# 3.7 广域网

## 3.7.1 广域网概述

* 广域网
  * 协议位于网络层、数据链路层、物理层
  * 强调资源共享
  * 采用点到点连接
  * 通信子网采用分组交换技术
* 局域网
  * 协议位于数据链路层、物理层
  * 强调数据传输
  * 采用多点接入模式

## 3.7.2 PPP协议

* 点对点协议
* 只支持<mark style="color:orange;">**全双工通信**</mark>

#### PPP协议的特点

* PPP协议应当满足
  * **简单**：对于链路层的帧，无需纠错，无需序号，无需流量控制。
  * **封装成帧**：添加帧定界符
  * **透明传输**：与帧定界符一样比特组合的数据应该如何处理
    * 异步线路用字节填充
    * 同步线路用比特填充
  * **多种网络层协议**：封装的IP数据报可以采用多种协议。
  * **多种类型链路**：串行/并行， 同步/异步，电/光...
  * **差错检测**：错就丢弃。
  * **检测连接状态**：链路是否正常工作。
  * **最大传送单元**：数据部分最大长度MTU。
  * **网络层地址协商**：知道通信双方的网络层地址。
  * 数**据压缩协商**
* PPP协议无需满足
  * 纠错
  * 流量控制
  * 序号：为帧编号
  * 不支持多点线路

#### PPP协议的组成要素

1. 一个将IP数据报封装到串行链路（同步串行/异步串行）的方法
2. **链路控制协议LCP**：建立并维护数据链路连接（物理连接）
3. **网络控制协议NCP**：PPP可支持多种网络层协议，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（逻辑链接）

#### PPP协议的连接流程

* 设备之间建立物理链路
* 设备之间建立LCP链路
  * 进行鉴别成功，连接建立
  * 鉴别失败，链路关闭
* 通过已建立的LCP链路建立NCP链路

#### PPP协议的帧格式

![PPP帧](https://github.com/lijisheng27/computer-network/blob/main/.gitbook/assets/PPP%E5%B8%A7.png)

* **帧定界符**：标识帧的开始和结束
* **地址字段A、控制字段C**：无用
* **协议**：信息部分的数据类型
  * IP数据报
  * LCP的数据
  * 网络层控制数据
* **数据部分**：使用转义字符区分与帧定界符相同的数据字
* **FCS**：CRC循环冗余校验用

PPP协议是一种<mark style="color:orange;">**面向字符**</mark>的协议

## 3.7.3 HDLC协议

高级数据链路控制（High-Level Data Link Control或简称HDLC），采用<mark style="color:orange;">**全双工通信**</mark>，所有帧采用CRC检验，对信息帧进行顺序编号

#### HDLC的站

* **主站**
  * 发送命令（包括数据信息）帧
  * 接收响应帧
  * 负责对整个链路的控制系统的初启、流程的控制、差错检测或恢复等
* **从站**
  * 是接收由主站发来的命令帧
  * 向主站发送响应帧
  * 配合主站参与差错恢复等链路控制
* **复合站**：既能发送，又能接收命令帧和响应帧

#### HDLC的数据操作方式

* 正常响应方式
* 异步平衡方式
* 异步响应方式

#### HDLC的帧格式

![HDLC帧](https://github.com/lijisheng27/computer-network/blob/main/.gitbook/assets/HDLC%E5%B8%A7.png)

帧中比特采用<mark style="color:purple;">**零比特填充法**</mark>实现透明传输

* **标志字段**：标志帧的开始和结束
* **地址字段**：取决于采用何种数据操作方式
  * 正常响应方式、异步响应方式：从站的地址
  * 异步平衡方式：应答站的地址
* **控制字段**：HDLC协议的类型
  * **信息帧**
  * **监督帧**
  * **无编号帧**

## 3.7.4 两种协议的比较

* PPP协议
  * 面向字节
  * 有2B的协议字段
  * 无序号和确认机制
  * 不可靠
* HDLC协议
  * 面向比特
  * 通过控制字段标志协议
  * 有序号和确认机制
  * 可靠

## 3.7.5 广域网、局域网与互联网的关系

* 互联网可以连接不同类型的网络，使用路由器连接
* 广域网是类型单一的网络，使用节点交换机连接
* 从互联网的角度，广域网和局域网是平等关系
* 以太网是局域网的一种实现形式，逻辑拓扑是总线型结构，物理拓扑是星型
