广域网协议的封装

实验六 广域网协议封装与验证配置一、实验目的1.理解广域网协议的类型及工作原理。

2.掌握PPP 协议配置方法。

二、实验设备路由器两台，PC 机两台，直连线两条，V35电缆两条。

三、实验步骤1．按图6-1将实验设备连接好。

图6-12．为路由器Router1各接口封装PPP 协议及分配IP 地址。

Router1>enableRouter1#configure terminalRouter1(config)#interface fastethernet 1/0Router1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Router1(config-if)#no shutdownRouter1(config-if)#exitRouter1(config)#interface serial 1/2Router1(config-if)#encapsulation pppRouter1(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0 Router1(config-if)#clock rate 64000Router1(config-if)#no shutdownRouter1(config-if)#endRouter1#show ip interface brief !显示路由器接口的配置 Router1#show interface serial 1/23．在路由器Router1上配置静态路由。

Router1# configure terminalRouter1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.12.2 Router1(config)#exitRouter1#show ip route !显示Router1上的静态路由信息4. 为路由器Router2各接口封装PPP 协议及分配IP 地址。

网络基础广域网帧封装格式为了确保使用恰当的协议，必须在路由器配置适当的第2层封装。

协议的选择需要根据所采用的广域网技术和通信设备确定。

路由器把数据包以二层帧格式进行封装，然后传送到广域网链路。

尽管存在几种不同的广域网封装，但是大多数有相同的原理。

这是因为大多数的广域网封装都是从高层数据链路控制（HDLC）和同步数据链路控制（SDLC）演变而来的。

尽管他们有相似的结构，但是每一种数据链路协议都指定了自己特殊的帧类型，不同类型是不相容的。

缺省情况下，Cisco路由器的串口封装使用HDLC协议。

要使用其他封装，必须要手动配置。

封装协议的选择依赖于所使用的广域网技术和通信设备。

通常的广域网协议有以下几种：●点对点协议（PPP）PPP是一种标准协议，规定了同步或异步电路上的路由器对路由器、主机对网络的连接。

●串行线路互联协议（Serial Line Internet Protocol，SLIP）SLIP是PPP的前身，用于使用TCP/IP的点对点串行连接。

SLIP已经基本上被PPP取代。

●HDLC HDLC标准是私有的，它是点对点、专用链路和电路交换连接上默认的封装类型。

HDLC是按位访问的同步数据链路层协议，它定义了同步串行链路上使用帧标识和校验和的数据封装方法。

当连接不同设备商的路由器时，要使用PPP封装（基于标准）。

HDLC同时支持点对点与点对多点连接。

●X.25/平衡式链路访问程序（LAPB）X.25是帧中继的原型，它指定LAPB为一个数据链路层协议。

LAPB是定义DTE与DCE之间如何连接的ITU-T标准，是在公用数据网络上维护远程终端访问与计算机通信的。

LAPB用于包交换网络，用来封装位于X.25中第二层的数据包。

X.25提供了扩展错误检测和滑动窗口特点，原因是：X.25是在错误率很高的模拟铜线电路上实现的。

●帧中继帧中继是一种高性能的包交换式广域网协议，可以被应用于各种类型的网络接口。

帧中继适用于更高可靠性的数字传输设备上。

技术介绍广域网协议HDLCHDLCHDLC简介HDLC（High-level Data Link Control，高级数据链路控制）是一种面向比特的链路层协议，其最大特点是对任何一种比特流，均可以实现透明的传输。

z HDLC协议只支持点到点链路，不支持点到多点。

z HDLC不支持IP地址协商，不支持认证。

协议内部通过Keepalive报文来检测链路状态。

z HDLC协议只能封装在同步链路上，如果是同异步串口的话，只有当同异步串口工作在同步模式下才可以应用HDLC协议。

目前应用的接口为：工作在同步模式下的Serial接口和POS接口等。

HDLC的帧类型和帧格式HDLC有信息帧（I帧）、监控帧（S帧）和无编号帧（U帧）3种不同类型的帧。

z信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称为I帧。

z监控帧用于差错控制和流量控制，通常称为S帧。

z无编号帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，简称U帧。

HDLC帧由标志、地址、控制、信息和帧校验序列等字段组成。

z标志字段为0111110，标志一个HDLC帧的开始和结束，所有的帧必须以F 开头，并以F结束；在邻近两帧之间的F，即作为前面帧的结束，又作为后续帧的开头；z地址字段是8比特，用于标识接收或发送HDLC帧的地址；z控制字段是8比特，用来实现HDLC协议的各种控制信息，并标识是否是数据；z信息字段可以是任意的二进制比特串，长度未作限定，其上限由FCS字段或通讯节点的缓冲容量来决定，目前国际上用得较多的是1000-2000比特，而下限可以是0，即无信息字段。

但是监控帧中不可有信息字段。

z帧检验序列字段可以使用16位CRC，对两个标志字段之间的整个帧的内容进行校验。

1。

GRE协议介绍协议名称：GRE协议介绍协议介绍：GRE（通用路由封装）协议是一种用于在IP网络之间传输数据包的封装协议。

它被广泛应用于虚拟专用网络（VPN）和广域网（WAN）连接中，为不同的网络提供了安全、灵活和高效的通信方式。

GRE协议通过在原始IP数据包的头部添加额外的封装信息，将数据包封装在GRE包中，然后通过公网或私有网络传输。

协议目的：GRE协议的主要目的是提供一种通用的封装机制，使得不同的IP网络能够互相通信。

它可以将数据包从一个网络封装到另一个网络，使得数据包能够跨越不同的物理网络进行传输。

同时，GRE协议还可以提供隧道功能，通过在封装信息中指定目标地址，将数据包发送到特定的目标网络。

协议特点：1. 灵活性：GRE协议可以封装各种类型的数据包，包括IP、IPv6、Ethernet等。

它不依赖于底层网络的具体协议，可以在不同的网络环境中使用。

2. 安全性：GRE协议可以与其他安全协议（如IPSec）结合使用，提供加密和身份验证等安全机制，保护数据在传输过程中的安全性。

3. 路由透明性：GRE协议在封装信息中保留了原始数据包的路由信息，使得数据包能够在不同网络之间按照原始路由进行传输，实现路由透明。

4. 多协议支持：GRE协议可以与其他协议（如OSPF、BGP）结合使用，实现多协议的互通。

协议流程：1. 封装过程：a. 发送端从原始数据包中获取源IP地址和目标IP地址。

b. 发送端创建一个GRE包，并在包头中添加封装信息，包括源IP地址、目标IP地址、协议类型等。

c. 发送端将原始数据包添加到GRE包的数据部分。

d. 发送端将封装后的GRE包发送到目标网络。

2. 解封装过程：a. 接收端从接收到的数据包中提取出GRE包。

b. 接收端根据封装信息中的目标IP地址确定目标网络。

c. 接收端将GRE包中的原始数据包提取出来。

d. 接收端将原始数据包交给目标网络进行处理。

协议应用：1. 虚拟专用网络（VPN）：GRE协议可以用于在不同的局域网之间建立安全的通信隧道，实现远程办公和分支机构互联等功能。

网络基础广域网标准与帧封装格式
ISO/OSI开放系统互连参考模型7层协议同样适用于广域网，但广域网只涉及低三层：物理层、数据链路层和网络层，它将地理上相隔很远的局域网互连起来。

广域网能提供路由器、交换机以及它们所支持的局域网之间的数据分组／帧交换。

●物理层协议
广域网的物理层协议描述了如何提供电气、机械、操作和功能的连接到通信服务提供商所提供的服务。

广域网物理层描述了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（TCE）之间的接口。

连接到广域网的设备通常是一台路由器，它被认为是一台DTE。

而连接到另一端的设备为服务提供商提供接口，这就是一台DCE。

WAN的物理层描述了连接方式，WAN的连接基本上属于专用或专线连接、电路交换连接、包交换连接等三种类型。

它们之间的连接无论是包交换或专线还是电路交换，都使用同步或异步串行连接。

许多物理层标准定义了DTE和DCE之间接口的控制规则，如EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、EIA-530、EIA/TIA-612/613、V.35、X.21等。

●数据链路层协议
在每个W AN连接上，数据在通过W AN链路前都被封装到帧中。

为了确保验证协议被使用，必须配置恰当的第二层封装类型。

协议的选择主要取决于W AN的拓扑和通信设备。

WAN数据链路层定义了传输到远程站点的数据的封装形式（详见下一节），并描述了在单一数据路径上各系统间的帧传送方式。

●网络层协议
著名的广域网网络层协议，有CCITT的X.25 协议和TCP/IP协议中的IP协议等。

pppoe 协议PPPoE协议（Point-to-Point Protocol over Ethernet）是一种在Ethernet网络传输点对点协议的标准。

它能在宽带接入中，使用以太网来传输PPPoE帧，实现直接的拨号连接。

本文将介绍PPPoE协议的基本原理、工作方式和应用场景。

PPPoE协议是在广域网（WAN）中，将PPP（Point-to-Point Protocol）封装为以太网帧的一种协议。

PPP是一种常用的数字通信协议，常用于电话拨号连接。

PPPoE的出现是为了满足宽带接入的需求，它允许用户在以太网上进行拨号连接，实现宽带接入。

在PPPoE协议中，存在三种角色：PPPoE服务器、PPPoE客户机和PPPoE拨号用户。

PPPoE服务器负责管理拨号用户的身份验证和IP地址分配等，它是拨号连接的终端。

PPPoE客户机是用户计算机上的拨号软件，负责发起和管理拨号连接。

PPPoE拨号用户是用户设备（如计算机、路由器等），它需要使用PPPoE客户机发起拨号连接，获取网络接入。

PPPoE协议的工作过程如下：首先，PPPoE客户机向PPPoE 服务器发送PADI（PPPoE Active Discovery Initiation）请求，请求获得服务器的MAC地址。

然后，PPPoE服务器回复PADO（PPPoE Active Discovery Offer）消息，告知客户端自己的MAC地址和其他必要的信息。

接下来，PPPoE客户机向指定的PPPoE服务器发送PADR（PPPoE Active Discovery Request）请求，请求建立连接。

最后，PPPoE服务器回复PADS（PPPoE Active Discovery Session-confirmation）消息，表示连接已建立。

PPPoE协议的应用场景非常广泛。

首先，它常用于宽带接入中，使用户能够通过拨号方式进行网络连接。

其次，PPPoE协议还常用于虚拟专用网络（VPN）中，实现远程用户和企业网络的连接。

实验八：HDLC配置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。

一、实验内容1、使用路由器串口通过HDLC广域网协议连接多台路由器二、实验目的1、掌握路由器串口的配置2、掌握HDLC协议的封装三、网络拓朴四、实验设备1、两台思科（Cisco）3620路由器（带一个以太网接口和一个同步Serial串口）2、两台安装有 windows 98/xp/2000操作系统的主机3、若干交叉网线4、思科（Cisco）专用控制端口连接电缆5、思科（Cisco）串口背对背通信电缆五、实验过程（需要将相关命令写入实验报告）1、将路由器、主机根据如上图示进行连接2、设置主机的IP地址、子网掩码和默认网关3、配置RouterA的以太网接口Router# configure terminalRouter(config)# hostname RouterARouterA(config)# interface Ethernet 0/0RouterA(config-if)# ip address 192.168.1.1 255.255.255.0RouterA(config-if)# no shutdownRouterA(config-if)# exit4、配置RouterB的以太网接口Router# configure terminalRouter(config)# hostname RouterBRouterA(config)# interface Ethernet 0/0RouterA(config-if)# ip address 192.168.3.1 255.255.255.0RouterA(config-if)# no shutdownRouterA(config-if)# exit5、配置RouterA的同步串行接口RouterA# configure terminalRouterA(config)# interface serial 0/0RouterA(config-if)# ip address 192.168.2.1 255.255.255.0RouterA(config-if)# no shutdownRouterA(config-if)# exit6、配置RouterB的同步串行接口RouterB# configure terminalRouterB(config)# interface serial 0/0RouterB(config-if)# ip address 192.168.2.2 255.255.255.0RouterB(config-if)# no shutdownRouterB(config-if)# exit7、在DCE设备中发送时钟同步命令（1）在RouterA和RouterB路由器上使用如下命令查看设备类型RouterA# show controllersRouterB# show controllers（2）在DCE设备端的路由器上发送时钟同步命令（假设RouterA为DCE设备类型）RouterA# configure terminalRouterA(config)# interface serial 0/0RouterA(config-if)# clock rate 64000RouterA(config-if)# exit8、查看各路由器接口状态（所有接口必须全部UP，且配置的协议也已经UP）RouterA# show protocolsRouterB# show protocols9、配置RouterA的RIP简单路由协议RouterA# configure terminalRouterA(config)# router ripRouterA(config-router)# network 192.168.1.0RouterA(config-router)# network 192.168.2.0RouterA(config-router)# exit10、配置RouterB的RIP简单路由协议RouterB# configure terminalRouterB(config)# router ripRouterB(config-router)# network 192.168.2.0RouterB(config-router)# network 192.168.3.0RouterB(config-router)# exit六、思考问题1、在HDLC协议中为保证数据的透明传输采用什么方法，请简要叙述原工作原理。