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课8-1:第3章 OSI与TCP_IP)

发布时间:2019-06-27 21:04 来源:未知 编辑:admin

  计算机网络 课程回顾 计算机网络协议的定义 计算机网络协议的三要素 OSI 7 OSI的7层结构 服务原语: 服务原语: 原语是指一种不可再分的操作,提供 用户和其他实体访问该服务的方法, 定义了上层实体与下层实体间的接口 模型。 通常服务原语有请求(Request)、指 示(Indication)、响应(Response) 和证实(Confirm)四类。 服务原语的类别 原语 Request indication response confirm 意义 用户实体请求服务做某种工作 用户实体被告知某事件发生 用户实体表示对某事件的响应 用户实体收到关于它的请求的答复 表3-1 OSI的4类服务原语 的 类服务原语 服务原语示例 连接原语 Connect.request 指示原语ication 系统A 系统 系统B 系统 证实原语firm 响应原语 Connect.response 动画示例 服务质量与类型 服务可分为面向连接的服务 面向无连接 面向连接的服务和面向无连接 面向连接的服务 面向无连接的 服务两种形式。 服务还可以分为“有证实”和“无证实”的 服务。有证实服务包括请求、指示、响应和 证实四个原语,无证实服务只有请求和指示 两个原语。 服务质量(QOS)用来评价每种服务的特 性。通常面向可靠连接的服务质量较高,因 为在接收方有确认和重传的处理过程,但增 加了额外的开销和延迟。 3.2.2 OSI参考模型的结构 参考模型的结构 OSI是分层体系结构的一个实例,每 一层是一个模块,用于执行某种主要 功能,并具有自己的一套通信指令格 式(称为协议)。用于相同层的两个 功能之间通信的协议称为对等协议。 OSI环境中的数据传输过程 环境中的数据传输过程 通信子网 OSI环境数据流 环境数据流 七层模型的小结 OSI是一个理想的模型,因此一般网 络系统只涉及其中的几层,很少有系 统能够具有所有的7层,并完全遵循它 的规定。 下4层主要完成通信子网的功能,上3 层主要完成资源子网的功能。第4层作 为上下两部分的桥梁,是整个网络体 系结构中最关键的部分; 建立OSI参考模型的目的和作用 参考模型的目的和作用 建立 OSI的分层逻辑体系结构使得人们可以深刻 地理解各层协议所应解决的问题,并明确各 个协议在网络体系结构中所占据的位置。 OSI参考模型的每一层在功能上与其他层有 着明显的区别,从而使得网络系统可以按功 能划分。这样,网络或通信产品就不必面面 俱到。例如,当某个产品只需完成某一方面 的功能时,它可以只考虑并遵循所涉及层的 标准。 OSI参考模型有助于分析和了解每一种比较 复杂的协议。 物理层 物理层的定义 1、ISO对OSI模型的物理层所做的定义为:在物理信道实体 之间合理地通过中间系统,为比特传输所需的物理连接的激活、 保持和去除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。比 特流传输可以采用异步传输,也可以采用同步传输完成。 2、CCITT在X.25建议书第一级(物理级)中也做了类似的定 义:利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE 之间实现对物理信道的建立、保持和拆除功能。这里的 DTE(Date Terminal Equipment)指的是数据终端设备,是对 属于用户所有的连网设备或工作站的统称,它们是通信的信源 或信宿,如计算机、终端等;DCE(Date Circuit Terminating Equipment 或 Date Communications Equipment),指的是数 据电路终接设备或数据通信设备,是对为用户提供入接点的网 络设备的统称,如自动呼叫应答设备、调制解调器等 DTE-DCE DTE-DCE的接口框如图所 示,物理层接口协议实际上 是DTE和DCE或其它通信设 备之间的一组约定,主要解 决网络节点与物理信道如何 连接的问题。物理层协议规 定了标准接口的机械连接特 性、电气信号特性、信号功 能特性以及交换电路的规程 特性,这样做的主要目的, 是为了便于不同的制造厂家 能够根据公认的标准各自独 立地制造设备。使各个厂家 的产品都能够相互兼容。 物理层功能 利用传输介质为数据链路层提供物理连接, 利用传输介质为数据链路层提供物理连接,实现比特流的透 明传输。 透明传送比特流” 明传输。“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特 流没有发生变化,对传送的比特流来说, 流没有发生变化,对传送的比特流来说,这个电路好像是看 不见的,当然, 不见的,当然,物理层并不需要知道哪几个比特代表什么意 思。 无法发现和纠正差错。 无法发现和纠正差错。 参与模型的最低层, 物理层位于 OSI参与模型的最低层,它直接面向实际承担数 参与模型的最低层 据传输的物理媒体(即信道 物理层的传输单位为比特 即信道)。 比特。 据传输的物理媒体 即信道 。物理层的传输单位为比特。物理 层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的 物理连接。物理层协议规定了与建立、 物理连接。物理层协议规定了与建立、维持及断开物理信道 所需的机械的、电气的、功能性的和规和程性的特性。 所需的机械的、电气的、功能性的和规和程性的特性。其作 用是确保比特流能在物理信道上传输 物理层特性 (1)机械特性 ) 规定了物理连接时对 插头和插座的几何尺寸、 插针或插孔芯数及排列 方式、锁定装置形式等 物理层电气特性 电气特性规定了在物理连接上传输二进制位流时线路 上信号电压的高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制、 接收器和发送器电路特性的说明、以及与互连电缆相 关的规则等。 DTE与DCE接口的各根导线(也称电路)的电气连接 方式有非平衡方式 非平衡方式、采用差动接收器的非平衡方式和 非平衡方式 非平衡方式和 平衡方式三种 平衡方式 物理层特征( 物理层特征(续) (3)功能特性 ) 功能特性规定了物理接口上各条信号线的功 能分配和确切定义。 4) (4)规程特性 规程特性定义了利用信号线进行二进制位流 传输的一组操作规程,即各信号线的工作规则和 先后顺序。 物理层协议举例 1.EIA RS-232C接口标准 EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)在1969年颁布的一种目前使用最广泛的 串行物理接口。RS: Recommended Standard)的意思是“推 荐标准”,232是标识号码,而后缀“C”则表示该推荐标准已被 修改过的次数。 RS-232标准提供了一个利用公用电话网络作为传输媒体,并通 过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。远程电话网相 连接时,通过调制解调器将数字转换成相应的模拟信号,以使 其能与电话网相容;在通信线路的另一端,另一个调制解调器 将模拟信号逆转换成相应的数字数据,从而实现比特流的传输 R232远程与近地连接 远程与近地连接 A图为两台远程计算机通过电 话网相连的结构图。从图中可看 出,DTE实际上是数据的信源或 信宿,而DCE则完成数据由信源 到信宿的传输任务。RS-232C标 准接口只控制DTE与DCE之间的通 信,与连接在两个DCE之间的电 话网没有直接的关系。 B图为直接连接两台近地设备,此 时既不使用电话网也不使用调制解调器。 由于这两种设备必须分别以DTE和DCE 方式成对出现才符合RS-232C标准接口 的要求,所以在这种情况下要借助于一 种采用交叉跳接信号线方法 交叉跳接信号线方法的连接电缆, 交叉跳接信号线方法 使得连接在电缆两端的DTE通过电缆看 对方都好象是DCE一样,从而满足RS232C接口需要DTE-DCE成对使用的要 求。这根连接电缆也称作零调制解调器 主机-网络层 的物理层) 主机 网络层 (TCP/IP的物理层 的物理层 OSI的物理层对于TCP/IP的主机-网络 层,是TCP/IP参考模型的最低层,也 被称为网络接口层 数据链路层 定义: 定义:为实现数据链路控制功能而制定的规程或协议 数剧链路层的作用 负责建立和管理节点间的链路。该层的主要功能是 “通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错 的、能可靠传输数据帧的数据链路”。 该层通常又被分为介质访问控制(MAC)和逻 辑链路控制(LLC)两个子层。 MAC子层的主要任务是解决共享型网络中多用户 对信道竞争的问题,完成网络介质的访问控制; LLC子层的主要任务是建立和维护网络连接,执 行差错校验、流量控制和链路控制。 数据链路层协议—数据链路通信的简单模 数据链路层协议 数据链路通信的简单模 型 发 方 送 主 机 A AP1 接 方 收 主 机 B 帧 帧 AP2 缓 存 缓 存 数 链 据 路 主要功能 链路管理 帧同步(帧定界) 帧同步(帧定界) 流量控制 差错控制 帧的透明传输 寻址 流量控制 在两个相邻结点之间传送数据,必须 协调好发送端和接收端之间的数据流 平衡问题,即要求发送端发送的信息 量不能大于接收端的接收能力,否则 就可能出现拥挤或堵塞现象。流量控 制规程就是控制在一个特定时间内允 许发送方发出多少个数据帧。 差错控制 差错控制是十分重要的,因为物理层 不管采用什么传输介质,总要受环境 噪声的干扰或信号间的干扰,传输差 错是不可避免的。差错控制的任务就 是发现差错,并一般采用重发方式纠 正错误。差错控制主要处理下列两种 情况: 完全理想化的数据传输 完全理想化的数据传输基于以下两个假定 假定1: 假定 :链路式理想的传输信道,所传送的任何数据既 不会出差错也不会丢失。 假定2: 假定2: 不管发送方以多快的速率发送数据,接收方 总来得及收下,并及时上交主机。(接收端向主机交付 的数据速率永远不会低于发送端发送数据的速率) 停等协议 停止等待(stop-and-wait)协议是最简单但 也是最基本的数据链路层协议。 具有最简单流量控制的数据链路层协议 仍保留假定1,但去掉假定2 链路是理想的传输信道,即所传送的任何数据 既不会出差错也不会丢失 由接收方控制发送方的数据流(计算机网络中 流量控制的一个基本方法)。 停等协议算法 在发送结点: 在发送结点: (1)从主机取一个数据帧; (2)将数据帧送到数据链路层的发送缓存; (3)将发送缓存中的数据帧发送出去; (4)等待; (5)若收到由接收结点发过来的信息(此信息的格式与内 容可由双方事先商定好),则从主机取一个新的数据帧, 然后转到(2)。 在接收结点: 在接收结点 (1)等待; (2)若收到由发送结点发过来的数据帧,则将其放入数据 链路层的接收缓存; (3)将接收缓存中的数据帧上交主机; (4)向发送结点发一信息,表示数据帧已经上交给主机; (5)转到(1)。 停等协议的信道利用率 接收方 发送方 L/B 2R B为信道容量 为信道容量(b/s) 为信道容量 R为单程传播延迟时间 为单程传播延迟时间(s) 为单程传播延迟时间 L为数据帧长度 为数据帧长度(bits) 为数据帧长度 U为信道利用率 为信道利用率 L/ B L U= = L / B + 2 R L + 2 RB 停等协议在开始传输一个数据帧 到确认回来这一段时间里必须等待, 时间T(sec) 到确认回来这一段时间里必须等待, 时间 传播时间远大于传输时间的时候会带 时间远大于传输 传播时间远大于传输时间的时候会带 来很大的浪费。 来很大的浪费。 实用的停止等待协议 前提:去掉两个假定,即传输数据的信道不能保证使所传的数据不产生差错, 前提:去掉两个假定,即传输数据的信道不能保证使所传的数据不产生差错, 而且还需对数据的发送端进行流量控制。 而且还需对数据的发送端进行流量控制。 流量控制方法: 流量控制方法:等待发送 差错控制:发送方数据帧中加入校验码( ),由接收方检查 差错控制:发送方数据帧中加入校验码(CRC),由接收方检查;若正确, ),由接收方检查;若正确, 返回ACK,若出错,返回 返回 ,若出错,返回NAK;发送方根据收到的返回帧,决定发送新 ;发送方根据收到的返回帧, 帧和重发。 帧和重发。 帧丢失处理:超时定时器; 帧丢失处理:超时定时器;以序号标识数据帧 优点: 优点:简单 缺点:信道利用率低, 缺点:信道利用率低,信道还远远没有被数据比特填满 发送端 1 ACK 接收端 1 2 NAK 2 2 ACK 2 3 3 连续ARQ协议 协议 连续 工作原理:发送方发完一帧后, 工作原理:发送方发完一帧后,不必停下来等待对方的 应答,可以连续发送若干帧; 应答,可以连续发送若干帧;如果在发送过程中收到接 收方的肯定应答,可以继续发送。 收方的肯定应答,可以继续发送。接收方只允许顺序接 也就是说如果一帧出错,则它后面的N 收,也就是说如果一帧出错,则它后面的N帧尽管可能正 确到达接收方,但被直接丢弃,不发送确认。 确到达接收方,但被直接丢弃,不发送确认。发送方将 超时,按序重传所有未被确认的帧。 超时,按序重传所有未被确认的帧。 优点: 优点:连续发送提高了信道利用率 缺点: 导致某些已正确接收的帧的重传, 缺点: 导致某些已正确接收的帧的重传,因此降低了发 送效率 误码率较低时,连续ARQ优于停等协议;反之则不一定 误码率较低时,连续ARQ优于停等协议;反之则不一定 ARQ优于停等协议 连续ARQ协议 automatic repeat 协议连续 协议 request 重传 发送端 0 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 拉回 方式 接收端 ACK1 0 1 2 丢弃 3 4 5 2 ACK3 3 4 5 6 ACK0 NAK ACK2 (a) 重传 选择 重发 6 7 8 9 发送端 0 1 2 3 4 5 2 接收端 0 1 2 丢弃 3 4 5 2 6 7 8 9 ACK1 ACK0 NAK ACK3 ACK4 ACK5 ACK2 (b) ACK6 成 帧 数据链路层所传送的不再是原始的比特流, 数据链路层所传送的不再是原始的比特流,而应 具备相应的语法和语义,以达到可靠传输的功能。 具备相应的语法和语义,以达到可靠传输的功能。 数据链路层将从网络层接收的分组(Packet)组成 数据链路层将从网络层接收的分组(Packet)组成 帧后传送给物理层, 帧后传送给物理层,通过物理层传送到对方的数 据链路层。 据链路层。 帧:数据链路层规定最小的数据传送逻辑单位 数据链路层协议要规定帧的类型与格式 类型包括控制信息帧和数据信息帧 格式则规定帧所包含的域。 格式则规定帧所包含的域。 帧的基本组成 帧定界(开始与结束) 帧定界(开始与结束) 地址字段(用于寻址) 地址字段(用于寻址) 帧类型(或长度/控制) 帧类型(或长度/控制)字段 数据 帧校验字段(差错控制) 帧校验字段(差错控制) 帧的开始 地址 帧类型或长度 数据 帧校验 帧的结束 上图只是帧的一般组成,不同的数据链路层协议所规定的帧 格式可能会与其存在微小的区别。 帧的同步 同步就是标识帧的开始与结束 常用的帧同步方法: 常用的帧同步方法: 字符计数法 带字符填充的首尾界符法 带位填充的首尾标志法 违例编码法 字符计数法 计数 计数 计数 发送: 发送: 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 0 1 2 3 4 5 6 第1帧 帧 5个字符 个字符 第2帧 5个字符 个字符 出错! 第3帧 8个字符 个字符 1个字符计数?? 接收: 接收: 5 1 2 3 4 7 6 7 8 9 8 0 11 2 3 4 5 6 7 帧正确! 第1 帧正确! 帧不正确! 第2 帧不正确! 在帧头中使用一个字段来标明帧内的字符数,通常该字段称为帧 长字段。问题:出错之后,接收方与发送方不同步!无法确定下一帧 的开始位置.请求重传也没有用处,因为目的机器不知道应该回跳 多少字符开始重传. 首尾界符法 每一帧以ASCII字符序列 字符序列DLE STX开始,以 开始, 每一帧以 字符序列 开始 DLE ETX结束。 结束。 结束 DLE为Data Link Escape 的缩写,STX意味 的缩写, 为 意味 着Start of Text, ETX代表 End of Text。 , 代表 。 其缺点是成帧完全依赖于8位字符 其缺点是成帧完全依赖于 位字符 数据 A,B,GOOD,BYE 组帧 STX,A,B,GOOD,BYE,ETX 字符填充 在首尾界符法中,由于数据中可能会出现 在首尾界符法中,由于数据中可能会出现DLE STX或DLE ETX,从而干扰帧的正常定界 或 , 字符填充法可用于解决上述问题。 字符填充法可用于解决上述问题。即发送端在数 据中所遇到的DLE前再插入一个附加的 前再插入一个附加的DLE,而 据中所遇到的 前再插入一个附加的 , 接收端则忽略两个连续DLE的前一个。 的前一个。 接收端则忽略两个连续 的前一个 网络层发出的数据 DLE,STX,A,DLE,B,DLE,ETX 经数据链路层填充后的数据 DLE,STX,A,DLE,DLE,B,DLE,ETX 首尾标记法 每一帧使用一个特殊的位模式“ 每一帧使用一个特殊的位模式“01111110” 作为开始和结束标记。 作为开始和结束标记。 该位模式又称为flag 该位模式又称为 位模式允许数据帧包含任意个数的比特, 位模式允许数据帧包含任意个数的比特,也允 许每个字符采用任意比特的编码。 许每个字符采用任意比特的编码。 01111110 … Data … 01111110 O比特插入法 比特插入法 “0”比特插入法的实现 比特插入法的实现 发送端: 发送端: 发送“ 发送“01111110”后,开始数据发送,并在数据发送过程 后 开始数据发送, 检查发送的位流,一旦发现连续的5个 中 , 检查发送的位流 , 一旦发现连续的 个 ‘ 1’, 则自动 , 在其后插(附 上 个 在其后插 附 )上1个 ‘ 0’,并继续传输后继的位流 ; 数据 , 并继续传输后继的位流; 发送结束后,追加帧间隔符“ 发送结束后,追加帧间隔符“01111110”。 。 接收端: 接收端: 执行相反的动作:一旦识别出帧间隔符“01111110”之后 执行相反的动作:一旦识别出帧间隔符“ 之后 的位流不是“ 的位流不是“01111110”,则启动接收过程;若识别出连 ,则启动接收过程; 续5个‘1’和1个‘0’,则自动丢弃该‘0’,以恢复原来的 个 和 个 ,则自动丢弃该‘ , 位流;若识别出连续的6个 位流;若识别出连续的 个‘1’,表示数据结束,该数据 ,表示数据结束, 帧接收完成。 帧接收完成。 动画演示“ 比特插入法 动画演示“0”比特插入法 2、数据链路层的主要协议标准 、 面向字符 字符型的传输控制规程 字符 信息传输以字符为单位,通过控制字符来 实现对链路的管理。 字节计数法 典型协议DDCMP。 DDCMP-数字数据通信报协议 - 帧格式 8 14 2 Flag 8 Ack 8 Seg 8 16 8131064 16 CRC2 SOH Count Addr CRC1 数据 SOH:帧开始、结束的标志 Count:数据的长度, 最大为 8×( 214-1) CRC1:对标题部分的验证,CRC2:对数据域的验证 Ack:接受帧的序号,Seg:发送帧的序号 Addr:目的地址 Flag:标志位,表示是否接受还是拒绝。 示例 如果Count为………0011,问该帧的长度 包括起止标志? 面向位的链路控制规程 面向位的链路控制规程 面向位的链路控制规程以ISO制定的 HDLC High HDLC(High Level Data Link Control) Control 为代表,它得到了各国计算机网络工作者 的公认,并作为国际标准。 HDLC详解 详解 简单HDLC 数据帧格式: 数据帧格式: 简单 起始标志 要传输的数据块 结束标志 01111110 00110111 01111110 包括起始和终止标志的信息块称为HDLC的“数据 帧”。起始和终止标志采用相同的帧间隔符 “01111110”,即在HDLC规程中,帧与帧之间用 “01111110” 所分隔,“帧”构成了通信双方交换的 最小单位。 HDLC数据传输模式 数据传输模式 正常响应模式(NRM):主站具有选择、轮询 : 正常响应模式 次站的能力,并可向次站发送命令或数据; 次站只有在主站询问时才能作为响应传输数 据; 异步响应模式(ARM):主站具有初始链路, 异步响应模式 : 差错校正和逻辑拆链功能;次站可以主动传 输数据; 异步平衡模式(ABM):任一组合站均可控制 异步平衡模式 : 链路,主动传送数据。 HDLC一般帧格式 一般帧格式 F:帧间隔模式:“01111110”——同步符号、 帧之间的填充字 :帧间隔模式: 同步符号、 同步符号 符。 111101 A:地址字段:通信对方的地址 :地址字段: C:控制字段:用于区分帧的类型(数据帧、监控帧、无编号帧) :控制字段:用于区分帧的类型(数据帧、监控帧、无编号帧) I:信息字段:携带高层用户数据,可以是任意的二进制位串; :信息字段:携带高层用户数据,可以是任意的二进制位串; FCS:校验码:对A、C、I字段进行循环校验。 :校验码: 、 、 字段进行循环校验。 字段进行循环校验 “0”比特插入法 比特插入法 为了保证帧间隔符 “ 01111110”的唯 保证帧间隔符 的唯 一性和帧内数据的透明性,保证A(地 一性和帧内数据的透明性 址字段)、C(控制字段)、I(信息 字段)、FCS(帧校验序列)中不出现 01111110的位模式,HDLC采用了‘0’ 比特插入法。 HDLC控制帧字段格式 控制帧字段格式 1 0 2 3 N(s) 4 5 P/F 678 N(R) 信息帧 I 监控帧 S 无编号帧 U 1 1 0 1 S M1 P/F P/F N(R) M2 C部分为控制字段,主要用来控制链路, 表示命令和响应的类别与功能。 练习 以下控制帧的作用 1、0 010 1 xxx 2、10 00 1 101 HDLC规程小结 规程小结 (1)使用统一的帧格式:实现数据、命令和响应 )使用统一的帧格式:实现数据、 的传输,实施起来方便; 的传输,实施起来方便; 位插入法: (2)采用‘0’位插入法:使得规程可以支持任意 )采用‘ 位插入法 的位流传输,保证了信息传输的透明性; 的位流传输,保证了信息传输的透明性; (3)采用窗口机制和捎带应答:支持全双工工作 )采用窗口机制和捎带应答:支持全双工工作 方式,允许在未收到确认的情况下, 方式,允许在未收到确认的情况下,连续发送多个 提高了信息传输的效率; 帧,提高了信息传输的效率; (4)采用帧校验序列,并设置窗口序号:可以提 )采用帧校验序列,并设置窗口序号: 高信息传输的正确性和可靠性。 高信息传输的正确性和可靠性。 面向二进制位的控制规程比面向字符型的控制规程 具有较高的优越性。 具有较高的优越性。 其他链路层协议 通过电话连接使用IP协议有两种协议 Slip ppp SLIP协议-Serial Line Internet 协议- 协议 Protocol: 串行线互联网协议 SLIP出现于 世纪 年代初,最早是在 出现于20世纪 年代初,最早是在BSD 出现于 世纪80年代初 UNIX 4.2版操作系统上实现的 版操作系统上实现的; 版操作系统上实现的 SLIP协议支持 协议支持TCP/IP协议 协议; 协议支持 协议 对数据报进行了简单的封装,然后来用RS-232接 对数据报进行了简单的封装,然后来用 接 口串行线路进行传输; 口串行线路进行传输 SLIP通常也用来将远程终端连接到 通常也用来将远程终端连接到UNIX主机,也 主机, 通常也用来将远程终端连接到 主机 可通过租用或拨号串行线路进行主机到路由器, 可通过租用或拨号串行线路进行主机到路由器,以 及路由器到路由器的通信。 及路由器到路由器的通信。 典型的SLIP接入方式 接入方式 典型的 Internet的家庭或小型公司用户通过调制解调器、电 的家庭或小型公司用户通过调制解调器、 的家庭或小型公司用户通过调制解调器 话网络连接到ISP的调制解调器; 的调制解调器; 话网络连接到 的调制解调器 ISP的调制解调器再通过它的路由器接入 的调制解调器再通过它的路由器接入Internet; 的调制解调器再通过它的路由器接入 ; SLIP系统一般可以发送和接收 系统一般可以发送和接收1006B的IP数据报。 数据报。 系统一般可以发送和接收 的 数据报 ISP端 ISP端 用户端 Internet 路由器 Modem组 电话交换网 Modem 计算机 SLIP协议的帧结构 协议的帧结构 RFC 1055文件对 文件对SLIP帧格式进行了讨论 帧格式进行了讨论; 文件对 帧格式进行了讨论 SLIP帧头与帧尾的“CO”,是协议使用的惟一的一个 帧头与帧尾的“ 帧头与帧尾的 , 控制字符; 控制字符 CO的二进制编码比特序列是 的二进制编码比特序列是1000011 0000000; 的二进制编码比特序列是 CO的使用将影响 CO的使用将影响SLIP帧数据的透明性; 的使用将影响SLIP帧数据的透明性 帧数据的透明性; IP数据包 C0 End IP数据包 C0 End C0在数据传送中以“DB”“DC”表示 DB在数据传送中以“DB”“DD”表示 SLIP协议的缺点 协议的缺点 使用SLIP协议时,通信的双方都必须知道对方的IP 协议时,通信的双方都必须知道对方的 使用 协议时 地址,因为SLIP协议没有为它们提供相互交换地址 地址,因为 协议没有为它们提供相互交换地址 信息的方法; 信息的方法; 没有设置协议类型字段,不具备同时处理多种网络 没有设置协议类型字段, 层协议的能力; 层协议的能力; 没有校验和字段,差错控制功能由高层的协议承担; 没有校验和字段,差错控制功能由高层的协议承担; SLIP协议并不是 协议并不是Internet的协议标准 , 因此不同 的协议标准, 协议并不是 的协议标准 版本的之间就会存在着差别,使得互连变得困难。 版本的之间就会存在着差别,使得互连变得困难。 PPP协议 int-to-point 协议,po 协议 Protocol PPP概念 PPP(Point-to-Point Protocol点到点协 议)是为在同等单元之间传输数据包这样的 简单链路设计的链路层协议。这种链路提供 全双工操作,并按照顺序传递数据包。设计 目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点 对点连接发送数据,使其成为各种主机、网 桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决 方案。 在slip的基础上发展起来 点到点协议基本特点 PPP协议是 协议是Internet标准,RFC 1660、RFC 1661定 标准, 协议是 标准 、 定 义了PPP协议与帧结构; 协议与帧结构; 义了 协议与帧结构 PPP协议处理了差错检测,支持面向字符型协议与面向 协议处理了差错检测, 协议处理了差错检测 比特型协议,可以支持 可以支持IP协议及其他一些网络层协议 比特型协议 可以支持 协议及其他一些网络层协议 例如IPX协议); 协议); (例如 协议 PPP协议不仅在拨号电话线,并且在路由器─路由器之 协议不仅在拨号电话线, 协议不仅在拨号电话线 并且在路由器─ 间的专用线上广泛应用; 间的专用线上广泛应用 PPP协议是在大多数家庭个人计算机和 协议是在大多数家庭个人计算机和ISP之间使用的 协议是在大多数家庭个人计算机和 之间使用的 协议, 协议,它可以作为在高速广域网和社区宽带网协议族 的一部分。 的一部分。 PPP协议栈 协议栈 网络 层 IP IPCP IPX 其他网络协议 其他 NCP IPXCP 网络控制协议 数据链路层 验证; 验证;其他选项 LCP 物理 层 物理介质(同步 / 异步) PPP通信过程 通信过程 1、创建PPP链路 PPP使用链路控制协议(LCP)创建,维护或终止一 次物理连接。 2、用户验证 1.口令验证协议(PAP) 挑战-握手验证协议(CHAP)(三次握手) 3、调用网络层协议 在以上各阶段完成之后,PPP将调用在链路创建阶段 (阶段1)选定的各种网络控制协议(NCP).例如,在 该阶段IP控制协议(IPCP)可以向拨入用户分配动 态地址。还可以协调不同系统的网络协议,如 IPX,IP,APPLETALK… … … PPP协商流程 协商流程 PPP链路的建立需要通过链路层特性的协商 实际上是:LCP接受下层的服务,NCP给上层提供服务。 PAP 验证 被验证方 主验证方 用户名+密码 通过 / 拒绝 PAP是两次握手验证协议,口令以明文 传送,被验证方首先发起验证请求。 CHAP 验证 被验证方 主验证方 主机名+随机报文 主机名+加密后报文 通过 / 拒绝 CHAP是三次握手验证协议,不发送口令,主验证方 是三次握手验证协议,不发送口令, 是三次握手验证协议 首先发起验证请求,安全性比PAP高。 首先发起验证请求,安全性比 高 以后也还会随机检查 MultiLink PPP简介 简介 ppp ppp Bundle interface ppp ppp 为了增加带宽, 为了增加带宽,将 多个PPP链路捆绑 多个 链路捆绑 在一起。 在一起。 LCP阶段协商是否使用 阶段协商是否使用MP 在LCP阶段协商是否使用MP 然后对PPP进行验证,得到对方的用户名, PPP进行验证 然后对PPP进行验证,得到对方的用户名,根据用户名找到为该用户指定 的虚拟接口模板 协商参数包括:MRRU、SSNHF、 协商参数包括:MRRU、SSNHF、终端描述符 MRRU(Maximum Received Reconstructed Unit):最大接受重组 最大接受重组 单元, 单元 (SSNHF)多链短顺序号报头格式 多链短顺序号报头格式 用于绑定的标志有两个:用户名和终端描述符, 用于绑定的标志有两个:用户名和终端描述符,相同的用户才能绑定 PPPoE简介 简介 PPPoE提供以太网用户宽带远程接入 提供以太网用户宽带远程接入 PPPoE可实现对以太网用户的控制、认证和计费等功能 可实现对以太网用户的控制、 可实现对以太网用户的控制 PPPoE运行在网络层和以太网数据链路层之间 运行在网络层和以太网数据链路层之间 连接过程 Discovery:主机广播一个初始报文,当就绪的接入设备收到该广 主机广播一个初始报文, 主机广播一个初始报文 播响应一个单播报文,主机从收到的报文中选一个接入设备, 播响应一个单播报文,主机从收到的报文中选一个接入设备,再 发送一个连接报文给选定的接入设备, 连接报文给选定的接入设备 发送一个连接报文给选定的接入设备,这时接入设备为这个连接 分配一个唯一的会话 会话( 确定报文, 分配一个唯一的会话(session)ID,并发送一个确定报文,由 ) ,并发送一个确定报文 此进入session阶段。 阶段。 此进入 阶段 Session:在这个阶段可以将 报文包装成pppoe帧在链路上发 :在这个阶段可以将ppp报文包装成 报文包装成 帧在链路上发 送 连接由主机发起, 连接由主机发起,但两者都可以结束连接 PPP信息帧格式 信息帧格式 标志字段 (7E) 地址字段 (FF) 控制字段 (03) 协议字段 (C021) 信息字段 帧校验字段 (FCS) 标志字段 (7E) 标志( ):01111110 标志(flag): ): 地址( ),表示网中所有的站 地址(address):值为“FF”(11111111),表示网中所有的站 都接收该 ) 值为“ ( ), 帧 控制( 控制(control):值为“03”(00000011) ) 值为“ ( ) 协议( ):长度为 字节, 协议(protocol):长度为 字节,它标识出网络层协议数据域的类型。 ):长度为2字节 它标识出网络层协议数据域的类型。 常用的网络层协议的类型主要有: 常用的网络层协议的类型主要有: 0021H—TCP/IP 0023H—OSI 0027H—DEC 数据字段: 数据字段:长度可变 链路控制帧( 链路控制帧(LCP)与网络控制帧 ) (NCP) ) 链路控制帧( 链路控制帧(LCP) ) 标志字段 地址字段 控制字段 协议字段 (7E) (FF) (03) (C021) 链路控制数据 帧校验字段 标志字段 (FCS) (7E) 网络控制帧( 网络控制帧(NCP) ) 标志字段 地址字段 控制字段 协议字段 (7E) (FF) (03) (8021) 网络控制数据 帧校验字段 标志字段 (FCS) (7E)

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