Стек Протоколов PPP(Point-to-Point Protocol)

Протоколы представительного уровня:

AFP, ICA , LPP, NCP, NDR, XDR X.25, PAD.

3.      Сеансовый уровень

Сеансовый уровень (Session layer) модели обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.

Протоколы сеансового уровня:

ADSP , ASP , H.245 , ISO-SP , iSNS , L2F , L2TP , NetBIOS , PAP , PPTP , RPC, RTCP , SMPP, SCP, ZIP , SDP.

4.      Транспортный уровень

Транспортный уровень (Transport layer) модели предназначен для обеспечения надёжной передачи данных от отправителя к получателю. При этом уровень надёжности может варьироваться в широких пределах. Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции (например, функции передачи данных без подтверждения приема), и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных, обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых данных.

Например, протокол UDP ограничивается контролем целостности данных в рамках одной датаграммы, и не исключает возможности потери пакета целиком или дублирования пакетов, нарушение порядка получения пакетов данных; TCP обеспечивает надёжную непрерывную передачу данных, исключающую потерю данных или нарушение порядка их поступления или дублирования, может перераспределять данные, разбивая большие порции данных на фрагменты и наоборот склеивая фрагменты в один пакет.

Протоколы транспортного уровня:

ATP , CUDP , DCCP , FCP , IL , NBF , NCP , SCTP , SPX , SST , TCP , UDP .

5.      Сетевой уровень

Сетевой уровень (Network layer) предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. Работающие на этом уровне устройства (маршрутизаторы) условно называют устройствами третьего уровня (по номеру уровня в модели OSI).

Протоколы сетевого уровня:

IP/IPv4/IPv6 , X.25 , CLNP , IPsec , ICMP , IGMP , RIP , OSPF , ARP .

6.      Канальный уровень

Канальный уровень (Data link layer) предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE802 разделяет канальный уровень на два подуровня: MAC регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

На этом уровне работают концентраторы, коммутаторы, мосты и другие устройства. Говорят, что эти устройства используют адресацию второго уровня (по номеру уровня в модели OSI).

Протоколы канального уровня: 

ARCnet, ATM,  CDP, CAN, Econet, Ethernet,  EAPS, FDDI, Frame Relay,  HDLC, IEEE 802.2, LAPD, IEEE 802.11, LAN, MPLS,  PPP,  PPPoE,  SLIP, StarLan, Spanning tree protocol, Token ring,  UDLD.

В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой. Это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС . Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS, UDI.

7.      Физический уровень

Физический уровень (Physical layer) предназначен для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.

Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды среды передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC.

Протоколы физического уровня:

IRDA, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, G.hn/G.9960, ARINC 818, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, Etherloop, GSM, ITU и ITU-T, TransferJet.

1.2.      Описание протокола PPP

Интерес к протоколу PPP вызван тем, что он применяется как на коммутируемых, так и на выделенных телефонных каналах. При помощи этих каналов к сети подключается большинство индивидуальных пользователей, а также небольшие локальные сети. Такие линии связи могут обеспечивать скорость передачи данных до 115200 битов за секунду.

Назначение протокола - это управление передачей данных по выделенным или коммутируемым линиям связи. Согласно RFC-1661, PPP обеспечивает стандартный метод взаимодействия двух узлов сети. Предполагается, что обеспечивается двунаправленная одновременная передача данных. Для передачи, данные разделяются на фрагменты, которые называются пакетами. Пакеты передаются от узла к узлу упорядоченно. Протокол PPP позволяет одновременно передавать по линии связи пакеты различных протоколов. PPP состоит из трех основных компонентов

1.3.Метод Инкапсуляции.

Инкапсуляция PPP обеспечивает мультиплексирование различных протоколов сетевого уровня одновременно в одном и том же канале ЗПД. Метод инкапсуляции PPP разработан для сохранения совместимости с наиболее часто используемыми аппаратными средствами поддержки.

Для проведения инкапсуляции при использовании по умолчанию кадров, подобных кадрам HDLC, необходимы только 8 дополнительных октетов. В системах, где требуется повышенная пропускная способность, для инкапсуляция и формирования кадров выделяются лишь 2 или 4 октета.

Для обеспечения работы высокоскоростных приложений метод инкапсуляции по умолчанию использует простые поля, только одно из которых должно исследоваться при демультиплексировании. По умолчанию заголовок и информационные поля выравниваются до 32-битовых границ путем добавления хвостовика.

Принцип инкапсуляции

Инкапсуляция PPP используется для прозрачной передачи дейтаграмм различных протоколов. Она требует указаний на начало и конец инкапсуляции.

В соответствии с RFC 1661  протокольный блок данных PPP имеет следующий вид (где поле "Информация" - содержит данные, инкапсулируемые в РРР). Поля передаются слева направо.

Поле "Протокол"

Поле "Протокол" (согласно RFC 1661) содержит один или два октета. Их значения идентифицируют вид дейтаграммы, вставленной в поле "Информация".

Наиболее значащие октеты поля передаются первыми.

Структура этого поля соответствует механизму расширения стандарта ISO 3309 для полей адреса. Все значения поля "Протокол" должны быть нечетными; наименее значащий бит наименее значащего октета должен равняться "1". Кроме того наименее значащий бит наиболее значащего октета должен равняется нулю.

Полученные кадры, которые не согласуются c этими правилами, должны расцениваться как кадры нераспознанного протокола.

Значения полей "Протокол" в диапазоне от 0*** до 3*** идентифицируют протокол сетевого уровня специальных пакетов, а значения от 8*** до b*** идентифицируют пакеты, принадлежащие соответствующим протоколам контроля сети (NCPs), если таковые имеются в наличии.

Значения полей "Протокол" в диапазоне от 4*** до 7*** используются для протоколов с низким объемом трафика, которые не соответствуют NCP. Значения полей "Протокол" в диапазоне от c*** до f*** идентифицируют пакеты протоколов уровня ЗПД (таких, как LCP). (Assigned Numbers RFC, последнее издание)

В настоящее время эта спецификация определяет следующие значения:

Поле "Информация"

Поле "Информация" включает ноль или более октетов. Оно содержит дейтаграмму в соответствии с протоколом, указанным в поле "Протокол".

Максимальная длина поля "Информация", включая поле "Дополнение", но не включая поле "Протокол", называется максимальным размером блока (MRU - Maximum Receive Unit), который не должен превышать 1500 октетов. Приложения PPP путем согласования могут использовать другие значения MRU.

Поле "Дополнение"

Поле "Информация" при передаче может дополняться произвольным числом октетов, вплоть до значения MRU. Каждый протокол должен иметь возможность отличать дополнительные октеты от реальной информации.

Формат кадра РРР при инкапсуляции

Пример формата кадра РРР при инкапсуляции: