Ethernet II、PPP、HDLC 協(xié)議分析

一、 Ethernet II
       Ethernet II類型以太網(wǎng)幀的最小長(zhǎng)度為64字節(jié)（6＋6＋2＋46＋4），最大長(zhǎng)度為1518字節(jié)（6＋6＋2＋1500＋4）。其中前12字節(jié)分別標(biāo)識(shí)出發(fā)送數(shù)據(jù)幀的源節(jié)點(diǎn)MAC地址和接收數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)MAC地址。
       接下來的2個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)出以太網(wǎng)幀所攜帶的上層數(shù)據(jù)類型，如16進(jìn)制數(shù)0x0800代表IP協(xié)議數(shù)據(jù)，16進(jìn)制數(shù)0x86dd代表IPv6協(xié)議數(shù)據(jù)，16進(jìn) 制數(shù)0x809B代表AppleTalk協(xié)議數(shù)據(jù)，16進(jìn)制數(shù)0x8138代表Novell類型協(xié)議數(shù)據(jù)等。
       在不定長(zhǎng)的數(shù)據(jù)字段后是4個(gè)字節(jié)的幀校驗(yàn)序列（Frame. Check Sequence，F(xiàn)CS），采用32位CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)對(duì)從"目標(biāo)MAC地址"字段到"數(shù)據(jù)"字段的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。
  以太網(wǎng)最小發(fā)送幀長(zhǎng)為64字節(jié)，按照標(biāo)準(zhǔn)，10Mbps以太網(wǎng)采用中繼器時(shí)，連接的最大長(zhǎng)度是2500米，最多經(jīng)過4個(gè)中繼器，因此規(guī)定對(duì)10Mbps以 太網(wǎng)一幀的最小發(fā)送時(shí)間為51.2微秒。這段時(shí)間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為512位，因此也稱該時(shí)間為512位時(shí)。這個(gè)時(shí)間定義為以太網(wǎng)時(shí)隙，或沖突時(shí)槽。512 位＝64字節(jié)，這就是以太網(wǎng)幀最小64字節(jié)的原因?，F(xiàn)在基本上都是交換機(jī)或路由器直接連接計(jì)算機(jī)，集線器連接很少存在了，在交換機(jī)或路由器直接連接計(jì)算機(jī) 時(shí)每個(gè)計(jì)算機(jī)與設(shè)備之間都是一個(gè)獨(dú)立的沖突域，是不會(huì)產(chǎn)生沖突的，因此，此時(shí)發(fā)送長(zhǎng)度小于64字節(jié)的幀理論上是可以的，但為了遵循原有標(biāo)準(zhǔn)，考慮到有些集 線器設(shè)備依舊在使用，因此保持最小幀長(zhǎng)64字節(jié)不變。

二、 PPP
        點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）為在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接上傳輸多協(xié)議數(shù)據(jù)包提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法。PPP 最初設(shè)計(jì)是為兩個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間的 IP 流量傳輸提供一種封裝協(xié)議。在 TCP-IP 協(xié)議集中它是一種用來同步調(diào)制連接的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（OSI 模式中的第二層），替代了原來非標(biāo)準(zhǔn)的第二層協(xié)議，即 SLIP。除了 IP 以外 PPP 還可以攜帶其它協(xié)議，包括 DECnet 和 Novell 的 Internet 網(wǎng)包交換（IPX）。
PPP（點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡(jiǎn)單鏈路設(shè)計(jì)的鏈路層協(xié)議。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。設(shè)計(jì)目的主要是用來通過撥號(hào)或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)，使其成為各種主機(jī)、網(wǎng)橋和路由器之間簡(jiǎn)單連接的一種共通的解決方案。
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）為在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接上傳輸多協(xié)議數(shù)據(jù)包提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法。PPP 最初設(shè)計(jì)是為兩個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間的 IP 流量傳輸提供一種封裝協(xié)議。在 TCP-IP 協(xié)議集中它是一種用來同步調(diào)制連接的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議（OSI 模式中的第二層），替代了原來非標(biāo)準(zhǔn)的第二層協(xié)議，即 SLIP。除了 IP 以外 PPP 還可以攜帶其它協(xié)議，包括 DECnet和 Novell的Internet 網(wǎng)包交換（IPX）。

三、 HDLC
        HDLC——面向比特的同步協(xié)議：High Level Data Link Control（高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程）。 HDLC是面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的典型代表，該協(xié)議不依賴于任何一種字符編碼集；數(shù)據(jù)報(bào)文可透明傳輸，用于實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)摹?比特插入法”易于硬件實(shí)現(xiàn)；全雙工通信，有較高的數(shù)據(jù)鏈路傳輸效率；所有幀采用CRC檢驗(yàn)，對(duì)信息幀進(jìn)行順序編號(hào)，可防止漏收或重發(fā)，傳輸可靠性高；傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。
幀信息的分段
        SDLC/HDLC的一幀信息包括以下幾個(gè)字段（Field），所有字段都是從最低有效位開始傳送。
SDLC/HDLC標(biāo)志字符
SDLC/HDLC協(xié)議規(guī)定，所有信息傳輸必須以一個(gè)標(biāo)志字符開 始，且以同一個(gè)字符結(jié)束。這個(gè)標(biāo)志字符是01111110，稱標(biāo)志字段（F）。從開始標(biāo)志到結(jié)束標(biāo)志之間構(gòu)成一個(gè)完整的信息單位，稱為一幀 （Frame）。所有的信息是以幀的形式傳輸?shù)?，而?biāo)志字符提供了每一幀的邊界。接收端可以通過搜索"01111110"來探知幀的開頭和結(jié)束，以此建立幀同步。

地址字段和控制字段
        在標(biāo)志字段之后，可以有一個(gè)地址字段A（Address）和一個(gè)控制字段C（Contro1）。地址字段用來規(guī)定與之通信的次站的地址。控制字段可規(guī)定若干個(gè)命令。 SDLC規(guī)定A字段和C字段的寬度為8位。HDLC則允許A字段可為任意長(zhǎng)度，C字段為8位或16位。接收方必須檢查每個(gè)地址字節(jié)的第一位，如果 為"0"，則后邊跟著另一個(gè)地址字節(jié)；若為"1"，則該字節(jié)就是最后一個(gè)地址字節(jié)。同理，如果控制字段第一個(gè)字節(jié)的第一位為"0"，則還有第二個(gè)控制字段 字節(jié)，否則就只有一個(gè)字節(jié)。

信息場(chǎng)
跟在控制字段之后的是信息字段（Information）。信息字段包含有要傳送的數(shù)據(jù)，亦成為數(shù)據(jù)字段。并不是每一幀都必須有信息字段。即信息字段可以為0，當(dāng)它為0時(shí)，則這一幀主要是控制命令。
幀校驗(yàn)字段
        緊跟在信息字段之后的是兩字節(jié)的幀校驗(yàn)字段，幀校驗(yàn)字段稱為FC（Frame Check）字段， 校驗(yàn)序列FCS（Frame check Sequence）。SDLC/HDLC均采用16位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRC （Cyclic Redundancy Code），其生成多項(xiàng)式為CCITT多項(xiàng)式X^16+X^12+X^5+1。除了標(biāo)志字段和自動(dòng)插入的"0"位外，所有的信息都參加CRC計(jì)算。 CRC的編碼器在發(fā)送碼組時(shí)為每一碼組加入冗余的監(jiān)督碼位。接收時(shí)譯碼器可對(duì)在糾錯(cuò)范圍內(nèi)的錯(cuò)碼進(jìn)行糾正，對(duì)在校錯(cuò)范 圍內(nèi)的錯(cuò)碼進(jìn)行校驗(yàn)，但不能糾正。超出校、糾錯(cuò)范圍之外的多位錯(cuò)誤將不可能被校驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 。