点对点协议PPP概述

点对点协议（Point-to-Point Protocol，PPP）是目前使用最广泛的点对点数据链路层协议。

点对点协议PPP是因特网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）于1992年制定的。经过多次修订，目前PPP已成为因特网的正式标准[RFC1661，RFC1662]。

点对点协议PPP主要有两种应用(下图)：

从网络体系结构的角度看点对点协议PPP的组成(下图):

PPP的帧格式

PPP的帧格式如下图:

标志（Flag）字段：PPP帧的定界符，取值为0x7E。
地址（Address）字段：取值为0xFF，预留（目前没有什么作用）。
控制（Control）字段：取值为0x03，预留（目前没有什么作用）。
协议（Protocol）字段：其值用来指明帧的数据载荷应向上交付给哪个协议处理。
帧检验序列（Frame Check Sequence，FCS）字段：其值是使用循环冗余校验CRC计算出的检错码。

PPP桢的透明传输

• 面向字节的异步链路使用字节填充来实现透明传输[RFC1662]
  
  发送方的处理：
  （1）将数据载荷中出现的每一个 0x7E 减去0x20（相当于异或0x20），然后在其前面插入转义字符0x7D。
  （2）若数据载荷中原来就含有0x7D，则把每一个0x7D减去0x20，然后在其前面插入转义字符0x7D。
  （3）将数据载荷中出现的每一个ASCII码控制字符（即数值小于0x20的字符），加上0x20（相当于异或0x20，将其转换成非控制字符），然后在其前面插入转义字符0x7D。

  接收方的处理：
  进行与发送方相反的变换，就可以正确地恢复出未经过字节填充的原始数据载荷。

• 面向比特的同步链路使用零比特填充来实现透明传输
  
  发送方的处理：
  对帧的数据载荷进行扫描（一般由硬件完成），每出现5个连续的比特1，则在其后填充一个比特0。

  接收方的处理：
  对帧的数据载荷进行扫描，每出现5个连续的比特1时，就把其后的一个比特0删除。

PPP帧的差错检测

帧检验序列FCS字段：其值是使用循环冗余校验CRC计算出的检错码。

CRC采用的生成多项式为 CRC−CCITT=X^16+X^12+X^5+1

接收方每收到一个PPP帧，就进行CRC检验。若CRC检验正确，就收下这个帧；否则，就丢弃这个帧。

使用PPP的数据链路层，向上提供的是不可靠数据传输服务。

PPP的工作状态

以用户主机拨号接入因特网服务提供者ISP的拨号服务器的过程为例

‌PPP协议的工作状态有六种‌，分别是链路静止、链路建立、鉴别、网络层协议、链路打开、链路终止。这些状态共同构成了PPP协议的状态转换图，确保用户与ISP之间能够建立稳定可靠的通信连接。

‌链路静止‌：这是PPP协议的初始状态，表示链路没有被使用，物理层活动载体，链路处于静默状态。
‌链路建立‌：当其中一端要进行通信时，将进入建立连接阶段，建立链路层的LCP连接；此阶段双方进行协商，确保双方对数据链路层的参数达成一致。
‌鉴别‌：在链路建立之后，进行身份鉴别，确保通信双方的身份真实性。
‌网络层协议‌：在鉴别成功后，进入网络层协议状态，此时双方开始交换网络层控制分组，如IP地址等，以便双方能够正确地进行网络层通信。
‌链路打开‌：当网络层配置完毕后，链路就进入可进行数据通信的“链路打开”状态。链路的两个PPP端点可以彼此向对方发送分组。
‌链路终止‌：当通信结束或出现错误时，进入链路终止状态，释放资源，准备下一次通信或进入链路静止状态。
通过这些状态的转换，PPP协议确保了用户与ISP之间能够建立起稳定可靠的通信连接，并能够在需要时进行身份验证和网络配置，从而实现了高效的数据传输和服务‌.