计算机网络之广域网（PPP协议）

一、定义与用途

PPP协议主要用于在两个网络节点之间建立直接连接，并在此连接上进行数据传输。它是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路而设计的，这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。PPP协议是各类型主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通解决方案。

二、组成部分

PPP协议由三个主要部分组成：

数据帧封装方法：用于定义数据在传输过程中的格式。

链路控制协议LCP（Link Control Protocol）：负责建立、配置、测试及终止数据链路连接。它允许通信双方进行协商，以确定不同的选项。

网络控制协议NCP（Network Control Protocol）：针对不同网络层协议的一族协议，负责解决物理连接上运行什么网络协议和上层网络协议发生的问题。每个不同的网络层协议都要一个相应的NCP来配置，为网络层协议建立和配置逻辑连接。

三、验证机制

PPP协议支持两种验证协议，以增强连接的安全性：

密码验证协议（PAP）：一种简单认证方式，采用明文传输用户名和密码。验证只在开始连接时进行。

挑战握手验证协议（CHAP）：一种要求握手验证方式，安全性较高，采用密文传送用户名。CHAP使用三次握手的方法周期性地检验对端的节点，以确认连接是否经过授权。

四、特点与应用

PPP协议的特点包括简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等。它广泛应用于各种场景，如：

宽带接入：如DSL和光纤接入，用户通过调制解调器或光纤调制解调器使用PPP协议与互联网服务提供商建立连接。

远程访问：允许员工或用户通过拨号或VPN连接到内部网络。

移动通信：在移动设备和运营商的网络之间建立连接，实现数据传输和互联网访问。

无线通信：如Wi-Fi和蜂窝网络，用于建立用户设备和网络基站之间的连接。

网络路由：在网络路由器之间建立连接时，PPP协议也被用于传输数据和进行路由协商。

五、帧格式与传输

PPP协议的帧格式包括标志字段、地址字段、控制字段、协议字段、数据字段和FCS字段。它使用帧校验串行FCS（Frame Check Sequence）来检查每一个单独的帧是否发生错误。PPP协议不仅能通过拨号电话线发送出去，而且还能通过SONET或真正面向位的HDLC线路（即路由器与路由器相连）发送出去。