ppp协议详解

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。

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。

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。

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。