计算机网络原理PPP协议

为了解决SLIP存在的的问题，Internet IETF成立了一个组制定（point-to-point protocol, PPP）协议。该协议文本描述于RFC1661，以及改进后的文本RFC1662，RFC1663。PPP能支持差错检测，支持各种协议，在连接时IP地址可赋值，具有身份验证功能，以及很多对SLIP 的改进功能。虽然目前很多Internet服务提供者ISP同时支持SLIP和PPP这两种协议，但从今后发展看，很明显PPP是主流，它不仅适用于拨号用户，且适用于租用的路由器对路由器线路。

PPP是个协议簇，它由以下三个部分组成：

（1）在串行链路上封装IP数据报的方法：PPP既支持异步链路（无奇偶校验的8比特数据），也支持面向比特的同步链路。

（2）链路控制协议（link control protocol, LCP）用于启动线路、测试、任选功能的协商以及关闭连接。

（3）网络层任选功能的协商方法独立于使用的网络层协议，因此可适用于不同的网络控制协议（network control protocol, NCP）。

1．PPP协议基本特点

（1）PPP是个直接互连两个设备的点到点的链路协议，可以配置和自动封装多种网络层协议。

（2）PPP能对任何属于物理层的DTE/DCE接口进行操作。这些接口包括：EIA/TIA的RS232/RS422/RS423和ITU-T的V.35。

（3）PPP的链路可以是专线方式或交换方式，但必须是全双工的。

（4）PPP可支持同步串行模式，也可支持异步串行模式，或同时支持两者。

（5）PPP对数据传输的速率没有任何限制。可在电话线上进行低速传输，也可使用T1/E1作为点到点链路介质。

T1的传输速率为1.544Mbit/s；在欧洲把T1称为E1，E1的传输速率为2.048Mbit/s。

为了使用T1/E1需在路由器/主机处连入DSU/CSU设备，DSU/CSU设备为在广域网链路上传输进行编码。

PPP的帧格式很像HDLC的帧格式。PPP和HDLC的主要区别是：PPP是面向字符的，而不是面向位的。PPP在拨号调制解调器线路上使用字符填充技术，所以所有的帧都是字节的整数。PPP帧不仅能够通过拨号电话线发送出去，而且还能够通过真正的面向位的HDLC线路（即路由器与路由器相连）发送出去。

计算机网络原理点对点的PPP协议

为了改进SLIP的缺点，人们制订了点对点协议（point-to-point protocol，PPP），它所起的作用与OSI/RM中的数据链路层一致，可以完成链路的操作、维护和管理功能。并且支持任何种类的DTE-DCE接口（包括EIA RS-232、EIA-449与ITU-TV.35）。运行PPP协议只需要提供全双工的电路（专用的或者交换式的）以实现双向的数据传输，它对数据传输速率没有太严格的限制，所以能适用于多种远程接入的情形。PPP灵活的选项配置、多协议的封闭机制、良好的选项协商机制以及丰富的认证协议，使得它在远程接入技术中得到了广泛的应用。

1．PPP协议的构成

PPP由以下三个部分组成：

（1）在串行链路上封装IP数据报的方法：PPP既支持异步链路（无奇偶校验的8比特数据），也支持面向比特的同步链路。

（2）链路控制协议（link control protocol，LCP）：用于建立、配置和测试数据链路连接，通信的双方可协商一致一些选项。

（3）网络控制协议（network control protocol，NCP）：用于建立、配置多种不同网络层协议，如IP，OSI网络层，DECnet以及AppleTalk等，每种网络层协议需要一个NCP来进行配置，在单个PPP链路上可支持同时运行多种网络协议。

2．PPP的帧格式

PPP的帧格式和HDLC的相似，标准的PPP帧格式如图4-11所示。

不超过1500字节

字节111221

图4-12 PPP的帧格式

（1）标志字段，编码为01111110（0x7e），是帧的定界符，用以标识一帧的开始和结束。

（2）地址字段，编码为11111111（0xff），标准的广播地址，使所有的站均可以接收该帧，不指定单个工作端的地址。

（3）控制字段，编码为00000011（0x03），是一个无编号帧，PPP并没有使用序号和确认机制来保证数据帧的有序传输。

（4）协议字段，占2个字节，用于标识封装在PPP帧中的信息所用的协议类型。当协议字段为0x0021时，信息字段就是IP数据报；若为0xC021，则信息字段是链路控制数据；为0x8021时，表示信息字段是网络控制数据。

（5）信息字段，包含零个或多个字节，是网络层协议数据报，缺省最大长度为1500个字节。

（6）FCS帧校验序列字段，通常为2个字节，使用16比特的循环冗余校验CRC计算校验和。

可以看出，PPP帧的前3个字段和最后2个字段与HDLC的格式是一样的，不同的是多了一个2个字节的协议字段。PPP不是面向位的，因而它不能采用HDLC所使用的零比特填充法，而是使用一种特殊的字符填充法。具体的做法是将信息字段中出现的每个0x7E字符转变成为2个字节序列0x7D和0x5E；若信息字段中出现一个0x7D的字符，则将其转变成为2字节序列0x7D和0x5D；若信息字段中出现ASCII码的控制字符（即小于0x20字符），则在该字符前面加入一个0x7D字符。

3．PPP的协议族

链路控制协议（link control protocol，LCP）。用于建立、配置、维护和终止点对点的链路层连接，其工作过程主要分为4个阶段：

第一阶段是链路建立和配置协调，在网络层数据报交换之前，LCP首先打开连接，协议配置参数，并完成一个配置确认帧的发送和接收。

第二阶段是链路质量检查，在链路建立、配置协调之后，LCP允许有一个可选的链路质量检测阶段。在这一阶段，通过对链路的检测来决定链路是否满足网层协议的要求，这一阶段是可选的。LCP可以延迟网络层协议信息的传送，直到这一阶段结束。

第三阶段是网络层协议配置阶段，在LCP完成链路质量检测之后，网络层协议通过适当的NCP协议进行单独的配置，而且可以在任何时刻被激活和关闭。如果LCP关闭了链路，它会通知网络层协议采取相应的操作。