网络互联技术与实践第12章：广域网PPP协议封装

11.2.2 点对点连接（PPP）
1.串行通信
利用串行连接，信息通过一条导线发送时，每次发送 一个位。大多数PC上的9针串行连接器使用两个环路进行 数据通信，每个方向一个环路，其它导线则用于控制信息 的流动。在任意指定的方向上，数据都只在一根导线上流 动。
11.2.2 点对点连接（PPP）
1.串行通信
11.2.2 点对点连接（PPP）
4.HDLC封装 routera#show controllers serial 0/0/0 Interface Serial0/0/0 Hardware is PowerQUICC MPC860 DCE V.35, clock rate 64000 idb at 0x81081AC4, driver data structure at 0x81084AC0 ……
12.2.1广域网简介
6.WAN封装
从网络层发来的数据会先传到数据链路层，然后通 过物理链路传输，这种传输在WAN连接上通常是点对点 进行的。数据链路层会根据网络层数据构造数据帧，以便 可以对数据进行必要的校验和控制。所有WAN连接都使 用第2层协议对在WAN链路上传输的数据包进行封装。为 确保使用正确的封装协议，必须为每个路由器的串行接口 配置所用的第2层封装类型。封装协议的选择取决于WAN 技术和设备。 常用的帧的封装格式有HDLC（高级数据链路控制）、 PPP（点对点）、帧中继、ISDN等，不同的帧封装适合 应用在不同的场合。
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2.应用WAN的场所
分区或分支机构的员工需要与总部通信并共享数据。 公司经常需要与其它公司远距离共享信息。例如，软件 生产商通常需要与将其产品销售给最终用户的经销商交流 产品和促销信息。 经常出差的员工需要访问公司网络信息。
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3.WAN设备
图12.2 WAN设备
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1wenku.baidu.comWAN的概念
WAN是一种超越LAN地理范围的数据通信网络。如 图12.1所示。WAN与LAN的不同之处在于：LAN连接一 栋大楼内或其它较小地理区域内的计算机、外围设备和其 它设备，WAN则允许跨越更远的地理距离传输数据。此 外，企业必须向WAN服务提供商订购服务才可使用WAN 电信网络服务。而LAN通常归使用LAN的公司或组织所 有。
第12章：广域网PPP协议封装
12.1 任务描述
某公司下属多个分公司，并且总公司与分公司分别 设在不同的城市，总公司与分公司之间的网络通过路由 器相连，保持网络连通。现要在路由器上做适当配置， 实现公司内部主机相互通信。
第12章：广域网PPP协议封装
12.2 相关知识
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12.2.2 点对点连接（PPP）
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1.WAN的概念
图12.1 WAN所处的位置
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1.WAN的概念
WAN有三大特性，分别是： （1）WAN中连接设备跨越的地理区域通常比LAN的 作用区域更广； （2）WAN使用运营商（例如电话公司、电缆公司、 卫星系统和网络提供商）提供的服务； （3）WAN使用各种类型的串行连接提供对大范围地 理区域带宽的访问功能。
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7.WAN连接方式
WAN 私有 专用 租用线： T1/E1线路 T3/E3线路 交换式 电路交换 分组交换 公共
Internet
宽带VPN
PSTN ISDN
X.25 DSL、Cable 帧中继 有线电视 ATM 宽带无线 图12.3 WAN链路连接方式
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11.2.2 点对点连接（PPP）
5. PPP协议 HDLC是连接两台Cisco路由器的默认串行封装方法。 Cisco版本的HDLC是专有版本，它增加了一个协议类型 字段。因此，Cisco HDLC只能用于连接其它Cisco设备。 但是，在需要连接非Cisco路由器时，应该使用PPP封装。 （1）PPP简介 PPP封装能够与最常用的支持硬件兼容。PPP对数据 帧进行封装以便在第2层物理链路上传输。PPP使用串行 电缆、电话线、中继(trunk)线、手机、专用无线链路或 光缆链路建立直接连接。
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5. PPP协议
IP IPCP PPP
IPX IPXCP
第3层 其它协议
协议
OSI
网络层
网络控制协议 身份验证和其他选项 链路控制协议 数据链路层
同步或异步物理介质
图12.7 WAN分层架构
物理层
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5. PPP协议 （4）建立PPP会话 链路建立和配置协商 PPP会 话阶段 链路质量确认（可选） 网络层协议配置协商
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4.HDLC封装 HDLC是根据20世纪70年代提出的同步数据链路控制 (SDLC)标准开发的。HDLC同时提供面向连接的服务和 无连接服务。 HDLC采用同步串行传输，可以在两点之间提供无错 通信。HDLC定义的第2层帧结构采用确认机制进行流量 控制和错误控制。每个帧的格式都相同，无论是数据帧还 是控制帧。
11.2.2 点对点连接（PPP）
点对点协议(PPP)提供同时处理TCP/IP、IPX和 AppleTalk的多协议LAN到WAN连接。 可用于双绞线、光纤线路和卫星传输链路上。PPP可 在ATM、帧中继、ISDN和光纤链路上传输。 在现代网络中，安全性是关键的考虑因素。PPP允许 您使用口令验证协议(PAP)或更有效的挑战握手验证协议 (CHAP)。
RS-232 串行通 信标准 V.35
HSSI:
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3.数据终端设备和数据通信设备 数据终端设备（DTE）是指用于用户－网络接口的用户 端的设备，它充当信源、目的地或两者。DTE通过数据通 信设备（DCE）连接到网络。 DCE提供了到网络的物理连接，提供时钟信号用于同 步DCE和DTE之间的数据传输，把转发数据流。
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3.数据终端设备和数据通信设备 （2）电缆标准 两种不同类型的电缆：一种用于将DTE连接到DCE， 另一种用于直接互连两个 DTE。 EIA/TIA-232 串行通 信标准 EIA/TIA-449 V.35 X.21 EIA/TIA-530 智能串行电缆
11.2.2 点对点连接（PPP）
11.2.2 点对点连接（PPP）
4.HDLC封装 （3）配置HLDC封装 CiscoHDLC是Cisco设备在同步串行线路上使用的默 认封装方法。 在连接两个Cisco设备的租用线路上，可以使用Cisco HDLC作为其点对点协议。如果连接的不是Cisco设备， 则应使用同步PPP。 如果已更改默认封装方法，则可以在特权模式下使用 encapsulation hdlc 命令重新启用HDLC。
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3.数据终端设备和数据通信设备 （1）DTE-DCE 从WAN连接的角度来看，串行连接的一端连接的是 DTE设备，另一端连接的是DCE设备。两个DCE设备之间 的连接是WAN服务提供商传输网络。在这种情况下： CPE通常是路由器，也就是DTE。如果DTE直接连接 到服务提供商网络，那么DTE也可以是终端、计算机、打 印机或传真机。 DCE通常是调制解调器或CSU/DSU，DCE设备用于将 来自DTE的用户数据转换为WAN服务提供商传输链路所能 接受的格式。此信号由远程DCE接收，远程DCE将信号解 码为位序列。然后，远程DCE将该序列传送到远程DTE。
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4.WAN物理层标准
WAN物理层协议描述连接WAN服务所需的电气、机 械、操作和功能特性。WAN物理层还描述DTE和DCE之 间的接口。 DTE/DCE接口使用不同的物理层协议，包括 EIA/TIA-232、EIA/TIA-449/530、EIA/TIA-612/612、 V.35、X.21等。
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5. PPP协议 （5）PPP配置选项 对PPP进行配置，使之支持各种功能，包括： 使用PAP或CHAP验证身份； 使用Stacker或Predictor进行压缩； 合并两个或多个通道以增加WAN带宽的多链路。
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5. PPP协议 （6）PPP配置命令 ① 封装PPP协议。 Router(config-if)#encapsulation ppp 要使用PPP封装，必须给路由器配置IP路由选择协议。 ② 设置压缩算法。 Router(config-if)#compress［predictor| stac| MPPC］ Cisco路由器支持stacker、predictor和MPPC压缩。 ③ 链路质量监视。 Router(config-if)#ppp quality percentage
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4.HDLC封装
步骤1：进入串行接口的接口配置模式。 Router(config)#interfaceserial 0/0/0 步骤 2：输入encapsulation hdlc命令指定接口的封装 协议。 Router(config-if)# encapsulation hdlc 步骤3：查看串行接口的封装配置 routera#show interfaces serial 0/0/0 Serial0/0/0 is up, line protocol is up (connected) Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec) …… 0x81084AC0 ……
8.专用连接链路方式
点对点线路通常向运营商租用，因此叫做租用线路。 租用线路有不同的容量，其价格通常取决于所需的带宽及 两个连接点之间的距离。租用线路类型及容量如下： 56kbps。 64kbps。 T1（1.544Mbps）美国标准。 E1（2.048Mbps）欧洲标准。 E3（34.064Mbps）欧洲标准。 T3（44.736Mbps）美国标准。 SONET：一系列高速的物理层技术。
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5.数据链路层协议
WAN要求数据链路层协议建立穿越整个通信线路 （从发送设备到接收设备）的链路。 数据链路层协议定义如何封装传向远程站点的数据 以及最终数据帧的传输机制。采用的技术有很多种，如 ISDN、帧中继或ATM。最常用的WAN数据链路协议有 HDLC、PPP、帧中继和ATM等。
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5. PPP协议 （2）PPP主要组件： PPP 包含三个主要组件： 用于在点对点链路上封装数据报的 HDLC 协议。 用于建立、配置和测试数据链路连接的可扩展链路控 制协议(LCP)。 用于建立和配置各种网络层协议的一系列网络控制协 议(NCP)。PPP允许同时使用多个网络层协议。较常见的 NCP有Internet协议控制协议、Appletalk控制协议、 Novell IPX控制协议、Cisco系统控制协议、SNA控制协 议和压缩控制协议。
3.数据终端设备和数据通信设备 （2）电缆标准 两种不同类型的电缆：一种用于将DTE连接到DCE， 另一种用于直接互连两个 DTE。
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3.数据终端设备和数据通信设备
11.2.2 点对点连接（PPP）
4.HDLC封装 HDLC
PPP 第2层 WAN封 装协议
串行线路Internet协议(SLIP) X.25/平衡式链路接入协议(LAPB) 帧中继 ATM
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9.电路交换连接方式 电路交换网络在发送方和接收方之间建立专用连接用 于传输语音或数据。要进行通信，必须通过服务提供商网 络建立连接。通常有模拟拨号、综合业务数字网等。 10.分组交换连接 在包交换式网络中，提供商通过配置自己的交换设备 产生虚拟电路（VC，Virtual Circuit）来提供端到端连接。 帧中继、SMDS和X.25都属于包交换式的广域网技术。 11.Internet连接方式 宽带连接方案通常用于通过Internet将远程工作人 员连接到公司站点。这些方案包括电缆、DSL和无线。