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PPP,PPPOE,PPTP,L2TP-VPN简介(之一)PPP协议概览2010-03-1715:54PPPPPP是一种数据链路层协议，遵循HDLC（高级数据链路控制协议）族的一般报文格式。
PPP是为了在点对点物理链路(例如RS232串口链路、电话ISDN线路等)上传输OSI模型中的网络层报文而设计的，它改进了之前的一个点对点协议–SLIP协议–只能同时运行一个网络协议、无容错控制、无授权等许多缺陷，PPP是现在最流行的点对点链路控制协议。
上图中PPP的flag字段恒为0×7f，地址(adress)字段恒为0xff，控制(control)字段恒为0×03.协议（protocol）字段表示PPP报文中封装的payload（data字段）的类型，如果为0×0021，则表示PPP封装的IP报文，0×002B表示IPX报文，0×0029表示AppleTalk报文，这几种都属于PPP的数据报文；如果为0×8021则表示PPP的LCP报文（用来协商连接），如果为0xC021则属于PPP的NCP报文（用来协商封装的三层协议），这些属于PPP的控制报文。
PPP协议状态机如下图所示：在上图的链接建立阶段（建立），PPP使用LCP报文来协商连接（一种发送配置请求，然后接收响应的简单“握手”过程，不做过多介绍，感兴趣可以去细读RFC1661），协商中双方获得当前点对点连接的状态配置等，之后的“鉴别”阶段使用哪种鉴别方式也在这个协商中确定下来。
鉴别阶段是可选的，如果链接协商阶段并没有设置鉴别方式，则将忽略本阶段直接进入“网络”阶段。
鉴别阶段使用链接协商阶段确定下来的鉴别方式来为连接授权，以起到保证点对点连接安全，防止非法终端接入点对点链路的功能。
常用的鉴别认证方式有CHAP和PAP方式。
CHAP方式的原理是由一端定期发起挑战“challenge”，收到“challenge”的一端将收到的“challenge”报文中的密钥使用之前双发协商好的一种算法加密后再把结果发回发起端，这种算法应该是结果唯一（不同输入必得到不同输出）且不可逆（由输出无法得到输入）的，发起端也使用该算法计算后验证结果是否正确来为对端授权认证。
什么是HDLC？HDLC是什么意思？HDLC英文全称High level Data Link Control，高级数据链路控制，HDLC是一个在同步网上传输数据、面向位的数据链路层协议，它是个由1970年代IBM所提出的对称式资料连结控制(Synchronous Data Link Control,SDLC)所研发出来的ISO标准。
高级数据链路控制（HDLC）协议是基于的一种数据链路层协议，促进传送到下一层的数据在传输过程中能够准确地被接收（也就是差错释放中没有任何损失并且序列正确）。
HDLC 的另一个重要功能是流量控制，换句话说，一旦接收端收到数据，便能立即进行传输。
H DLC 具有两种不同的实现方式：高级数据链路控制正常响应模式即HDLC NRM（又称为SDLC）和 HDLC 链路访问过程平衡（LAPB）。
其中第二种使用更为普遍。
HDLC 是 X.25 栈的一部分。
HDLC 是面向比特的同步通信协议，主要为全双工点对点操作提供完整的数据透明度。
它支持对等链路，表现在每个链路终端都不具有永久性管理站的功能。
另一方面，HDLC NRM 具有一个永久基站以及一个或多个次站。
HDLC LAPB 是一种高效协议，为确保流量控制、差错监测和恢复它要求额外开销最小。
如果数据在两个方向上（全双工）相互传输，数据帧本身就会传送所需的信息从而确保数据完整性。
帧窗口是用于在接收第一个帧已经正确收到的确认之前发送复帧。
这就意味着在具有长“turn-around”时间滞后的情况下数据能够继续传送，而不需要停下来等待响应。
例如在卫星通信中会发生这种情形。
通常，帧分为三种类型：信息帧：在链路上传送数据，并封装OSI体系的高层；管理帧：用于实现流量控制和差错恢复功能；无编号帧：提供链路的初始化和终止操作。
协议结构Flag ― 该字段值恒为 0x7E。
Address Field ― 定义发送帧的次站地址，或基站发送帧的目的地。
数据链路层技术的发展历程1.早期数据传输技术：2.HDLC协议：20世纪70年代，高级数据链路控制（HDLC）协议成为了数据链路层的主要技术。
HDLC是一种面向比特的数据链路层协议，它通过控制帧的发送和接收来保证可靠的数据传输。
HDLC的出现极大地提高了数据传输的可靠性和效率，成为后来许多数据链路层协议的基础。
3.PPP协议：20世纪80年代，点对点协议（PPP）开始被广泛应用于数据链路层。
PPP是一种用于串行链路的通信协议，它取代了早期的序列线路协议（SLIP）。
PPP通过提供多功能的链路层协议，如认证、压缩、错误检测等功能，使得数据链路层的传输更加强大和可靠。
4.以太网：20世纪80年代末到90年代初，以太网在局域网中得到了广泛应用，成为数据链路层的主流技术。
以太网利用CSMA/CD技术实现了多节点共享同一网络介质的并行传输，以及高速传输速率（如10Mbps、100Mbps、1Gbps等）。
此外，以太网还支持广播和组播通信，并逐步发展出交换机和虚拟局域网等技术。
5.WLAN技术：21世纪初，无线局域网（WLAN）技术开始快速发展，并逐渐应用于数据链路层。
WLAN技术采用了一系列协议标准，如802.11b、802.11g、802.11n等，实现了无线数据传输。
WLAN技术的发展使得移动设备可以方便地接入网络，为移动计算和无线通信提供了更多的便利性。
总结起来，数据链路层技术的发展经历了从早期的基于电报信号的串行传输到后来的HDLC协议、PPP协议、以太网和WLAN技术的演进过程。
这些技术的发展不仅提高了数据链路层的可靠性和效率，还推动了计算机网络的发展和进步。
随着新的技术的不断涌现和发展，相信数据链路层技术将继续朝着更高速、更可靠、更安全的方向发展。
OSI七层模型协议谈到网络不能不谈OSI参考模型，OSI参考模型（OSI/RM）的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO 提出的一个网络系统互连模型。
虽然OSI参考模型的实际应用意义不是很大，但其的确对于理解网络协议内部的运作很有帮助，也为我们学习网络协议提供了一个很好的参考......第一层：物理层:物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。
该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
只是说明标准在这一层，数据的单位称为比特（bit）。
属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi 令牌环网等。
第二层：数据链路层802.2、802.3ATM、HDLC、FRAME RELAY数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。
该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
在这一层，数据的单位称为帧（frame）。
数据链路层协议的代表包括：ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。
第三层：网络层IP、IPX、APPLETALK、ICMP网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。
网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。
加密解密是在网络层完成的.网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四层：传输层TCP、UDP、SPX传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。
传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。
此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。
传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。
IEEE 802.3、IpV4、ICMPv4、ARP协议的配置和观察◎IEEE 802.3协议（基于Windows系统）一、协议介绍1．IEEE 802.3协议结构在所有IEEE 802协议中，OSI数据链路层被划分为两个IEEE 802子层，即：媒体访问控制（MAC）子层和MAC客户端子层。
IEEE 802.3物理层对应于OSI参考模型的物理层。
MAC子层有以下几个基本职能。
（1）数据封装发送和接收数据封装。
包括成帧、编址（源地址及目的地址的处理）和差错检测等。
（2）发送媒体访问管理借助于监视物理层收发信号（PLS）部分提供的载波监听信号，发送媒体访问管理设法避免发送信号与媒体上其他信息发生冲突。
（3）接收媒体访问管理接收媒体访问管理部件要检测到达的帧是否错误，帧长是否超过最大长度，是否为8位的整倍数，还要过滤冲突的信号，即把小于最小长度的帧过滤掉。
（4）接收数据解封这一部分检验帧的目的地址字段，决定本站是否应该接收该帧，如地址符合，将送到LLC子层，并进行差错检验。
媒体访问控制（MAC）客户端子层可能是以下一种。
ν逻辑链路控制（LLC）：提供终端协议栈的以太网MAC和上层之间的接口，其中LLC 由IEEE 802.2标准定义。
ν网桥实体：提供局域网之间的LAN -to- LAN接口，可以使用同种协议（如以太网到以太网）和不同的协议（如以太网到令牌环）之间。
网桥实体由IEEE 802.1标准定义。
2．MAC帧格式MAC帧是在MAC子层实体间交换的协议数据单元，10/100Mbps以太网中IEEE 802.3 MAC帧的格式如下图所示。
IEEE 802.3 MAC帧中包括前导码P、帧起始定界符SFD、目的地址DA、源地址SA、表示数据字段字节数长度的字段LEN、要发送的数据字段、填充字段PAD和帧校验序列FCS等8个字段。
这8个字段中除了数据字段和填充字段外，其余的长度都是固定的。
3．以太网基本工作原理以太网上的每台计算机都能独立运行，不存在中心控制器。
计算机通信网络实验数据链路层协议的设计与实现学院：班级：学号：：2012年11月11日一、实验目的计算机网络的数据链路层协议保证通信双方在有差错的通信线路上进行无差错的数据传输，是计算机网络各层协议信控制功能最典型的一种协议。
本实验实现一个数据链路层协议的数据传送部分，目的在于更好地理解基本数据链路层协议的基本工作原理，掌握计算机网络协议的基本实现技术。
二、实验容使用C 语言实现下面数据链路层协议：1.分析和实现一个理想的链路层协议2.对于前面实现的协议进行扩充，实现它的第一次改进，如何防止发方过快淹没收方。
3.对上一步再假设在不可靠的的链路上进行通信。
三、实验步骤1.熟悉数据链路层协议的功能；2.编写数据链路层协议的实现程序；3.调试并运行自己编写的协议实现程序；4.了解协议的工作轨迹，如出现异常情况，在实验报告中写出原因分析；5.保留你实现的数据链路层协议，以备教师检查。
四、实验过程1、程序功能及设计思路功能概述：用客户端/服务器模式代表A站、B站。
先由客户端输入服务器IP地址，发送SYN 同步帧，告诉服务器准备接受。
客户端输入数据后，会进行CRC编码，再发送数据帧；服务器收到后，先进行校验，数据正确则发送ACK帧，客户端则发送下一帧数据；否则服务器发送NAK帧，客户端重新发送该数据。
CRC校验：1)将收到的字符转为int型（32位），并将其二进制码左移16位，存于data；2)进行C(D)=Remainder[(S(D)∙D^L)/g(D) ]，即CRC校验，得到校验位。
3)将校验位加在信息元后，组成24位的码字，存于要发送的数据帧dframe。
停等式ARQ协议：Client:1)置SN=0；2)收到数据，将SN分配给该数据，如果没有收到，则等待；3)存于要发送的数据帧中，发送给server；4)如果从server收到确认帧，且RN>SN，则SN加1（模2），返回2；如果收到NAK或RN=SN，则返回3，重传数据。
OSI七层模型协议谈到网络不能不谈OSI参考模型，OSI参考模型（OSI/RM）的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织ISO 提出的一个网络系统互连模型。
虽然OSI参考模型的实际应用意义不是很大，但其的确对于理解网络协议内部的运作很有帮助，也为我们学习网络协议提供了一个很好的参考......第一层：物理层:物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。
该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。
只是说明标准在这一层，数据的单位称为比特（bit）。
属于物理层定义的典型规范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi 令牌环网等。
第二层：数据链路层802.2、802.3ATM、HDLC、FRAME RELAY数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。
该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
在这一层，数据的单位称为帧（frame）。
数据链路层协议的代表包括：ARP、RARP、SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。
第三层：网络层IP、IPX、APPLET ALK、ICMP网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。
网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。
加密解密是在网络层完成的.网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四层：传输层TCP、UDP、SPX传输层是第一个端到端，即主机到主机的层次。
传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。
此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。
在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。
传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。
