Протокол ppp канального уровня

Протокол PPP(Point-to-PointProtocol, протокол “точка-точка”) – предназначен для передачиIP-пакетов или пакетов других сетевых протоколов по двухточечным последовательным линиям связи. Работает на втором (канальном) уровне эталонной моделиOSI. Протокольным элементом данных является РРР-кадр (Frame).

Используется для связи клиентов удаленного доступа с сервером RAS, для связи коммутаторов, маршрутизаторов поserial-линиям в глобальных и локальных сетях и т.п.Протокол PPPявляется также основой протоколов туннелирования PPTPиL2TP, применяемых при организации виртуальных частных сетейVPN.

Широко распространенный промышленный стандарт (RFC1171,RFC1661).

Формат кадра протокола ppp

Структура кадра РРР подобна кадрам высокоуровнего протокола управления каналом HDLC(HighlevelDataLinkControl). Содержит поляАдрес,Управление, Протокол, Данные:

Флаг Адрес Управл. Протокол Данные FCS Флаг

Адрес (1 байт) – адрес или отправителя или получателя кадра. Для 2-точечного соединения РРР в этом поле всегда установлен широковещательный адрес11111111 (FFh).

Управление (1 байт) – в РРР в этом поле постоянно установлен код00000011 (03h).

Протокол(2 байта) – код протокола сетевого уровня, пакет которого переносится полем данных этого кадра, или код дополнительного протокола, ассоциированного с протоколом РРР.

Данные (обычно до 1500 байт) – инкапсулированные данные протокола сетевого уровня или дополнительных протоколов РРР.

Когда кадр будет передаваться непосредственно на физический уровень для передачи по последовательной линии связи, то к нему добавляется поле FCS и кадр обрамляется полямиФлаг (1 байт) – идентификатором границ кадра. В качестве флага используется уникальный код01111110 (7Eh).

FCS (2 байта,FrameCheckSequence) – контрольная последовательность кадра, вычисляемая с применением образующего полинома х¹⁶+ х¹² + х⁵+ 1, рекомендованногоITU-TV.41.

Особенности передачи ррр-кадров на физическом уровне

Для передачи кадров должны обязательно использоваться дуплексные линии связи. Линии могут оканчиваться такими интерфейсами, как RS-232С,RS-449,V.24,V.35. Линии могут быть как выделенными, так и коммутируемыми, с синхронной либо асинхронной (старт-стопной) передачей. В последнем случае каждый байт передается в составе микрокадра: старт-бит (лог. 0), 8 бит данных, стоп-бит (лог. 1), без бита паритета.

Кадры РРР – кодонезависимые, т.е. кадр (то, что находится между флагами) может содержать любые байты, в том числе совпадающие с флагом 7Eh. Чтобы РРР-приемник правильно распознавал флаги7Eh как действительные границы кадра, при передаче в линию кадра производится его перекодировка с тем, чтобы в выходном потоке исключить код7Eh. Перекодировка выполняется непосредственно передатчиком путем вставки в выходной битовый поток двоичных нулей (так называемая операцияbitstuffing) или специальных байт. Приемник, принимая данные кадра, удаляет из них вставленные нули или байты и приводит принятое сообщение к исходному отправленному. Делается это так.

Синхронные линии. Передатчик посылает начальный флаг, за которым следуют биты кадра. Всякий раз, когда в потоке передаваемых бит встречаютсяподряд пятьдвоичных единиц, передатчик после пятой единицы посылаетдополнительно в линию двоичный нуль. Передача завершается посылкой конечного флага. Приемник, после обнаружения начального флага, просматривает приходящий из линии поток бит, и, есливстречаетпосле следующих подряд пяти единиц нуль, то удаляет этот нуль изпринимаемого потока. Прием продолжается до получения конечного флага.

Асинхронные линии. Передатчик посылает начальный флаг, за которым следуют байты данных кадра. Всякий раз, когда в потоке передаваемых данных встречаетсябайт с кодом 7Eh, то вместо него передатчик посылает в линию пару байтов 7Dh 5Eh,вместокаждого байта 7Dh - пару байтов 7Dh 5Dh, а вместо байта ХYh ( ХYh <20h )–пару 7Dh 2Yh (еслиХ=0) или пару 7Dh 3Yh (еслиХ=1). Например, вместо байта 18h в линию посылаетсяпара 7Dh 38h. Передача завершается посылкой конечного флага. После обнаружения начального флага, приемник просматривает приходящий из линии потокбайтов, и, есливстречаетпару 7Dh 5Eh, то заменяет ее на исходный код 7Eh, пару 7Dh 5Dh заменяет на 7Dh, а пару 7Dh 2Yhили пару 7Dh 3Yh – на соответствующий байт ХYh. Прием продолжается до получения конечного флага.