3.7 广域网

3.7.1 广域网概述

• 广域网

  • 协议位于网络层、数据链路层、物理层

  • 强调资源共享

  • 采用点到点连接

  • 通信子网采用分组交换技术

• 局域网

  • 协议位于数据链路层、物理层

  • 强调数据传输

  • 采用多点接入模式

3.7.2 PPP协议

• 点对点协议

• 只支持全双工通信

PPP协议的特点

• PPP协议应当满足

  • 简单：对于链路层的帧，无需纠错，无需序号，无需流量控制。

  • 封装成帧：添加帧定界符

  • 透明传输：与帧定界符一样比特组合的数据应该如何处理

    • 异步线路用字节填充

    • 同步线路用比特填充

  • 多种网络层协议：封装的IP数据报可以采用多种协议。

  • 多种类型链路：串行/并行， 同步/异步，电/光...

  • 差错检测：错就丢弃。

  • 检测连接状态：链路是否正常工作。

  • 最大传送单元：数据部分最大长度MTU。

  • 网络层地址协商：知道通信双方的网络层地址。

  • 数据压缩协商

• PPP协议无需满足

  • 纠错

  • 流量控制

  • 序号：为帧编号

  • 不支持多点线路

PPP协议的组成要素

1. 一个将IP数据报封装到串行链路（同步串行/异步串行）的方法

2. 链路控制协议LCP：建立并维护数据链路连接（物理连接）

3. 网络控制协议NCP：PPP可支持多种网络层协议，每个不同的网络层协议都要一个相应的NCP来配置，为网络层协议建立和配置逻辑连接（逻辑链接）

PPP协议的连接流程

• 设备之间建立物理链路

• 设备之间建立LCP链路

  • 进行鉴别成功，连接建立

  • 鉴别失败，链路关闭

• 通过已建立的LCP链路建立NCP链路

PPP协议的帧格式

PPP帧

• 帧定界符：标识帧的开始和结束

• 地址字段A、控制字段C：无用

• 协议：信息部分的数据类型

  • IP数据报

  • LCP的数据

  • 网络层控制数据

• 数据部分：使用转义字符区分与帧定界符相同的数据字

• FCS：CRC循环冗余校验用

PPP协议是一种面向字符的协议

3.7.3 HDLC协议

高级数据链路控制（High-Level Data Link Control或简称HDLC），采用全双工通信，所有帧采用CRC检验，对信息帧进行顺序编号

HDLC的站

• 主站

  • 发送命令（包括数据信息）帧

  • 接收响应帧

  • 负责对整个链路的控制系统的初启、流程的控制、差错检测或恢复等

• 从站

  • 是接收由主站发来的命令帧

  • 向主站发送响应帧

  • 配合主站参与差错恢复等链路控制

• 复合站：既能发送，又能接收命令帧和响应帧

HDLC的数据操作方式

• 正常响应方式

• 异步平衡方式

• 异步响应方式

HDLC的帧格式

HDLC帧

帧中比特采用零比特填充法实现透明传输

• 标志字段：标志帧的开始和结束

• 地址字段：取决于采用何种数据操作方式

  • 正常响应方式、异步响应方式：从站的地址

  • 异步平衡方式：应答站的地址

• 控制字段：HDLC协议的类型

  • 信息帧

  • 监督帧

  • 无编号帧

3.7.4 两种协议的比较

• PPP协议

  • 面向字节

  • 有2B的协议字段

  • 无序号和确认机制

  • 不可靠

• HDLC协议

  • 面向比特

  • 通过控制字段标志协议

  • 有序号和确认机制

  • 可靠

3.7.5 广域网、局域网与互联网的关系

• 互联网可以连接不同类型的网络，使用路由器连接

• 广域网是类型单一的网络，使用节点交换机连接

• 从互联网的角度，广域网和局域网是平等关系

• 以太网是局域网的一种实现形式，逻辑拓扑是总线型结构，物理拓扑是星型