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1、计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l随着通信线路质量的提高，对于点对点的通信链路，越来随着通信线路质量的提高，对于点对点的通信链路，越来越广泛的采用简单得多的越广泛的采用简单得多的点对点协议点对点协议PPPPPP（Point-to-PointPoint-to-PointProtocolProtocol）。lPPPPPP协议在协议在 19941994年就已成为互联网的正式标准年就已成为互联网的正式标准。l点对点协议点对点协议PPPPPP：广泛：广泛使用在使用在路由器到路由器路由器到路由器之间之间，以及从，以及从用户家到用户家到ISPISP之间之间等的数据链路层通信。等的数据链路层通信。3.2
2、.33.2.3点对点点对点协议协议PPPPPP计算机网络计算机网络(第第7 7版版)点对点点对点协议协议PPPPPPl随着通信线路质量的提高，对于点对点的通信链路，越来随着通信线路质量的提高，对于点对点的通信链路，越来越广泛的采用简单得多的越广泛的采用简单得多的点对点协议点对点协议PPPPPP（Point-to-PointPoint-to-PointProtocolProtocol）。lPPPPPP协议在协议在 19941994年就已成为互联网的正式标准年就已成为互联网的正式标准。l点对点协议点对点协议PPPPPP：广泛：广泛使用在使用在路由器到路由器路由器到路由器之间之间，以及从，以及从用户
3、家到用户家到ISPISP之间之间等的数据链路层通信。等的数据链路层通信。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)PPPPPP应用示例：用户家到应用示例：用户家到 ISPISP的链路使用的链路使用 PPPPPP协议协议 用用户户至互联网至互联网已已向互联网管向互联网管理理机构机构申请到一申请到一批批IPIP地址地址ISPISP接入网接入网PPPPPP协议协议ISP（Internet Service Provider）：互联网服务提供商，如联通、长城宽带等。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l简单简单 这是首要的要求这是首要的要求。l封装成帧封装成帧 必须规定特殊的字符作为帧定界符。必须规定特殊
4、的字符作为帧定界符。l透明性透明性 必须保证数据传输的透明性。必须保证数据传输的透明性。l多种网络层协议多种网络层协议 能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议协议。如如IP、IPX、DECnet、AppleTalk等等等等l多种类型链路多种类型链路 能够在多种类型的链路上运行能够在多种类型的链路上运行。串行、并行，同串行、并行，同步、异步，低速、高速，电的、光的步、异步，低速、高速，电的、光的l差错检测差错检测 能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错的帧。的帧。（1 1）PPPPPP协议需协议需
5、满足满足以下要求以下要求计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l检测连接状态检测连接状态 能够及时自动检测出链路是否处于正常工作状态。能够及时自动检测出链路是否处于正常工作状态。l最大传送单元最大传送单元 必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元 MTUMTU的标准默认值，促进各种实现之间的互操作性。的标准默认值，促进各种实现之间的互操作性。l网络层地址协商网络层地址协商 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。通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。l数据压缩协
6、商数据压缩协商 必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法。必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法。（1 1）PPPPPP协议应满足的需求（续协议应满足的需求（续）计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l纠错纠错 l流量控制流量控制 l序号序号 l多点线路多点线路 l半双工或单工链路半双工或单工链路（2 2）PPPPPP协议不需要的功能协议不需要的功能计算机网络计算机网络(第第7 7版版)lPPPPPP协议有三个组成部分：协议有三个组成部分：1.1.一一个将个将 IPIP数据报封装到串行链路的方法数据报封装到串行链路的方法。即成帧方法，支持透明传输和错误检测。2.2.链路控制链路控制协议协议 LC
7、P(LinkControlProtocol)LCP(LinkControlProtocol)。用于启动线路、测试线路、协商参数，以及关闭线路。它支持同步和异步线路，也支持面向字节和面向比特的编码方法。3.3.网络网络控制协议控制协议 NCP(NetworkControlProtocol)NCP(NetworkControlProtocol)。用于协商网络层选项，每一个协议支持不同的网络层协议，如IP、IPX、DECnet、AppleTalk等。（3 3）PPPPPP协议协议的组成的组成计算机网络计算机网络(第第7 7版版)（4 4）PPPPPP协议的帧格式协议的帧格式IPIP数据报数据报1 1
8、2 21 11 1字节字节1 12 2不超过不超过 15001500字节字节PPPPPP帧帧先发送先发送7E7EFFFF0303F FA AC CFCSFCSF F7E7E协议协议信信息息部部分分首部首部尾部尾部lPPPPPP帧的首部和尾部分别为帧的首部和尾部分别为 44个字段和个字段和 22个字段。个字段。l标志字段标志字段 F=0 x7EF=0 x7E（符号（符号“0 x”0 x”表示后面的字符是用十六进制表示。十表示后面的字符是用十六进制表示。十六进制的六进制的 7E7E的二进制表示是的二进制表示是 0111111001111110）。长度为一个字节，作为帧定）。长度为一个字节，作为帧定
9、界符。界符。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)PPPPPP协议的帧格式协议的帧格式IPIP数据报数据报1 12 21 11 1字节字节1 12 2不超过不超过 15001500字节字节PPPPPP帧帧先发送先发送7E7EFFFF0303F FA AC CFCSFCSF F7E7E协议协议信信息息部部分分首部首部尾部尾部l地址字段地址字段 A,A,长度长度为一个为一个字节字节,规定规定为为 0 xFF0 xFF。因点对点通信，地。因点对点通信，地址并无实际意义。址并无实际意义。l控制字段控制字段 C,C,长度长度为一个为一个字节字节,规定规定为为 0 x030 x03。计算机网络计算机网络(
10、第第7 7版版)PPPPPP协议的帧格式协议的帧格式IPIP数据报数据报1 12 21 11 1字节字节1 12 2不超过不超过 15001500字节字节PPPPPP帧帧先发送先发送7E7EFFFF0303F FA AC CFCSFCSF F7E7E协议协议信信息息部部分分首部首部尾部尾部PPPPPP有一个有一个 22个字节的个字节的协议协议字段字段P P。其值其值l若为若为 0 x00210 x0021，则信息字段就是，则信息字段就是 IPIP数据报。数据报。l若为若为 0 x80210 x8021，则信息字段是网络，则信息字段是网络控制控制NCPNCP的数据的数据。l若为若为 0 xC02
11、10 xC021，则信息字段是，则信息字段是 PPPPPP链路控制链路控制LCPLCP的数据。的数据。l若为若为 0 xC0230 xC023，则信息字段是鉴别数据，则信息字段是鉴别数据。信息字段信息字段长度是可变的，不超过长度是可变的，不超过15001500字节（字节（MTUMTU）。）。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)PPPPPP协议的帧格式协议的帧格式IPIP数据报数据报1 12 21 11 1字节字节1 12 2不超过不超过 15001500字节字节PPPPPP帧帧先发送先发送7E7EFFFF0303F FA AC CFCSFCSF F7E7E协议协议信信息息部部分分首部首部尾部
12、尾部尾部中第一个字段是帧校验序列尾部中第一个字段是帧校验序列FCSFCS，即校验和，即校验和ChecksumChecksum，两到四，两到四个字节个字节，长度取决于，长度取决于CRCCRC生成多项式，协商生成多项式，协商确定。确定。尾部最后还是一个标志字段尾部最后还是一个标志字段F F。PPPPPP是面向字节的，所有的是面向字节的，所有的 PPPPPP帧的长度都是整数个字节帧的长度都是整数个字节。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)l当当 PPPPPP用在用在异步传输异步传输时，就使用一种特殊的时，就使用一种特殊的字符填充法字符填充法。l当当 PPPPPP用在用在同步传输同步传输链路时，协议
13、规定采用硬件来完成链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充比特填充（和（和 HDLCHDLC的做法一样）。的做法一样）。（5 5）透明）透明传输问题传输问题 计算机网络计算机网络(第第7 7版版)lPPPPPP协议之所以协议之所以不使用不使用序号和确认机制是出于以下的考虑：序号和确认机制是出于以下的考虑：1.1.在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的在数据链路层出现差错的概率不大时，使用比较简单的 PPPPPP协议协议较为合理。较为合理。2.2.在因特网环境下，在因特网环境下，PPPPPP的信息字段放入的数据是的信息字段放入的数据是 IPIP数据报。数数据报。数据链路层的可靠传输并不能
14、够保证网络层的传输也是可靠的。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。3.3.帧检验序列帧检验序列 FCSFCS字段可保证无差错接受字段可保证无差错接受。（6 6）不）不提供使用序号和确认的可靠传输提供使用序号和确认的可靠传输 计算机网络计算机网络(第第7 7版版)（7 7）PPPPPP协议的协议的工作状态工作状态l下图为一下图为一条线路从被启动、使用，一直到被关闭的全条线路从被启动、使用，一直到被关闭的全过程：过程：PPPPPP协议的状态图协议的状态图链路静止链路静止链路建立链路建立鉴别鉴别网络层协议网络层协议链路打开链路打开链路终止链路终止物理层连接建立物理层连接建立LCPL
15、CP配置协商配置协商鉴别成功或无需鉴别鉴别成功或无需鉴别NCPNCP配置协商配置协商链路故障或链路故障或关闭请求关闭请求LCPLCP链路链路终止终止鉴别失败鉴别失败LCPLCP配置配置协商失败协商失败设备之间无链路设备之间无链路物理链路物理链路LCPLCP链路链路已鉴别的已鉴别的 LCPLCP链路链路已鉴别的已鉴别的 LCPLCP链路链路和和 NCPNCP链路链路计算机网络计算机网络(第第7 7版版)（7 7）PPPPPP协议的协议的工作状态工作状态l当用户拨号接入当用户拨号接入 ISPISP时，路由器的调制解调器对拨号做出确认，并建时，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立一
16、条物理连接。lPCPC机向路由器发送一系列的机向路由器发送一系列的 LCPLCP分组（封装成多个分组（封装成多个 PPPPPP帧）。进行帧）。进行LCPLCP配置协商。建立配置协商。建立LCPLCP链路链路。l协商协商成功，转入身份认证鉴别成功，转入身份认证鉴别。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)（7 7）PPPPPP协议的协议的工作状态工作状态l调用适当的调用适当的NCPNCP协议进行网络层配置，配置成功，进入链路打开状态。协议进行网络层配置，配置成功，进入链路打开状态。NCPNCP给新接入的给新接入的 PCPC机分配一个临时的机分配一个临时的 IPIP地址，使地址，使 PCPC机成为因
17、特机成为因特网上的一个主机。开始数据通信网上的一个主机。开始数据通信。l通信通信完毕时，完毕时，NCPNCP释放网络层连接，收回原来分配出去的释放网络层连接，收回原来分配出去的 IPIP地址。地址。接着，接着，LCPLCP释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。l可见可见，PPPPPP协议已不是纯粹的数据链路层的协议，它还包含了物理层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。和网络层的内容。计算机网络计算机网络(第第7 7版版)3.33.3局域网的局域网的数数据链路层据链路层3.3.13.3.1局域网局域网的拓扑结构与的拓扑结构与IEEE802IEEE802系列协议系列协议3.3.23.3.2共享共享信道的广播式通信方式信道的广播式通信方式3.3.33.3.3使用使用集线器的星形拓扑集线器的星形拓扑3.3.43.3.4以太网以太网的信道利用率的信道利用率3.3.53.3.5以太网以太网的的 MACMAC层层