Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Рис. 3.17.Полный формат кадра PPP для работы в ненумерованном режиме

За полем адреса следует Управляющее поле (Control ), его значение по умолчанию равно 00000011. Это число означает ненумерованный кадр.

Так как в конфигурации по умолчанию поля Адрес и Управляющее поле являются константами, протокол LCP предоставляет возможность двум сторонам договориться о возможности пропускать оба поля и сэкономить, таким образом, по 2 байта на кадр.

Четвертое поле кадра PPP — Протокол (Protocol ). Оно определяет тип пакета, содержащегося в поле Данные. Номера, начинающиеся с бита 0, отведены для протокола IP версий 4 и 6 и других протоколов сетевого уровня, таких как IPX и AppleTalk. С бита 1 начинаются коды, используемые для конфигурационных протоколов PPP, включая LCP и различные протоколы NCP для каждого поддерживаемого протокола сетевого уровня. Размер поля Протокол по умолчанию составляет 2 байта, однако путем переговоров с помощью LCP этот размер может быть уменьшен до одного байта. Разработчики, вероятно, перестраховались на случай, если когда-либо будет использоваться более 256 протоколов.

Поле Данные может быть переменной длины, вплоть до некоего оговоренного максимального значения. Если размер не оговорен во время установки соединения при помощи LCP, то по умолчанию используется длина 1500 байт. При необходимости данные пользователя могут дополняться специальными символами.

Следом за полем Данные располагается поле Контрольная сумма (Checksum), которое в обычном состоянии занимает 2 байта, но в случае необходимости по договоренности может занимать 4. 4-байтовая контрольная сумма фактически представляет собой 32-битный код CRC, порождающий многочлен которого показан в соответствующем разделе выше. 2-байтовая контрольная сумма также является стандартным кодом CRC.

Итак, PPP является механизмом формирования кадров, поддерживающим различные протоколы, которым можно пользоваться в различных физических средах. Различные варианты использования PPP в сетях SONET описаны в стандарте RFC 2615 (Malis, Simpson, 1999). Применяется 4-байтовая контрольная сумма, так как она считается основным способом распознавания ошибок передачи на физическом уровне, уровне передачи данных и сетевом уровне. Рекомендуется не сжимать поля Адрес, Управляющее поле и Протокол, так как каналы SONET и так работают на относительно высокой скорости.

Есть и еще одна интересная особенность. Перед тем как попасть в поток данных SONET, полезная информация протокола PPP шифруется (подробнее об этом выше). При шифровании данные складываются по модулю 2 с длинной псевдослучайной последовательностью. Только после этого они пересылаются получателю. Проблема в том, что потоку данных SONET для успешной синхронизации требуется частая смена значений бит. В колебаниях голосового сигнала это происходит естественным образом, но при пересылке данных только пользователь выбирает, какую информацию отправлять, и это может быть, например, длинная последовательность нулей. Благодаря шифрованию вероятность того, что пользователь сам вызовет проблемы, передав длинную последовательность нулей, сводится почти к нулю.

Перед тем как передавать кадры PPP по каналу SONET, необходимо установить и сконфигурировать соединение PPP. Состояния, через которые проходит линия связи при ее установлении, использовании и разъединении, показаны на рис. 3.18.

Рис. 3.18. Диаграмма состояний установки и разрыва соединения PPP

Начальное состояние протокола таково: линия отключена (DEAD), то есть соединения на физическом уровне не существует. После того как физическое соединение установлено, линия переходит в состояние ESTABLISH (установка). В этот момент начинаются переговоры о параметрах с помощью протокола LCP. Узлы PPP обмениваются пакетами LCP, каждый из которых содержится в поле Данные кадра PPP. Это необходимо для выбора параметров PPP из тех, что перечислены выше. Инициирующий узел предлагает варианты, а отвечающие узлы либо соглашаются с ними,

либо отвергают частично или полностью. Отвечающие узлы также могут делать свои предложения.

При успешном результате переговоров линия переходит в фазу AUTHENTICATE (идентифицировать). Теперь обе стороны по желанию могут проверить, кем является собеседник. После успешной аутентификации в фазе NETWORK (сеть) происходит обмен пакетами NCP для настройки сетевого уровня. Протоколы NCP сложно описать общими словами, так как каждый из них обладает специфическими свойствами, зависящими от соответствующего протокола сетевого уровня, и поддерживает конфигурационные запросы, характерные только для этого протокола. Например, для протокола IP наиболее важной задачей является назначение IP-адресов собеседникам на обоих концах линии.

Когда линия переходит в фазу OPEN (открытая), можно начинать передачу данных. Именно в этой фазе IP-пакеты пересылаются в кадрах PPP по линии SONET. Когда передача данных закончена, линия переходит к фазе TERMINATE (завершение), а затем снова в состояние DEAD (отключена), когда физическое соединение разрывается.

3.5.2. ADSL

ADSL( Asymmetric Digital Subscriber Loop, асимметричный цифровой абонентский контур) соединяет миллионы домашних пользователей с Интернетом на скоростях, равных нескольким мегабит в секунду. Для этого используется тот же локальный телефонный контур, по которому предоставляются услуги обычной телефонии. Выше мы рассматривали, как на домашней стороне устанавливается устройство под названием DSL-модем. Он отправляет биты по локальному контуру, адресуя их устройству DSLAM( DSL Access Multiplexer, мультиплексор доступа DSL), установленному в местном офисе телефонной компании. Теперь мы более подробно рассмотрим процесс передачи пакетов по каналам ADSL.

Общая схема работы протоколов и устройств показана на рис. 3.19. В разных сетях применяются разные протоколы, поэтому мы выбрали для демонстрации наиболее популярный сценарий. Внутри дома компьютер посылает IP-пакеты DSL-модему. Они путешествуют по канальному уровню, такому как Ethernet. Затем DSL-модем отправляет IP-пакеты по локальному контуру устройству DSLAM, применяя для этого протоколы, которые мы рассмотрим далее. На стороне DSLAM (или, в зависимости от реализации подключенного к нему маршрутизатора) IP-пакеты извлекаются и поступают в сеть поставщика услуг Интернета, по которой и достигают назначенной точки в сети.