链路层协议原理培训胶片APPT课件

1、链路层协议原理,ISSUE 1.0,Page 1,本课程着重介绍了各种常用链路层协议HDLC、PPP/MP、X.25、FR、POS和ATM基本概念、原理和应用，学完之后您会对他们有更深入的理解。,前 言,Page 2,学习指南,本课程全套资料包括培训胶片、配套原理教材、多媒体课件、试题、演练案例和教师教学指导书，合理有效利用上述资料您将会取得良好的学习效果。,Page 3,参考资料,VRP 3.30 操作手册、命令手册,Page 4,学习完此课程，您将会： 掌握HDLC、PPP/MP原理 掌握X.25原理 掌握Frame-Relay原理 掌握POS/CPOS原理 掌握ATM原理,目 标,Pag

2、e 5,第1章广域网协议概述 第2章HDLC协议原理 第3章PPP/MP协议协议原理 第4章 X.25协议原理 第5章Frame-Relay原理 第6章POS原理 第7章ATM协议原理,内容介绍,Page 6,广域网协议概述,广域网(Wide Area Network)简称WAN，是在一个广阔范围内建立的计算机通信网。 广域网是一种跨地域的数据通信网络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。 广域网主要用来将距离较远的局域网彼此连接起来。,LAN,LAN,WAN,Page 7,广域网连接主要技术,点到点连接,通过分组交换方式的连接,Packet Switching,Page 8,问题,什么

3、是广域网? 简要说明广域网连接的主要技术有哪些?它们各有什么特点?,Page 9,第1章广域网协议概述 第2章HDLC协议原理 第3章PPP/MP协议协议原理 第4章 X.25协议原理 第5章Frame-Relay原理 第6章POS原理 第7章ATM协议原理,内容介绍,Page 10,HDLC协议简介,High-level Data Link Control，高级数据链路控制，简称HDLC，是一种面向比特的链路层协议。ITU-T开发了一系列基于HDLC协议的协议族，叫做链路访问协议（LAPs：LAPB协议等）。 HDLC协议的最大特点是不要求数据必须是字符集，对任何一种比特流，均可以实现透明的

4、传输。 标准HDLC协议族中的协议都是运行于同步串行线路之上。,Page 11,HDLC帧格式,面向比特 透明传输零比特填充法 运行于同步串行线路,地址,标志,控制,信息,帧校验,标志,Page 12,问题,HDLC keepalive 报文有什么作用? HDLC有哪些类型的帧? HDLC的应用特征有哪些?,Page 13,第1章广域网协议概述 第2章HDLC协议原理 第3章PPP/MP协议协议原理 第4章 X.25协议原理 第5章Frame-Relay原理 第6章POS原理 第7章ATM协议原理,内容介绍,Page 14,PPP协议简介,PPP（Point to Point Protocol

5、）协议是在SLIP的基础上发展起来的，在点到点链路上承载网络层数据包的一种链路层协议，由于它能够提供用户验证、易于扩充，并且支持同异步通信，因而获得广泛应用,Page 15,PPP协议组成,PPP协议主要由链路控制协议（LCP）、网络控制协议族（NCPs）和PPP协议的扩展（MP）组成。PPP协议还可以增加网络安全方面的验证协议族（PAP和CHAP）。,PPP 用NCP 提供对多种网络协议的支持,LCP用于创建和维护链路,PPP,TCP/IP NOVELL IPX,Page 16,PPP协议栈,物理层,链路层,网络层,物理介质（同步 / 异步）,验证；其他选项 LCP,IPCP IPXCP 其

6、他 NCP 网络控制协议,IP IPX 其他网络协议,Page 17,PPP协商流程,Dead 阶段,Establish 阶段,Authenticate 阶段,Network 阶段,Terminate 阶段,底层 up,LCP up,验证失败,验证通过 或无验证,关闭,失败,down,Page 18,PAP 验证,PAP是两次握手验证协议，口令以明文传送。被验证方首先发起验证请求，验证方根据用户配置查看是否有此用户以及口令是否正确，然后返回不同的响应（Acknowledge or Not Acknowledge）,被验证方,主验证方,用户名密码,通过 / 拒绝,Page 19,CHAP 验证,

7、CHAP是三次握手验证协议，不发送口令，主验证方首先发起验证请求，安全性比PAP高。,被验证方,主验证方,主机名加密后报文,通过 / 拒绝,主机名随机报文,Page 20,MultiLink PPP简介,为了增加带宽，可以将多个PPP链路捆绑使用，称为MultiLink PPP，简称MP。 在LCP阶段协商是否使用MP，协商参数包括：MRRU、短序列字协商 （SSNHF）、终端描述符。 对于加入到捆绑组中的各接口只进行各自链路的LCP协商和用户验证，NCP等网络层协议的协商则由所加入的捆绑组进行，协商成功后捆绑组可以使用更大的带宽传输数据 。,ppp,ppp,ppp,ppp,Bundle in

8、terface,Page 21,问题,PPP协议族由哪几部分组成? 简要描述PPP协商流程。 PAP和CHAP有哪些不同之处?至少说出三点。 MP有何作用?有哪些协商参数?,Page 22,第1章广域网协议概述 第2章HDLC协议原理 第3章PPP/MP协议协议原理 第4章 X.25协议原理 第5章Frame-Relay原理 第6章POS原理 第7章ATM协议原理,内容介绍,Page 23,X.25协议概述,X.25 协议是数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间的接口规程。 其主要功能是描述如何在 DTE 和 DCE 之间建立虚电路、传输分组、建立链路、传输数据、拆除链路、拆除

9、虚电路，同时进行差错控制、流量控制、情况统计等。,DCE,DCE,DTE,DTE,X.25 公共网,X.25,X.25,Page 24,X.25网络模型,DTE 数据终端设备（Data Terminal Equipment ） DCE 数据电路终端设备（Data Circuit-terminating Equipment） PSE 分组交换设备（Packet Switching Equipment） PSN 分组交换网（Packet Switching Network）,DTE,DTE,PSN,DTE,DCE,PSE,PSE,DCE,DCE,PSE,Page 25,X.25协议分层结构,Pag

10、e 26,IP包通过X.25网络传送,LAN,LAN,X.25,帧头,IP 头,用户数据,IP 包,分组头,X.25 packet,帧尾,Page 27,X.25的虚电路,统计时分复用 SVC(交换虚电路)和PVC(永久虚电路) 一个接口最多可以配置4095条虚电路,Page 28,X.25的链路层协议LAPB,链路层的主要功能如下： 在DTE和DCE之间有效地传输数据 确保接收器和发送器之间信息的同步 检测和纠正传输中产生的差错 识别并向高层协议报告规程性错误 向分组层通知链路层的状态,Page 29,问题,X.25在OSI七层模型哪一层次? IP包如何通过X.25网络传送?,Page 30

11、,第1章广域网协议概述 第2章HDLC协议原理 第3章PPP/MP协议协议原理 第4章 X.25协议原理 第5章Frame-Relay原理 第6章POS原理 第7章ATM协议原理,内容介绍,Page 31,帧中继介绍,帧中继协议是在X.25分组交换技术的基础上发展起来的一种快速分组交换技术，是改进了的X.25协议。 帧中继是基于虚电路的。,LAN,LAN,FR,DLCI,DLCI,DCE,DCE,DTE,DTE,Local Management Interface (LMI),Permanent Virtual Circuit (PVC) use data link connection id

12、entifiers (DLCI),Page 32,帧中继的特点,帧中继协议以帧的形式传递数据信息 帧中继传送数据使用的传输链路是逻辑连接，而不是物理连接 采用物理层和链路层两级结构 在链路层完成统计复用、帧透明传输和错误检测，但不提供发现错误后的重传操作 预约的最大帧长度至少要达到1600字节/帧，适合封装局域网的数据单元 提供一套合理的带宽管理和防止拥塞的机制 帧中继采用面向连接的交换技术,Page 33,帧中继协议栈,物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层,会话层,表示层,物理层,帧中继,Page 34,帧中继术语,DLCI：数据链路连接标识 CIR： 承诺信息速率 Bc：承诺突发量

13、Be：允许超过突发量 FECN：前向拥塞指示 BECN：后向拥塞指示 DE：可抛弃标志,DLCI 21,DLCI 22,DLCI 23,DLCI 32,DLCI 33,DLCI 31,Frame Relay switch,Page 35,帧中继DLCI的分配,从帧中继网络服务商处得到分配的DLCIs 每个DLCI只有本地意义 映射对端的网络地址到DLCIs,DLCI 48,Frame Relay switch,DSU/CSU,172.16.11.2,172.16.11.3,DLCI 48,Network Address 172.16.11.3,Token Ring,Page 36,用于网络发现

14、的Inverse ARP,Inverse ARP 自动发现目的路由器的网络地址，从而简化了帧中继的配置。,Switch 通知 DLCI 48,Switch 通知 DLCI 66,Router B 向DCLI 66 通知 IP 172.16.11.2,Router A向DLCI 48通知 IP 172.16.11.3,FR,DCE,DCE,172.16.11.2,DLCI 48,DLCI 66,172.16.11.3,Router B,Router A,Page 37,Quidway支持的LMI,ITU-T,ANSI,Q.933 Annex,(CCITT),兼容,T1.617 Annex D,C

15、isco,(signaling),Gang of Four,Page 38,帧中继网络拓扑结构,全连接网络,星型网络,部分连接网络,Page 39,水平分割与帧中继,如果在路由器A的串口S0上分别映射三个DLCI到三台路由器，那么在路由器A的串口S0上入的路由更新信息不会从该串口转发出去。,S0,Router A,Router C,Router D,Router A,DLCI 16 to C,DLCI 16 to D,DLCI 16 to B,routerB 通过routerA 的串口0 转发路由更新信息给 routerC,Page 40,帧中继子接口,子接口可以解决水平分割的问题 一个物理接

16、口可以包含多个逻辑子接口 路由器之间需要经过帧中继的网络相连,S0.1,Router A,Router C,Router D,Router A,Subnet 2,Subnet 3,Subnet 1,S0.2,S0.3,Page 41,问题,帧中继有哪些特点? 帧中继DLCI是如何分配的?Inverse ARP有何作用? Quidway路由器支持哪些类型的LMI? 帧中继子接口有什么作用?,Page 42,第1章广域网协议概述 第2章HDLC协议原理 第3章PPP/MP协议协议原理 第4章 X.25协议原理 第5章Frame-Relay原理 第6章POS原理 第7章ATM协议原理,内容介绍,Pa

17、ge 43,SONET/SDH简介,SONET（Synchronous Optical Network）是ANSI定义的同步传输体制，是一种全球化的标准传输协议 ，包含一组以51.840Mbps(STS-1)为基数的速率 。 SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是CCITT（现在的ITU-T）定义的，使用SONET速率的一个子集，以155.520Mbps(STM-1) 为基数的速率。,Page 44,POS接口及其支持的协议,POS（Packet Over SONET/SDH，SONET/SDH上的分组）是一种应用在城域网及广域网中的技术，它具有支持分组数据，如

18、IP分组的优点 。 POS使用SONET作为物理层协议，在HDLC（High-level Data Link Control，高级数据链路控制）帧中封装分组业务，使用PPP作为数据链路层的链路控制，IP分组业务则运行在网络层。,Page 45,POS接口及其支持的协议(续),SONET/SDH物理通路,POS帧,Page 46,POS常用速率,Page 47,POS协议栈,数据包,协议封装、差错控制、链路初始化,PPP包表示,字节表示,网络层,数据链路层,物理层,Page 48,OC3/OC12/OC48,PPP数据包,POS帧封装,Page 49,CPOS接口介绍,在同步数字系列SDH（Sy

19、nchronous Digital Hierarchy）中，采用同步复用方式和灵活的映射结构，可以从SDH信号中直接分插出低速的支路信号，而不需要使用大量的复接/分接设备，从而能够减少信号损耗和设备投资 。 当把SDH信号看成由低速信号复用而成时，这些低速支路信号就称为通道。CPOS，即通道化的POS接口。它充分利用了SDH体制的特点，提供对带宽精细划分的能力，可减少组网中对路由器低速物理端口的数量要求，增强路由器的低速端口汇聚能力，并提高路由器的专线接入能力。,Page 50,通道化与非通道化,通道化是指利用STM-N中的低速支路信号，通过一根光纤传送相互独立的多路数据，每一路独享带宽、有自

20、己的起点终点和监控策略，称为一个通道。 非通道化则是使用全部STM-N信号，在一根光纤上传送的所有数据属于同一路，具有相同的标识，相同的起点和终点，服从单一的监控策略。 当有多路低速信号需要传送时，通道化方式可以更有效地利用带宽。如果传送速率较高的单路信号，则宜采用非通道化方式。,Page 51,CPOS接口类型,STM-16通道 STM-16通道化的POS业务板，可提供16路155M通道。 STM-1通道化 STM-1通道化的POS业务板，可提供63路E1通道（2.048M，DS-1）或84路 T1通道（1.544M，DS-1），并支持E1间或T1间的MP（Multilink PPP）捆绑。

21、,Page 52,问题,POS接口支持哪些协议?常见速率有哪些? 简要描述POS帧封装过程。 POS通道化与非通道化有何区别?,Page 53,第1章广域网协议概述 第2章HDLC协议原理 第3章PPP/MP协议协议原理 第4章 X.25协议原理 第5章Frame-Relay原理 第6章POS原理 第7章ATM协议原理,内容介绍,Page 54,ATM技术简介,ATM（Asynchronous Transfer Mode）是异步传输模式的简称。 ATM是以信元为基本单位进行信息传输、复接和交换的。ATM信元具有53字节的固定长度，其中5个字节构成信元头部，其余48个字节是有效载荷。 ATM是一种基于虚电路的面