（考研湖科大教书匠计算机网络）第三章数据链路层-第五节：点对点协议PPP

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• 【计算机网络微课堂有字幕无背景音乐版3.5 点对点协议PPP】

一点对点协议PPP概述

点对点协议Point-to-Point Protocol是目前使用最为广泛的点对点数据链路层协议。前面说过一般用户需要通过连接到某个因特网服务提供者ISP才能接入因特网用户计算机与ISP通信时所使用的数据链路层协议通常就是PPP协议

另外PPP协议也广泛应用于广域网路由器之间的专用线路

二PPP协议组成部分

PPP协议组成部分PPP协议为在点对点链路传输各种协议数据报提供了一个标准方法由以下三部分组成

• 对各种协议数据报的封装方法封装成帧
• 链路控制协议LCP用于建立、位置以及测试数据链路的连接
• 一套网络控制协议NCPs其中的每一个协议支持不同的网络层协议

三PPP协议帧格式

PPP协议帧格式如下图

各字段表示含义如下

• 标志字段F 是PPP帧的定界符取值为**0x7E**

• 地址字段A 预留位目前没有什么作用取值为**0xFF**

• 控制字段C 预留位目前没有什么作用取值为**0x03**

• 协议字段P 指明帧的数据部分送交哪种协议处理

  • IP数据报取值为 0x0021
  • LCP分组取值为 0xc021
  • NCP分组取值为 0x0081
    

• 帧检验序列FCS 使用CRC计算出的校验位

四PPP协议的透明传输

PPP协议的透明传输F是PPP帧的定界符取值为0x7E也即01111110当帧的数据部分出现定界符时实现透明传输方法如下

• 面向字节的异步链路使用字节填充法插入转义字符
• 面向比特的同步链路使用比特填充法插入比特0

1字节填充法

字节填充法以字节7E作为PPP帧的定界符以字节为单位讨论问题

• 发送方处理

  • 将出现的每一个7E字节定界符转变为2字节序列(7D,5E)
  • 将出现的每一个7D字节转义字符转变为2字节序列7D, 5D
  • 出现的每一个ASCII码控制字符数值小于0x20的字符其前面插入一个7D字节同时该字符的编码加上0x20
    

• 接收方处理 进行逆变换即可恢复PPP帧数据部分

2比特填充法

比特填充法以比特序列01111110作为PPP帧的定界符以比特为单位讨论问题

• 发送方处理 对帧的数据部分进行扫描一般由硬件实现只要发现5个连续的比特1则立即填充1个比特0
  

• 接收方处理 对帧的数据部分进行扫描一般由硬件实现只要发现5个连续的比特1则立即删除1个比特0

五PPP协议的差错检测

PPP协议的差错检测PPP帧尾部包含有1个两字节的帧检验序列FCS字段使用循环冗余校验CRC来计算该字段的取值采用如下生成多项式

$$CRC-CCITT=X^{16}+X^{12}+X^5+1$$

为了减少对CPU占用实现FCS时采用查表法完成

FCS计算范围如下图所示

接收方每收到一个PPP帧就进行CRC检验若CRC检验正确就收下这个帧反之丢弃。使用PPP的数据链路层向上不提供可靠传输服务

六PPP协议工作状态