408计算机网络第3章:PPP协议——帧格式、LCP/NCP、状态机与真题精讲
复习位置:计算机网络 → 第3章 数据链路层 → 点对点协议 PPP
重点掌握:PPP是干什么的 → LCP/NCP各管什么 → PPP帧格式 → 透明传输 → PPP建立过程 → PPP为什么是不可靠服务。
一、PPP到底是干什么的
PPP,全称:
Point-to-Point Protocol 点对点协议它工作在:
数据链路层主要用于:
两个结点之间的点对点链路典型场景:
用户主机 <------ PPP ------> ISP或者:
路由器 <------ 点对点链路 ------> 路由器先记一句:
PPP = 数据链路层的点对点协议它不是局域网中的多点竞争协议,因此PPP链路上:
不需要CSMA/CD二、PPP由哪三部分组成
PPP ├── LCP:管理数据链路 ├── NCP:管理网络层协议 └── PPP帧封装方法1. LCP:链路控制协议
LCP = Link Control Protocol。
负责:
建立链路 配置链路 测试链路 终止链路还可以协商:
最大帧长 鉴别方式 其他链路参数一句话:
LCP管“链路本身”。2. NCP:网络控制协议
NCP = Network Control Protocol。
PPP可以承载多种网络层协议,例如:
IP IPX ...不同网络层协议通过对应的NCP进行配置。
一句话:
NCP管“上面的网络层协议”。最容易混的地方:
LCP:链路层配置 NCP:网络层配置3. PPP帧封装
PPP规定:
网络层数据报怎样装进PPP帧例如:
IP数据报 ↓ 封装进PPP信息字段 ↓ 在点对点链路上传输三、PPP帧格式
┌────┬────┬────┬──────────┬──────────────┬─────┬────┐ │ F │ A │ C │ Protocol │ Information │ FCS │ F │ ├────┼────┼────┼──────────┼──────────────┼─────┼────┤ │ 1B │ 1B │ 1B │ 2B │ 0~1500B │ 2B │ 1B │ └────┴────┴────┴──────────┴──────────────┴─────┴────┘四、每个字段怎么记
1. F:标志字段
长度:
1B固定:
0x7E二进制:
01111110作用:
标识PPP帧的开始和结束2. A:地址字段
长度:
1B固定:
0xFF强化阶段直接记:
A = FF3. C:控制字段
长度:
1B固定:
0x03直接记:
C = 034. Protocol:协议字段
长度:
2B作用:
说明Information字段里装的是什么协议的数据教材常见:
0x0021 -> IP数据报 0xC021 -> LCP分组所以:
Protocol = “信息字段的类型说明”5. Information:信息字段
长度:
0~1500B里面可以放:
IP数据报 LCP分组 NCP分组 ...注意:
PPP信息字段最小可以是0B它不像经典以太网那样,因为CSMA/CD而要求数据字段至少46B。
6. FCS:帧检验序列
长度:
2B采用:
CRC作用:
差错检测但只是:
检测不是:
检测 + 重传纠错五、一眼背PPP帧
F A C 协议 信息 FCS F长度:
1 1 1 2 0~1500 2 1固定值:
F = 7E A = FF C = 03六、透明传输为什么要填充
PPP用:
0x7E作为帧边界。
如果Information字段里也出现:
0x7E接收方可能误认为:
帧结束所以需要透明传输处理。
七、异步传输:字节填充
PPP使用异步传输时:
采用字节填充转义字符:
0x7D强化阶段先记:
异步PPP -> 字节填充 -> 7D转义八、同步传输:零比特填充
PPP使用同步传输时:
采用零比特填充标志:
01111110发送端:
每连续出现5个1 就在后面插入一个0接收端:
看到连续5个1后的0 就删除该0直接和HDLC的比特填充一起理解即可。
九、两个填充不要混
异步PPP: 字节填充 7D转义 同步PPP: 零比特填充 连续5个1插0一句话:
异步按字节处理, 同步按比特处理。十、PPP建立连接的主线
状态图看起来复杂,主线其实是:
链路静止 ↓ 建立物理连接 ↓ LCP协商 ↓ 鉴别(可选) ↓ NCP配置网络层 ↓ 链路打开 ↓ 正常传数据 ↓ 链路终止 ↓ 链路静止再压缩:
物理通 -> LCP谈 -> 身份验 -> NCP谈 -> 正常传 -> 结束十一、LCP和NCP谁先谁后
一定是:
LCP在前 NCP在后原因:
链路本身先建立、配置好 才能谈上层网络协议怎么跑所以:
LCP成功 ≠ 已经可以正常传IP数据后面还要:
NCP配置十二、鉴别是不是必须
不是。
教材流程是:
鉴别成功 或 无需鉴别都可以进入:
网络层协议状态所以鉴别是:
可选阶段十三、PPP为什么是不可靠服务
PPP有:
FCS + CRC所以能:
发现差错但数据传输阶段:
不使用帧序号 不使用ACK确认 不负责超时重传所以:
PPP只检错 不负责可靠重传因此:
PPP提供不可靠的数据链路层服务十四、最容易出的陷阱
看到:
PPP使用CRC不能推出:
PPP可靠传输因为:
检错 ≠ 可靠传输可靠传输通常还需要:
确认 序号 超时重传PPP的数据传输阶段没有这套ARQ机制。
十五、PPP高频判断
PPP用于点对点链路 √ PPP工作在数据链路层 √ PPP支持全双工 √ PPP使用CRC进行差错检测 √ PPP提供可靠传输 × PPP数据阶段使用ACK确认 × PPP支持多点共享链路 × PPP必须使用CSMA/CD × PPP信息字段最大1500B √ PPP信息字段最小必须46B × PPP是面向字节的协议 √十六、为什么PPP没有46B最小数据字段
经典以太网需要:
CSMA/CD碰撞检测因此要有:
最小帧长但PPP是:
点对点链路没有多个站点竞争总线,所以:
不需要CSMA/CD因此PPP的Information:
可以为0B十七、PPPoE
PPPoE:
PPP over Ethernet粗略结构:
以太网帧 └── PPPoE └── PPP └── IP数据强化阶段知道:
PPPoE = 在以太网上承载PPP即可。
十八、408真题1:2014年第40题
题目:
使用浏览器访问某大学Web网站主页时, 不可能使用到的协议是( )。 A. PPP B. ARP C. UDP D. SMTP答案:
D. SMTP为什么PPP可能出现?
因为主机接入Internet时:
可能采用PPPARP可能用于:
IP地址 -> MAC地址UDP可能用于:
DNS查询SMTP用于:
电子邮件发送所以单纯访问Web主页时,SMTP不可能用到。
这道题告诉你:
PPP在408里经常以“协议层次/使用场景”方式出现十九、408真题2:2012年第33题
题目:
在TCP/IP体系结构中, 直接为ICMP提供服务的协议是( )。 A. PPP B. IP C. UDP D. TCP答案:
B. IP协议层次:
ICMP ↓ IP ↓ PPP / Ethernet ↓ 物理层ICMP直接封装在:
IP数据报中。
所以:
IP直接为ICMP提供服务PPP在更下面:
PPP负责把IP数据报封装成数据链路层帧这道题真正考:
PPP属于数据链路层 服务对象是网络层二十、典型练习:PPP帧字段
下面是典型练习,不是统考原题。
PPP帧:
F | A | C | Protocol | Information | FCS | F下列说法正确的是:
A. FCS用于可靠重传 B. Protocol用于说明Information承载的协议类型 C. Information至少46B D. PPP帧不需要边界标志判断:
A ×:FCS只负责检错 B √ C ×:PPP信息字段可为0B D ×:F=7E就是边界标志答案:
B二十一、典型练习:LCP和NCP
下面是典型练习,不是统考原题。
A. LCP负责给IP数据报分配端口号 B. NCP负责协商物理链路建立 C. LCP负责PPP链路参数配置 D. NCP负责CRC检验秒杀:
LCP -> 链路本身 NCP -> 网络层协议配置所以:
答案C二十二、考场秒杀表
看到:
LCP想到:
链路建立、配置、测试、终止看到:
NCP想到:
网络层协议配置看到:
7E想到:
PPP帧标志看到:
FF / 03想到:
地址字段 / 控制字段固定值看到:
0021想到:
IP看到:
C021想到:
LCP看到:
异步PPP想到:
字节填充 7D转义看到:
同步PPP想到:
零比特填充 5个1插0看到:
CRC不要直接选“可靠”。
PPP是:
只检错,不负责重传二十三、最后只背这段
PPP是数据链路层点对点协议。 PPP三部分: LCP管链路, NCP管网络层, 再加PPP帧封装。 PPP帧: F A C 协议 信息 FCS F F=7E A=FF C=03 异步字节填充, 同步零比特填充。 建立流程: 物理通 -> LCP -> 鉴别 -> NCP -> 打开。 PPP有CRC但没有数据阶段ACK和重传, 所以能检错,但提供不可靠传输服务。这段能完整复述出来,PPP选择题基本就不会丢概念分。
真题核对
本文真题部分核对自:
2012年408计算机网络第33题 2014年408计算机网络第40题