Уровневая архитектура протокола ррр

Протокол РРР обеспечивает соединения маршрутизатор-маршрутизатор и узел-сеть как по синхронным, так и по асинхронным каналам. На рис. 13.1 показана ин­капсуляция протокола РРР, используемая в сетях WAN. РРР является одним из наи­более популярных и широко используемых протоколов, благодаря тому, что он предлагает пользователям следующие функции:

контроль установки канала передачи данных;

назначение IP-адресов и управление ими;

мультиплексирование данных от нескольких сетевых протоколов;

конфигурирование канала и его тестирование его качества;

обнаружение ошибок в конфигурации.

Рис. 13.1. Протокол "точка-точка" в распределенной сети WAN

Протокол РРР имеет структуру, включающую в себя несколько уровней. Использова­ние уровней облегчает описание связи между связанными между собой уровнями. Эта­лонная модель OSI представляет собой уровневую архитектуру, используемую для опи­сания работы сетей. Протокол РРР предоставляет метод инкапсуляции дейтаграмм раз­личных протоколов для передачи по каналу типа "точка-точка" и использует канальный уровень для тестирования соединения. Из этого следует, что протокол РРР в своей архи­тектуре использует три уровня модели OSI. На рис. 13.2 показана сфера действия прото­кола РРР в эталонной модели OSI. На рис. 13.3 показаны функции протокола РРР на различных уровнях.

Физический уровень используется для реального физического соединения ти­па "точка-точка" и передачи по нему данных.

Канальный уровень используется для установки и конфигурирования этого соединения.

Сетевой уровень используется для конфигурирования различных протоколов сетевого уровня.

Рис. 13.2. Протокол РРР и эталонная модель OSI

Рис. 13.3. Функции протокола РРР на различных уровнях

Протокол РРР может быть сконфигурирован на следующих типах физических ин­терфейсов:

последовательный асинхронный;

последовательный синхронный;

высокоскоростной последовательный интерфейс (High-Speed Serial Interface —HSSI);

ISDN.

Протокол РРР использует свой протокол LCP для обсуждения параметров и ус­тановки опций управления каналом распределенной сети WAN. Программный ком­понент управления сетью (Network Control Program) используется протоколом РРР для инкапсуляции и обсуждения опций для нескольких протоколов сетевого уровня. Протокол LCP находится в верхней части физического уровня и используется для установки, конфигурирования и тестирования канала передачи данных. Протокол РРР также использует LCP для автоматического согласования перечисленных ниже опций формата инкапсуляции.

Аутентификация — опции аутентификации требуют, чтобы вызывающая сто­рона канала ввела информацию, которая позволяет убедиться, что вызываю­щая сторона имеет разрешение сетевого администратора на вызов (рис. 13.4).Сообщениями аутентификации обмениваются маршрутизаторы одного ранга. Ниже описаны две возможных альтернативы.

Рис. 13.4. Аутентификация

Сжатие — опции сжатия увеличивают эффективную полосу пропускания со­единений РРР путем уменьшения объема данных во фрейме, которые переда­ются по каналу. У получателя происходит декомпрессия (распаковка) данных (рис. 13.5). На маршрутизаторах Cisco имеются два алгоритма сжатия: Stacker и Predictor.

Рис. 13.5. Сжатие

Обнаружение ошибок — механизмы обнаружения ошибок протокола РРР по­зволяют процессу обнаруживать признаки сбоев. Опции Quality и Magic Number позволяют поддерживать надежные, свободные от петель каналы.

Многоканальность — версии IOS Cisco 11.1 и более поздние поддерживают многоканальность. Эта альтернатива позволяет осуществлять перераспреде­ление нагрузки на интерфейсы маршрутизатора, используемые протоколом РРР (рис. 13.6).

Рис. 13.6. Многоканальность

■ Обратный вызов по протоколу РРР — для дальнейшего повышения уровня безопасности IOS Cisco версии 11.1 предлагает функцию обратного вызова по протоколу РРР. При использовании этой опции маршрутизатор Cisco может выступать в качестве клиента обратного вызова или сервера обратного вызова. Клиент делает первоначальный вызов, запрашивает вызов от другой стороны, а затем прекращает первоначальный вызов. Маршрутизатор, выполняющий обратный вызов, отвечает на первоначальный вызов и делает обратный вызов клиента на основе директив в своей собственной конфигурации.

Протокол LCP также выбирает максимальный из возможных размеров пакета, обнаруживает типичные ошибки конфигурирования, закрывает канал, а также оп­ределяет, нормально ли функционирует канал или в нем возник сбой. Протокол РРР позволяет нескольким сетевым протоколам функционировать на одном и том же ка­нале связи. Для каждого протокола сетевого уровня устанавливается отдельный про­токол управления сетью. Например, Internet Protocol (IP) использует IPCP, а прото­кол Internetwork Packet Exchange (IPX) использует IPCP. Протоколы NCP включают в себя функциональные поля, которые содержат стандартизированные коды, указы­вающие тип протокола сетевого уровня, использованный при РРР-инкапсуляции. Поля фрейма РРР показаны на рис. 13.7 и описаны ниже.

• Поле флага — это поле указывает на начало или конец фрейма и представляет собой бинарную последовательность 01111110.

• Поле адреса — состоит из стандартного широковещательного адреса, который представляется бинарной последовательностью 11111111. Протокол РРР не назначает станциям индивидуальных адресов.

• Управляющее поле — это поле длиной один байт содержит бинарную последо­вательность 00000011, которая требует передачи данных пользователя в непоследовательном фрейме.

• Протокол — два байта, определяющих тип протокола, данные которого нахо­дятся во фрейме (табл. 13.1).

Таблица 13.1. Некоторые типы протоколов, поддерживаемые протоколом РРР

Данные — 0 или более байтов, содержащих данные дейтаграммы для протоко­ла, указанного в поле протокола, конец поля данных указывается закрываю­щим флагом, за которым следуют два байта поля контрольной суммы (frame check sequence — FCS). По умолчанию длина поля данных равна 1500 байтов.

Поле контрольной суммы (FCS) — обычно длина этого поля равна 16 битам (2 бай­та). Эти дополнительные символы добавляются к фрейму для контроля ошибок передачи.

Рис. 13.7. Формат фрейма протокола РРР