TCP/IP协议架构介绍(一):网络接口层 |
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目录物理层数据链路层主要协议MAC地址PPPoE 协议PPPoE Discovery发现阶段PPPoE Session 会话阶段PPPoE Terminate阶段
TCP/IP协议架构是通信协议的统称,常被称为TCP/IP协议族,包括两个核心协议:TCP(传输控制协议)和IP(网际协议),TCP/IP协议的开发始于20世纪60年代后期,早于OSI参考模型,由于TCP/IP模型更加简洁易用,目前大多采用TCP/IP模型。一共包括4层:应用层、传输层、网络层和网络接口层。
OSI模型与TCP/IP模型: 负责0、1 比特流(0/1序列)与电压的高低之间的转换 数据的单位称为比特(bit) 属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45、fddi令牌环网等 OSI采纳了各种现成的协议,其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议 数据链路层负责物理层面上的互联的、节点间的通信传输(例如一个以太网项链的2个节点之间的通信); 该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层,数据的单位称为帧(frame) 封装成帧: 把网络层数据报加头和尾,封装成帧,帧头中包括源MAC地址和目的MAC地址。 透明传输:零比特填充、转义字符。 可靠传输:在出错率很低的链路上很少用,但是无线链路WLAN会保证可靠传输。 差错检测(CRC):接收者检测错误,如果发现差错,丢弃该帧。 主要协议①点对点协议PPP(Point to Point Protocol) ②以太网(Ethernet) ③高级数据链路控制协议HDLC(High-Level Data Link Control) ④ 帧中继(Frame Relay) ⑤异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode) MAC地址MAC(Medium/Media Access Control)地址,媒体访问控制,或称为物理地址、硬件地址,48位 MAC地址 MAC帧
IP地址负责表示计算机的网络层地址,网络层设备(如路由器)根据IP地址来进行操作; MAC地址负责表示计算机的数据链路层地址 IP和MAC地址这种映射关系由ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)协议完成。 PPPoE 协议基于以太网的点对点通讯协议PPPOE(Point to Point Protocol over Ethernet) 单纯的以太网没有验证功能,也没有建立和断开连接的处理,因此无法按时计费。 如果采用PPPoE管理以太网连接,就可以利用PPP的验证等功能使各家ISP可以有效地管理终端用户的使用。 分成发现阶段(Discorvery)和PPP会话阶段(Session)报文的以太网类型: 当值为0x8863时表示Discovery阶段或Terminate阶段。 当值为0x8864时表示Session阶段。PPPoE拨号过程 Discovery阶段:以太网帧的ETHER_TYPE域都设置为 0x8863 1 LCP协商阶段(Link Control Protocol) 链路协商 LCP用于建立、拆除和监控PPP数据链路 还用于链路层参数的协商,如MRU、验证方式协商双方互相发送一个LCP Config-Request报文,确认收到的Config-Request报文中的协商选项,根据这些选项的支持与接受情况,做出适当的回应。若两端都回应了Config-ACK,则标志LCP链路建立成功,否则会继续发送Request报文,直到对端回应了ACK报文为止。 2 认证阶段 会话双方通过LCP协商好的认证方法进行认证,如果认证通过了,才可以进行下面的网络层的协商。认证过程在链路协商结束后就进行。 PAP(Password Authentication Protocol,口令认证协议) PAP为两次握手协议,它通过用户名及口令来对用户进行验证。 CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol,质询握手认证协议) CHAP为三次握手协议。只在网络上传输用户名,并不传输用户口令,因此它的安全性要比PAP高。 Md5算法 3 NCP协商阶段 网络层协商:IPCP、BCP、IPv6CP等 协商PPP报文的网络层参数,如IP地址,DNS Server IP等。 PPPoE用户主要通过IPCP来获取访问网络的IP地址或IP地址段,网关,DNS等。 用户和接入设备对IP服务阶段的一些要求进行多次协商,以决定双方都能够接收的约定。如:IP业务阶段使用的IP压缩协议等。 双方的协议是通过报文中包含的Option项进行协商的,每一个Option都是一个需要协商的问题。最后双方都需要对方答复Configure_Ack的同意报文。 IPCP的协商过程是基于PPP状态机进行协商的。 经过双方协商,通过配置请求、配置确认、配置否认等包文交换配置信息,最终由initial (或closed)状态变为Opened状态。 IPCP状态变为Opened的条件必须是发送方和接收方都发送和接收过确认报文。 IPCP协商过程中,协商报文可包含多个选项,即参数。 各个选项的拒绝或否认都不能影响IPCP的UP,IPCP可以无选项协商,无选项协商也同样能够UP。选项有IP Address、网关、掩码等,其中IP Address是最重要的一个选项,有些厂家的实现必须这个选项得到确认,大多数厂家的实现允许这个选项为空。 PPPoE Terminate阶段 PPP通信双方可以使用PPP协议自身来结束PPPoE会话 当无法使用PPP协议结束会话时可以使用PADT(PPPoE Active Discovery Terminate)报文。 进入PPPoE Session阶段后,PPPoE Client和PPPoE Server都可以通过发送PADT报文的方式来结束PPPoE连接。 PADT数据包可以在会话建立以后的任意时刻单播发送。在发送或接收到PADT后,就不允许再使用该会话发送PPP流量了。 --THE END--文章标题:TCP/IP协议架构介绍(一):网络接口层 本文作者:hiyo 本文链接:https://www.cnblogs.com/hiyong/p/14358731.html 欢迎关注公众号:「测试开发小记」及时接收最新技术文章! |
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