HDLC 和 PPP 原理与设置

HDLC简介

HDLC协议是一种通用的协议，工作在OSI参考模子的数据链路层。数据报文加上头开销和尾开销后封装成HDLC帧。
HDLC具有以下特点：
•HDLC协议只支持点到点链路，不支持点到多点。
•HDLC协议不支持IP地点协商，不支持认证。
•HDLC协议通过Keepalive报文来检测链路状态，可以设置轮询时间隔断控制发送Keepalive报文的周期。
•HDLC协议只能封装在同步链路上，如果是同异步串口的话，只有当同异步串口工作在同步模式下才可以应用HDLC协议。
•协议不依靠于任何一种字符编码集；
•数据报文可透明传输，用于透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；
•全双工通讯，不必等候确认可一连发送数据，有较高的数据链路传输服从；
•全部帧均采取CRC校验，并对信息帧举行编号，可防止漏收或重收，传输可靠性高；
•传输控制功能与处理处罚功能分离，具有较大的机动性和较美满的控制功能。
帧布局

完备的HDLC帧由标记字段（F）、地点字段（A）、控制字段（C）、信息字段（I）、帧校验序列字段（FCS）等构成。

• 标记字段为01111110，用以标记帧的开始与竣事，也可以作为帧与帧之间的添补字符。
  
• 地点字段携带的是地点信息。
  
• 控制字段用于构成各种下令及相应，以便对链路举行监视与控制。发送方利用控制字段来关照吸取方来实行约定的利用；相反，吸取方用该字段作为对下令的相应，陈诉已经完成的利用或状态的厘革。
  
• 信息字段可以包罗恣意长度的二进制数，其上限由FCS字段或通讯节点的缓存容量来决定，现在用得较多的是1000-2000比特，而下限可以是0，即无信息字段。监控帧中不能有信息字段。
  
• 帧查验序列字段可以利用16位CRC对两个标记字段之间的内容举行校验。
  HDLC有三种范例的帧：
  
• 信息帧（I帧）用于传送有用信息或数据，通常简称为I帧。
  
• 监控帧（S帧）用于不对控制和流量控制 ， 通常称为S帧。S帧 的 标记是控制字段的前两个比特位为“10”。S帧不带信息字段，只有6个字节即48个比特。
  
• 无编号帧（U帧）简称U帧。U帧用于提供对链路的创建、拆除以及多种控制功能。
  

设置

1. RouterA的配置文件
2. #
3. sysname RouterA
4. #
5. interface Serial1/0/0
6. link-protocol hdlc
7. ip address unnumbered interface LoopBack1
8. #
9. interface LoopBack1
10. ip address 10.1.1.1 255.255.255.255
11. #
12. ip route-static 10.1.1.0 255.255.255.0 Serial1/0/0
13. #
14. return
16. •RouterB的配置文件
17. #
18. sysname RouterB
19. #
20. interface Serial1/0/0
21. link-protocol hdlc
22. ip address 10.1.1.2 255.255.255.0

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PPP简介

PPP协议是一种点到点链路层协议，紧张用于在全双工的同异步链路上举行点到点的数据传输。PPP协议有如下优点：

• PPP既支持同步传输又支持异步传输，而X.25、FR（Frame Relay）等数据链路层协议仅支持同步传输，SLIP仅支持异步传输。
  
• PPP协议具有很好的扩展性，比方，当须要在以太网链路上承载PPP协议时，PPP可以扩展为PPPoE。
  
• PPP提供了LCP（Link Control Protocol）协议，用于各种链路层参数的协商。
  
• PPP提供了各种NCP（Network Control Protocol）协议（如IPCP、IPXCP），用于各网络层参数的协商，更好地支持了网络层协议。
  
• PPP 提 供 了 认 证 协 议 ： CHAP （ Challenge-HandshakeAuthentication Protocol ） 、 PAP （ Password Authentication
  Protocol），更好的包管了网络的安全性。
  
• 无重传机制，网络开销小，速率快。
  

PPP包罗两个组件：链路控制协议LCP和网络层控制协议NCP。

为了能顺应多种多样的链路范例，PPP界说了链路控制协议LCP。LCP可以自动检测链路情况，如是否存在环路；协商链路参数，如最大数据包长度，利用何种认证协议等等。与其他数据链路层协议相比，PPP协议的一个紧张特点是可以提供认证功能，链路两头可以协商利用何种认证协议来实验认证过程，只有认证乐成之后才会创建毗连。
PPP界说了一组网络层控制协议NCP，每一个NCP对应了一种网络层协议，用于协商网络层地点等参数，比方IPCP用于协商控制IP协议，IPXCP用于协商控制IPX协议等。
PPP的建链过程

PPP运行的过程简单形貌如下：

1.通讯两边开始创建PPP链路时，先辈入到Establish阶段。
2.在Establish阶段，PPP链路举行LCP协商。协商内容包罗工作方式是SP（Single-link PPP）还是MP（Multilink PPP）、最大吸取单元MRU（Maximum Receive Unit）、验证方式和把戏字（magic number）等选项。LCP协商乐成后进入Opened状态，体现底层链路已经创建。
3.如果设置了验证，将进入Authenticate阶段，开始CHAP或PAP验证。如果没有设置验证，则直接进入Network阶段
4.在Authenticate阶段，如果验证失败，进入Terminate阶段，拆除链路，LCP状态转为Down。如果验证乐成，进入Network阶段，此时LCP状态仍为Opened。
5.在Network阶段，PPP链路举行NCP协商。通过NCP协商来选择和设置一个网络层协议并举行网络层参数协商。只有相应的网络层协议协商乐成后，该网络层协议才可以通过这条PPP链路发送报文。
NCP协商包罗IPCP（IP Control Protocol）、MPLSCP（MPLS Control Protocol）等协商。IPCP协商内容紧张包罗两边的IP地点。
6.NCP协商乐成后，PPP链路将不绝保持通讯。PPP运行过程中，可以随时制止毗连，物理链路断开、认证失败、超时定时器时间到、管理员通过设置关闭毗连等动作都大概导致链路进入Terminate阶段。
7.在Terminate阶段，如果全部的资源都被开释，通讯两边将回到Dead阶段，直到通讯两边重新创建PPP毗连，开始新的PPP链路创建。
PPP报文封装的帧格式

PPP紧张由三类协议族构成：
•链路控制协议族（Link Control Protocol），紧张用来创建、拆除和监控PPP数据链路。
•网络层控制协议族（Network Control Protocol），紧张用来协商在该数据链路上所传输的数据包的格式与范例。
•扩展协议族CHAP（Challenge-Handshake Authentication Protocol）和PAP（Password Authentication Protocol），紧张用于网络安全方面的验证。

各字段的寄义如下：
•Flag域
Flag域标识一个物理帧的起始和竣事，该字节为0x7E。
•Address域
Address域可以唯一标识对端。PPP协议是被运用在点对点的链路上，因此，利用PPP协议互连的两个通讯装备无须知道对方的数据链路层地点。按照协议的规定将该字节添补为全1的广播地点，对于PPP协议来说，该字段无现实意义。
•Control域
该字段默认值为0x03，表明为无序号帧，PPP默认没有采取序列号和确认应答来实现可靠传输。
Address和Control域一起标识此报文为PPP报文，即PPP报文头为FF03。
•Protocol域
Protocol域可用来区分PPP数据帧中信息域所承载的数据包范例。
Protocol域的内容必须依据ISO 3309的地点扩展机制所给出的规定。该机制规定协议域所添补的内容必须为奇数，也就是要求最低有用字节的最低有用位为“1”。
如果当发送端发送的PPP数据帧的协议域字段不符合上述规定，吸取端则会以为此数据帧是不可辨认的。吸取端向发送端发送一个Protocol-Reject报文，在该报文尾部将添补被拒绝报文的协议号。
设置

设置PPP根本功能示例

1. •RouterA的配置文件
2. #
3. sysname RouterA
4. #
5. ip pool 1
6. gateway-list 10.10.10.9
7. network 10.10.10.0 mask 255.255.255.0
8. #
9. interface Serial1/0/0
10. link-protocol ppp
11. remote address pool 1
12. ip address 10.10.10.9 255.255.255.252
13. #
14. return
16. •RouterB的配置文件
17. #
18. sysname RouterB
19. #
20. interface Serial1/0/0
21. link-protocol ppp
22. ip address ppp-negotiate
23. #
24. return

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设置认证的PPP

PAP只需举行一次认证， 而且只在链路初始状态时实行。而且用户名与暗码的传送方式是明文的。
CHAP采取周期性的验证，而且认证内容颠末MD5加密后再传送，安全性要比PAP高。

1. 配置文件
3. •RouterA的配置文件
4. #
5. sysname RouterA
6. #
7. aaa
8. authentication-scheme system_a
9. domain system
10.   authentication-scheme system_a
11. local-user user1@system password cipher %#%#hH{3Ec<[%8A>Yq=g@T:=p)jt+~LXt%g/kr<>r(~.%#%#
12. local-user user1@system privilege level 0
13. local-user user1@system service-type ppp
14. #
15. interface Serial1/0/0
16. link-protocol ppp
17. ppp authentication-mode chap domain system
18. ip address 10.10.10.9 255.255.255.252
19. #
20. return
22. •RouterB的配置文件
23. #
24. sysname RouterB
25. #
26. interface Serial1/0/0
27. link-protocol ppp
28. ppp chap user user1@system
29. ppp chap password cipher %^%#t<`41Up#f,.2e`9Bc0)PiJtjF8F*j:55j.*d[M#/%^%#
30. ip address 10.10.10.10 255.255.255.252
31. #
32. return

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