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PPP协议介绍

2017-11-15 1590

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简介：

PPP 协议介绍

用户接入 Internet ，在传送数据时都需要有数据链路层协议，其中最为广泛的是串行线路网际协议（ SLIP ）和点对点协议（ PPP ）。由于 SLIP 具有仅支持 IP 等缺点，主要用于低速（不超过 19.2kbit/s ）的交互性业务，它并未成为 Internet 的标准协议。为了改进 SLIP ，人们制订了点对点 PPP （ Point-to-Point Protocol ）。 RFC1661 、 RFC1662 、 RFC1663 。

PPP 三大成就：

1．明确地划分出一帧的尾部和下一帧的头部的成帧方式。这种帧格式也处理错误检测工作。

2．当线路不再需要时，挑出这些线路，测试它们，商议选择，并仔细地再次释放链路控制协议。这个协议被称为链路控制协议 LCP （ link control protocol ）。

3．用独立于所使用的网络层协议的方法来商议使用网络层的哪些选项。对于每个所支持的网络层来说，所选择的方法有不同的网络控制协议 NCP （ network control protocol ）。

PPP 帧不仅能通过拨号电话线发送出去，而且还能通过 SONET 或真正面向位的 HDLC 线路（即路由器与路由器相连）发送出去。

一、PPP协议组成

PPP 协议有三个组成部分：

（ 1 ）一个将 IP 数据报封到串行链路的方法。 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 ）一个用来建立、配置和测试数据链路的链路控制协议 LCP （ Link Control Protocol ）。通信的双方可协商一些选项。在 [RFC 1661] 中定义了 11 种类型的 LCP 分组。

（ 3 ）一套网络控制协议 NCP （ Network Control Protocol ），支持不同的网络层协议，如 IP 、 OSI 的网络层、 DECnet 、 AppleTalk 等。

二、PPP帧格式

PPP 帧格式和 HDLC 帧格式相似，如图 1 所示。二者主要区别： PPP 是面向字符的，而 HDLC 是面向位的。

图1 PPP帧格式

可以看出，PPP帧的前3个字段和最后两个字段与HDLC的格式是一样的。标志字段F为0x7E（0x表示7E），但地址字段A和控制字段C都是固定不变的，分别为0xFF、0x03。PPP协议不是面向比特的，因而所有的PPP帧长度都是整数个字节。

与HDLC不同的是多了2个字节的协议字段。协议字段不同，后面的信息字段类型就不同。如：

0x0021 ——信息字段是IP数据报

0xC021 ——信息字段是链路控制数据LCP

0x8021 ——信息字段是网络控制数据NCP

0xC023 ——信息字段是安全性认证PAP

0xC025 ——信息字段是LQR

0xC223 ——信息字段是安全性认证CHAP

当信息字段中出现和标志字段一样的比特0x7E时，就必须采取一些措施。因PPP协议是面向字符型的，所以它不能采用HDLC所使用的零比特插入法，而是使用一种特殊的字符填充。具体的做法是将信息字段中出现的每一个0x7E字节转变成2字节序列（0x7D，0x5E）。若信息字段中出现一个0x7D的字节，则将其转变成2字节序列（0x7D，0x5D）。若信息字段中出现ASCII码的控制字符，则在该字符前面要加入一个0x7D字节。这样做的目的是防止这些表面上的ASCII码控制字符被错误地解释为控制字符。

三、PPP链路工作过程

当用户拨号接入 ISP 时，路由器的调制解调器对拨号做出应答，并建立一条物理连接。这时 PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组（封装成多个 PPP 帧）。这些分组及其响应选择了将要使用的一些 PPP 参数，接着就进行网络层培植， NCP 给新接入的 PC 机分配一个临时的 IP 地址，这样 PC 机就成为 Internet 上一个主机了。

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。

上述过程可用图 2 来描述。

图 2 PPP 协议过程状态图

当线路处于静止状态时，并不存在物理层的连接。当检测到调制解调器的载波信号，并建立物理层连接后，线路就进入建立状态，这时 LCP 开始协商一些选项。协商结束后就进入鉴别状态。若通信的双方鉴别身份成功，则进入网络状态。 NCP 配置网络蹭，分配 IP 地址，然后就进入可进行数据通信的打开状态。数据传输结束后就转到终止状态。载波停止后则回到静止状态。

四、举例

路由器Router1和Router2的S0口均封装PPP协议，采用CHAP做认证，在Router1中应建立一个用户，以对端路由器主机名作为用户名，即用户名应为router2。同时在Router2中应建立一个用户，以对端路由器主机名作为用户名，即用户名应为router1。所建的这两用户的password必须相同。