第三章数据链路层85993.ppt

3. 无编号帧 无编号帧（U帧）因其控制字段中不包含编号N（S）和N（R）而得名，简称U帧。U帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，这些控制功能用多个M位（M1~M5，也称修正位）来定义，可以定义32种附加的命令或应答功能。 3.6 Internet中的数据链路层协议PPP 虽然HDLC协议在计算机网络史上起到了十分重要的作用，但Internet的发展却将点对点协议（Point-to-Point Protocol，PPP）推到了前台。HDLC是一个考虑到复杂链路状态特点的协议，所以自身设计也很复杂。而PPP只是一个供用户利用TCP/IP协议访问Internet或两台路由器之间互联的协议，所以自身的设计也相对简单。本节将在HDLC的基础上介绍PPP的相关标准和特点。 3.6.1 PPP概述 在实际应用中，点对点通信主要用在两种情况下：第一种情况是两个网络之间通过路由器互联，路由器之间通过点对点进行连接；第二种情况是拨号接入，即计算机利用普通电话线通过调制解调器接入网络。不管使用哪一种方式，在传输数据时都需要使用链路层协议。 如图3-12所示的是一个拨号接入的网络通信示意图，当用户在某一ISP（Internet服务提供商）处获得接入权限后，就可以利用电话线通过调制解调器拨号呼叫ISP。ISP在收到用户的拨号呼叫后，就动态地分配一个IP地址给该用户，使得用户的计算机成为Internet中的一台主机，并可以享受Internet所提供的各种服务。当通信结束后，将断开该链路连接，ISP将收回用过的IP地址，以便分配给下一个用户使用。 图3-12 计算机拨号连接方式 在图3-12中，不管是路由器之间的连接，还是拨号主机到路由器之间的连接，在线路上都需要一些点到点的数据链路层协议，以便完成帧的形成、差错控制等数据链路层的功能。Internet的数据链路层有两个点对点通信协议，即SLIP和PPP。 串行线路IP（Serial Line Internet Protocol，SLIP）是较早使用的一个点对点通信协议，该协议于1984年提出，当时的设计目的是使用调制解调器通过电话线把Sun工作站连接到Internet。SLIP协议非常简单（具体在RFC 1055中进行了描述），帧的形成比较容易，工作站只需要在线路上发送原始的IP分组，并在分组的头部和尾部加上特殊的标志字十六进制表示为0xC0）即组成了SLIP。 为了改变SLIP存在的不足，IETF成立了一个小组，并于1992年推出了PPP协议。PPP协议克服了SLIP的不足，并成为正式的Internet标准。PPP协议由三部分组成： （1）一个将IP分组封装到串行链路的方法。PPP既支持异步链路，也支持面向比特型的同步链路。 （2）一个链路控制协议（Link Control Protocol，LCP）。LCP是一个用来建立、配置和测试数据链路连接的协议。 （3）一套网络控制协议（Network Control Protocol，NCP）。 实际应用中的PPP还包括认证协议。认证协议主要负责对用户身份的认证，以确定用户身份的真实性和合法性。PPP中使用的认证协议主要有口令验证协议（Password Authentication Protocol，PAP）和挑战-握手验证协议（Challenge-Handshake Authentication Protocol，CHAP）。 3.6.2 PPP的工作过程 一个典型的PPP链路建立过程分为三个阶段：PPP链路创建阶段、认证阶段和网络协商阶段。PPP的完整通信过程如图3-13所示。 1． 创建PPP链路 由LCP负责创建链路。在这个阶段，将对基本的通信方式进行选择。链路两端设备通过LCP向对方发送配置信息报文（Configure Packets）。一旦一个配置成功信息包（Configure-Ack Packet）被发送且被接收，就完成了交换，进入了LCP开启状态。 2． 用户认证 在用户认证阶段，客户端会将自己的身份信息发送给远端的网络接入服务器。该阶段使用一种安全验证方式避免第三方窃取数据或冒充远程客户接管与客户端的连接。在认证完成之前，禁止从认证阶段进入到网络层协议配置阶段。如果认证失败，认证者应该转移到链路终止阶段。 在这一阶段里，只有链路控制协议、认证协议和链路质量监视协议的报文（Packets）是被允许的。在该阶段里接收到的其他的报文必须被静静的丢弃。最常用的认证协议有口令验证协议（PAP）和挑战握手验证协（CHAP）。 （1） 口令验证协议（PAP）。PAP是一种简单的明文验证方式。用户验证用户身份的NAS（网络接入服务器，Network Access