浅谈PPP协议

在我们生活可能经常会听到PPP协议，那到底什么是PPP协议呢？

PPP协议又称点对点协议，是目前对于点对点链路中使用最广泛的数据链路层协议，为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。我们都知道，互联网用户通常都要连接到某个ISP才能接入到互联网，而PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层的协议。

PPP的特点：

（1）PPP通过IPCP过程实现动态分配IP地址，允许在连接时刻协商IP地。因为PPP 协议能提供一种机制使通信的两个网络层（比如说IP层）的实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。这样才能保证网络层可以传送分组。

（2）PPP支持多种网络协议，比如TCP/IP、NetBEUI、NWLINK等。因为PPP协议是属于数据链路层的协议，如果点对点信道的数据链路层要进行通信时，必须把网络层交下来的IP数据报添加首尾封装成帧，这样就需要PPP支持多种网络协议。否则，网络层交下来的数据可能会缺失或者出错，这会严重得影响到数据链路层之间的数据传送。

（3）PPP具有错误检测以及纠错能力，支持数据压缩。检测和纠正其中的比特差错。差错检测有3种技术：奇偶校验、检验和方法（通常更多地应用于运输层）、循环冗余检测（通常更多地应用在适配器中的链路层）。

奇偶校验最简单的方式就是用单个奇偶校验位。其缺点就是无法校验偶数个比特差错。另外包含一些二维奇偶校验。

检验和方法，就是将k比特整数加起来，如TCP和UDP中的校验和就是基于这种方法。

循环冗余检测（CRC），是现今计算机网络中广泛应用的差错检测技术。下面举例来说明，假设传送的数据M=101001（共k为，k=6），在数据M后面加供差错检测用的n位冗余码一起传送（一共发送n+k），虽然增大了数据传输的开销，但却可以进行差错检测。

n位冗余码可以用以下方法计算，先用二进制的模2运算进行2^n乘M，这相当于在M 后边添加n个0，然后用得到的（k+n）位的数除以首发双方事先确定好的长度为（n+1）位的数p，得出商是Q，而余数是R，把余数R作为冗余码添加在数据M后面发送出去。

M=101001,n=3，P=1101，则Q=110101，R=001，二进制的除法相当于异或运算。

接收方对接收到的帧进行CRC检验，把接收到的帧以同样的P，得出余数R，如果传输过程中没有差错，则得出的余数显然应为0。之外PPP协议还能提供一种方法来协商使用数据压缩算法。

（4）PPP具有身份验证功能。

（5）PPP可以用于多种类型的物理介质上，包括串口线、电话线、移动电话和光纤（例如SDH），PPP也用于Internet接入。

（6）PPP协议不支持多点线路，而只支持点对点的链路通信。此外，PPP协议只支持全双工链路，

PPP协议的帧格式：

（1）帧格式类型为：

如上图所示，其中首部7E位标志字段，表示一个帧的开始或结束。FF为地址字段，03为控制字段。尾部的crc是使用CRC的帧检验序列FCS。

（2）字节填充

若信息字段中出现与标志字段一样的比特组合时，会将该字段转换为2字节的序列，然后在接受端再恢复原来的信息

（3）零比特填充

PPP协议在使用同步传输的时候会采用这种方法，即只要发现5个连续1就立即填入一个0。在接受再把这些0删掉，恢复原来的信息。

PPP协议的工作流程：

当用户拨号接入ISP后，就建立了一条从用户PC机到ISP的物理连接。

这时用户PC机向ISP发送一系列的LCP分组(封装成多个PPP帧)，以便建立LCP 连接。

这些分组及其响应选择了将要使用的一些PPP参数。

接着还要进行网络层配置，NCP给新接入的用户PC机分配一个临时的IP地址。

这样，用户PC机就成为因特网上的一个有IP地址的主机了。

当用户通信完毕时，NCP释放网络层连接，收回原来分配出去的IP地址。

接着，LCP释放数据链路层连接。

最后释放的是物理层的连接。

这个过程中需要注意的几点：

1. PPP链路的起始和终止状态都是链路静止状态，这时在用户pc和ISP的路由器之间并不存在物理层的连接。

2. 建立物理连接之后建立LCP连接，商量LCP层的配置选项。

3. 在LCP连接建立完成后要进行鉴别，这个鉴别使用的方式有CHAP和PAP，鉴别成功的话，就进入了网络层的状态。

4. 在NCP层进行配置时，使用IPCP等协议，实现IP地址的获得，tcpip等的协商。

5. 当数据传输结束后，就直接进入链路终止状态，然后LCP链路终止，回到初始状态链路静止状态。

最后我个人感觉其实PPP不像是一种协议，而更像是一种应用，可以把它看成一个拨号上网的应用软件，拨号成功后，本地主机就可以正常上网了，可以使用TCP/IP等协议