite superior está determinado por el campo FCS o la capacidad del búfer del nodo de comunicación. Actualmente, se utilizan más comúnmente 1000-2000 bits, y el límite inferior puede ser 0, es decir, sin campo de información. No puede haber ningún campo de información en el marco de seguimiento.
5. El campo de secuencia de verificación de trama puede usar CRC de 16 bits para verificar el contenido entre los dos campos de bandera.
6. Ventajas del protocolo PPP:
1. PPP admite transmisión síncrona y asincrónica.
2. El protocolo PPP tiene una buena escalabilidad. Por ejemplo, cuando el protocolo PPP debe llevarse a cabo en el enlace Ethernet, PPP se puede extender a PPPoE.
3. PPP proporciona el protocolo LCP (Protocolo de control de enlace) para la negociación de varios parámetros de la capa de enlace.
4. PPP proporciona varios NCP para la negociación de varios parámetros de capa de red y soporta mejor los protocolos de capa de red.
5. PPP proporciona protocolos de autenticación: CHAP y PAP garantizan mejor la seguridad de la red.
6. Sin mecanismo de retransmisión, baja sobrecarga de red y alta velocidad.
7. Proceso de establecimiento de enlaces PPP:
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1. La fase muerta también se denomina fase no disponible de la capa física. Cuando ambos extremos de las partes de la comunicación detectan que la línea física está activada, migrarán de la fase Muerta a la fase Establecimiento, es decir, la fase de establecimiento del enlace.
2. En la fase de establecimiento, el enlace PPP lleva a cabo la negociación de parámetros LCP. El contenido de la negociación incluye opciones como la unidad receptora máxima MRU, el método de autenticación y el número mágico. Después de que la negociación del parámetro LCP se realice correctamente, entrará en el estado Abierto, lo que indica que se ha establecido el enlace subyacente.
3. En la mayoría de los casos, los dispositivos en ambos extremos del enlace deben pasar por la fase de autenticación (Autenticar) antes de que puedan ingresar a la fase de protocolo de capa de red. Los enlaces PPP no requieren autenticación de forma predeterminada. Si se requiere autenticación, el protocolo de autenticación debe especificarse durante la fase de establecimiento del enlace. El método de autenticación es negociado por ambas partes durante la fase de establecimiento del enlace. Si el mensaje Configure-Request se recibe nuevamente en esta etapa, volverá a la etapa de establecimiento de enlace.
4. En la fase de red, el enlace PPP realiza la negociación NCP. Seleccione y configure un protocolo de capa de red y negocie los parámetros de capa de red a través de la negociación NCP. Solo después de que el protocolo de capa de red correspondiente se haya negociado con éxito, el protocolo de capa de red puede enviar paquetes a través de este enlace PPP. Si se recibe un mensaje de solicitud de configuración en esta etapa, también volverá a la etapa de establecimiento de enlace.
5. Después de que la negociación NCP sea exitosa, el enlace PPP mantendrá el estado de comunicación. Durante el funcionamiento de PPP, la conexión puede interrumpirse en cualquier momento. Por ejemplo, la desconexión del enlace físico, la falla de autenticación, el temporizador de tiempo de espera y la configuración del administrador para cerrar la conexión pueden hacer que el enlace entre en la fase de Terminación.
6. En la fase de terminación, si se liberan todos los recursos, las partes comunicantes volverán a la fase muerta hasta que las partes comunicantes restablezcan la conexión PPP.
8. Formato de trama PPP:
1. El campo Bandera identifica el inicio y el final de una trama física Este byte es la secuencia binaria 01111110 (0X7E).
2. El campo de dirección de la trama PPP es diferente del campo de dirección de la trama HDLC El byte del campo de dirección de la trama PPP se fija en 11111111 (0XFF), que es una dirección de difusión.
3. El campo de control predeterminado de la trama de datos PPP es 00000011 (0X03), lo que indica que es una trama sin número de secuencia.
4. La secuencia de verificación de tramas (FCS) es una suma de verificación de 16 bits que se utiliza para verificar la integridad de la trama PPP.
5. El campo de protocolo se utiliza para describir el tipo de mensaje de protocolo encapsulado por PPP Los valores de campo típicos son: 0XC021 para mensajes LCP, 0XC023 para mensajes PAP y 0XC223 para mensajes CHAP.
6. El campo de información contiene el paquete de datos del protocolo especificado en el campo de protocolo. La longitud máxima predeterminada del campo de datos (excluyendo el campo de protocolo) se denomina Unidad de recepción máxima (MRU) y el valor predeterminado de la MRU es 1500 bytes.
7. Si el campo de protocolo se establece en 0XC021, significa que ambas partes en comunicación están negociando y estableciendo un enlace PPP a través del mensaje LCP:
8. El campo Código se usa principalmente para identificar el tipo de mensaje de datos LCP. Los tipos de mensajes típicos son: paquetes de información de configuración (Configure Packets: 0x01), paquetes de información de configuración correcta (Configure-Ack: 0X02) y paquetes de solicitud de terminación (Terminate-Request: 0X05).
9. El campo Identificador es de 1 byte y se utiliza para hacer coincidir la solicitud y la respuesta.
10. El valor del campo Longitud es el total de datos en bytes del mensaje LCP.
11. El campo de datos contiene varios parámetros TLV (Tipo / Longitud / Valor) para negociar las opciones de configuración, incluida la unidad de recepción máxima, el protocolo de autenticación, etc.
9. Modo de autenticación PPP:
1. Autenticación CHAP:
1. El proceso de autenticación CHAP requiere tres interacciones de mensajes.
2. Una vez completada la negociación de LCP, la parte autenticadora envía un mensaje de desafío a la parte autenticada. El mensaje contiene información de identificador y una cadena de desafío generada aleatoriamente. Este identificador es el identificador utilizado en los mensajes posteriores.
3. Después de recibir el mensaje de desafío, la parte autenticada realiza una operación de cifrado para obtener un resumen de información de 16 bytes y luego encapsula la información de resumen y el nombre de usuario de CHAP configurado en el puerto en el mensaje de respuesta y lo envía de vuelta al autenticador.
4. Una vez que la parte que se autentica recibe el mensaje de respuesta enviado por la parte autenticada, busca la información de la contraseña correspondiente localmente de acuerdo con el nombre de usuario que contiene. Después de obtener la información de la contraseña, realiza una operación de cifrado y luego combina la información del resumen obtenida por la operación de cifrado y el Informe de Respuesta, se compara la información resumen encapsulada en el texto, la autenticación es exitosa si es la misma y la autenticación falla si no es la misma.
5. Al utilizar la autenticación CHAP, la contraseña de la parte autenticada se cifra antes de la transmisión, lo que mejora enormemente la seguridad.
2. Autenticación PAP
1. El protocolo de autenticación PAP es un protocolo de autenticación de protocolo de enlace bidireccional y la contraseña se envía en el enlace en texto sin formato.
2. Una vez completada la negociación de LCP, la parte que se autentica requiere que la parte autenticada utilice PAP para la autenticación.
3. La parte autenticada envía el nombre de usuario configurado y la información de la contraseña a la parte autenticadora en texto sin formato mediante el mensaje de solicitud de autenticación.
4. Una vez que la parte autenticadora recibe la información de nombre de usuario y contraseña enviada por la parte autenticada, verifica si la información de nombre de usuario y contraseña coincide de acuerdo con la base de datos de nombre de usuario y contraseña configurada localmente. Si coinciden, devuelve un Authenticate-Ack mensaje, que indica que la autenticación se ha realizado correctamente. De lo contrario, se devuelve un mensaje Authenticate-Nak, que indica que la autenticación ha fallado.