全面剖析广域网技术PPP点对点协议,文末附常见面试题! |
您所在的位置:网站首页 › ppp协议原理和作用 › 全面剖析广域网技术PPP点对点协议,文末附常见面试题! |
你好,这里是网络技术联盟站。 PPP 是一种广泛应用的链路层协议,旨在提供点对点网络通信的稳定性和可靠性。它是连接计算机世界的纽带,允许设备之间建立数据链路并进行通信。本文将深入探讨PPP的不同方面,包括其基础、协商过程、应用领域、安全性和未来展望。 ![]() 让我们直接开始! 目录: TOC 一、什么是PPP?英文全称:Point-to-Point Protocol中文意思:点对点协议PPP最初由互联网工程任务组(IETF)于1989年提出作为标准,并于1994年成为工作标准。 PPP的详细规范由互联网工程任务组发布,其中最著名的规范是RFC 1661。 PPP用于促进点对点链路之间数据包的传输。最初设计用于串行连接,后来被广泛采用,尤其是由互联网服务提供商(ISP)用来启用拨号连接访问互联网。 PPP可以封装在多种数据链路层协议中,包括以太网(PPPoE)和异步传输模式(PPPoA)。这使得PPP适用于不同类型的网络连接。 PPP的设计和广泛采用帮助了互联网的普及,特别是在拨号互联网访问方面。它提供了一种可靠的方法来建立和维护连接,以便用户可以访问互联网。 ![]() PPP工作原理涉及三个主要组件:LCP(链路控制协议)、NCP(网络控制协议)以及认证协议。 2.1 链路控制协议(LCP)![]() LCP是PPP的关键组成部分,用于建立、维护和拆除数据链路。它负责协商连接参数,检测链路质量问题,并可选地进行身份验证。LCP定义了帧的格式,其中包括控制信息和选项字段,以确保数据的可靠传输。 2.2 网络控制协议(NCP)![]() NCP用于协商在数据链路上传输的网络层数据的属性和类型。PPP支持多种NCP,每种NCP用于不同的网络层协议,如IPv4、IPv6等。通过NCP,PPP使得不同网络层协议能够在同一物理链路上传输数据。 2.3 认证协议PPP提供多种认证协议,以确保安全连接。其中包括: PAP(Password Authentication Protocol):基于用户名和口令的认证。CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol):采用挑战-应答方式的认证,提高了安全性。MSCHAP(Microsoft CHAP)和MSCHAPv2:微软开发的认证协议,用于Windows环境中。这些认证协议为用户提供了不同级别的安全性,可以根据需要进行配置。 三、PPP帧格式PPP协议帧的字段如下: ![]() PPP链路建立过程主要有以下步骤: ![]() PPP会话的初始状态,此时链路尚未建立。 4.2 链路建立(Establish)阶段在此阶段,PPP主要进行链路控制协议(LCP)协商。LCP协商包括认证协议类型、最大接收单元、魔术字、协议字段压缩等选项。如果LCP协商失败,PPP会回到Dead状态;如果成功,LCP进入Opened状态,表示链路建立,尽管网络层数据还不能传输。 4.3 认证阶段(Authenticate)如果需要认证,此阶段进行PAP、CHAP、MSCHAP或MSCHAPv2认证。认证失败会导致LCP状态变为Down,PPP回到Dead状态;认证成功则LCP上报Success事件。 4.4 网络层协议协商阶段如果配置了网络层协议,进入NCP协商阶段,如IPCP协商、IPv6CP协商。成功协商后,链路就会UP,可以开始传输指定的网络层数据。失败则NCP上报Down事件,进入Terminate阶段。 4.5 链路保持通信PPP链路会一直保持通信,直至明确的LCP或NCP消息关闭链路,或发生外部事件(如用户干预)。 五、PPP认证PPP支持多种认证方式,包括PAP、CHAP、MSCHAP和MSCHAPv2,它们在认证过程和安全性上有所不同。 ![]() ![]() ![]() 以上是IPV4模式,如果是IPV6呢? 6.3 IPv6地址分配在PPP的IPv6CP协商过程中,只协商出IPv6接口标识,而不直接协商出IPv6地址。客户端可以通过不同方式分配IPv6全球单播地址:方式1:客户端使用ND协议中的RA报文获取IPv6地址前缀,并将其与IPv6CP协商的IPv6接口标识结合,以生成IPv6全球单播地址。方式2:客户端通过DHCPv6协议申请IPv6全球单播地址,可以根据AAA授权为每个客户端分配不同的地址池,或者根据服务器端的IPv6地址查找匹配的地址池。方式3:客户端通过DHCPv6协议申请代理前缀,然后使用代理前缀为下游主机分配IPv6全球单播地址。6.4 IPv6 DNS服务器地址分配IPv6网络中,IPv6 DNS服务器地址的分配方式包括:AAA授权:IPv6 DNS服务器地址可以由AAA授权,并通过ND协议中的RA报文分配给主机。DHCPv6:DHCPv6客户端可以向DHCPv6服务器申请IPv6 DNS服务器地址。七、PPP提供的/不提供的服务7.1 PPP提供的服务![]() ![]() PPP是一个高度可扩展的协议,它可以支持多种不同的网络层协议,包括IPv4、IPv6、IPX等。这种灵活性使得PPP非常适用于不同网络环境和需求。 8.2 支持 CHAP 和 PAP 身份验证PPP提供了强大的身份验证功能,包括CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)和PAP(Password Authentication Protocol)。这些认证协议允许设备在建立连接时验证对端的身份,增强了网络的安全性。 8.3 链接质量管理PPP具有链接质量管理功能,可以评估链接的质量。如果在链路上出现太多错误或干扰,PPP可以自动删除链接,以确保数据传输的可靠性。这对于移动网络或噪声干扰较多的环境非常有用。 8.4 管理链接变量PPP允许管理链接的各种变量,包括最大可能的帧大小(MTU,Maximum Transmission Unit)。这使得PPP能够适应不同网络连接的要求,从而实现更高效的数据传输。 九、PPP的缺点9.1 不适用于广域网PPP最初设计用于点对点连接,因此不适用于广域网(WAN)等大范围的网络。在WAN中,其他协议如Frame Relay、MPLS等更为常见。 9.2 较高的开销PPP的协议头和帧校验序列(FCS)占用了数据帧的一定比例,导致了相对较高的开销。这在低带宽连接中可能会浪费带宽。 9.3 缺乏路由功能PPP不具备路由功能,它主要用于点对点连接,不涉及数据的路由选择。因此,路由必须由更高层的协议(如IP)来处理。 9.4 不提供广播支持PPP通常不支持广播传输,这意味着它无法用于需要广播支持的网络,如以太网。 9.5 不适用于多点连接PPP是为点对点链路设计的,不适用于一个连接上的多点通信。如果需要多点通信,需要其他协议,如HDLC或Frame Relay。 9.6 不提供加密PPP不提供数据加密,这意味着数据在传输过程中可能会以明文形式传输,从安全性角度来看,它需要与其他协议(如IPsec)结合使用。 9.7 较弱的错误检查和校验PPP虽然提供了基本的错误检查和校验,但不具备高级的错误纠正功能。在有高要求的环境中,可能需要额外的协议来处理错误纠正。 9.8 限制多链路聚合PPP通常不支持多链路聚合(MLPPP),这是一种将多个PPP链路组合成一个更高带宽连接的技术。对于需要高带宽的场景,MLPPP可能更合适。 十、PPP常见面试题10.1 你了解ppp协议吗?PPP是一种用于在点对点连接上建立通信会话的协议。它最初是为拨号上网、DSL等点对点通信场景而设计的,但它也可以用于其他连接类型,如串行连接。PPP是一种可靠的点对点通信协议,具有多协议支持、强大的身份验证、链路质量管理和配置灵活性等特点。 10.2 ppp链路的建立过程是怎样的?PPP链路的建立过程通常包括以下步骤: 链路建立:PPP初始状态为不活动(Dead)状态,当物理层连接(例如拨号或物理线路连接)建立后,PPP会进入链路建立(Establish)阶段。LCP协商:在链路建立阶段,主要进行LCP协商。LCP协商结果:如果LCP协商失败,LCP会上报Fail事件,PPP回到Dead状态,连接被终止。如果LCP协商成功,LCP进入Opened状态,LCP会上报Up事件,表示链路已经建立。此时,对于网络层而言,PPP链路还没有建立,还不能够在上面成功传输网络层报文。认证协商:如果在LCP协商中配置了认证要求,接下来进入Authenticate阶段,开始PAP、CHAP、MSCHAP或MSCHAPv2认证。认证协商用于验证连接的两端身份。认证结果:如果认证失败,LCP会上报Fail事件,进入Terminate阶段,拆除链路,LCP状态转为Down,PPP回到Dead状态。如果认证成功,LCP会上报Success事件。网络协议协商:如果在认证成功后配置了网络层协议(如IPCP协商、IPv6CP协商),进入Network协商阶段,进行NCP协商。NCP协商确定链路上所传输的网络层报文的一些属性和类型。NCP协商结果:如果NCP协商成功,链路就会UP,此时可以开始承载协商指定的网络层报文。如果NCP协商失败,NCP会上报Down事件,进入Terminate阶段。对于IPCP协商,如果接口配置了IP地址,只有在IPCP协商通过后,PPP才能承载IP报文。保持通信:一旦PPP链路建立成功,它将一直保持通信,直至有明确的LCP或NCP消息关闭这条链路,或发生了某些外部事件(例如用户的干预)。10.3 CHAP和PAP的区别CHAP和PAP是两种用于身份验证的协议,它们有一些重要区别: 下面是关于CHAP和PAP身份验证协议的区别的Markdown表格: 特点 CHAP PAP 安全性 高安全性,密码不明文传输,采用挑战-响应机制。 较低安全性,密码以明文形式传输。 挑战-响应机制 支持,服务器发送挑战给客户端,客户端生成响应。 不支持,客户端直接发送密码给服务器。 防护中间人攻击 强大,难以受到密码截获攻击,挑战是随机的。 弱,容易受到中间人攻击,因为密码是明文传输。 身份验证方式 双向认证,客户端和服务器互相验证。 单向认证,只客户端验证自己。 定期重新认证支持 支持,可以定期重新进行身份验证。 不支持,只在连接建立时进行一次验证。 ![]() 总的来说,第二阶段的NCP协商是为了在PPP链路上协商并配置网络层协议和参数,确保链路能够成功传输特定的网络层数据。这有助于建立有效的通信连接,以便在点对点连接中传输各种网络层协议的数据。 10.6 什么是点对点协议复用?PPP复用允许在单个PPP链路上传输多种网络层协议,如IPv4和IPv6。这意味着您可以在同一物理链路上传输不同协议的数据,使得点对点连接更加灵活和高效。 10.7 点对点协议使用什么设备?点对点协议通常使用调制解调器或网络接口设备来建立直接连接。这些设备可用于通过电话线、光纤、DSL等传输介质在两个节点之间建立物理连接。 10.8 什么是点对点协议封装?点对点协议封装是一种过程,其中更高层的数据(通常是网络层数据,如IP数据包)被嵌入到PPP帧中,以便在点对点链路上传输。封装的过程通常涉及将网络层数据包装在PPP帧中,包括添加帧头、帧尾、地址、控制和校验字段等。这种封装允许不同网络层协议的数据在相同物理链路上传输。 总结本文瑞哥给大家详细介绍了PPP协议,相信看完后大家肯定有所收获,文章最后还给大家分享了几道PPP协议常见的面试题,希望大家在找工作时能够拿捏PPP协议。 讲到PPP协议,必须要讲PPPoE,这个我们明天讲一下,今天就到这里,感谢阅读! 我正在参与2023腾讯技术创作特训营第三期有奖征文,组队打卡瓜分大奖! |
今日新闻 |
推荐新闻 |
CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |