首页/计算机网络/03-data-link/广域网 🔗 在 Obsidian 中打开
计算机网络 · 03-data-link

广域网

重要度 ★★ 计算机网络/数据链路层广域网PPP协议HDLC协议帧中继ATM
速查
广域网覆盖范围大（城市、国家），由节点交换机和链路组成，强调路由选择与数据转发。链路层两大代表协议：PPP（面向字节、不可靠）与 HDLC（面向比特、可靠）。

核心概念 ▾

广域网覆盖范围大（城市、国家），由节点交换机和链路组成。与局域网不同，广域网强调路由选择和数据转发。

层次归属广域网中的 PPP / HDLC 属于数据链路层协议；但广域网整体（含节点交换机的路由选择）跨越了链路层与网络层，这是 408 常设的辨析点。

PPP 协议（Point-to-Point Protocol） ▾

特点

  • 点对点链路上的数据链路层协议
  • 最常用的广域网协议（拨号上网、ADSL 等）
  • 不可靠（没有确认机制）

帧格式

┌──────┬──────┬──────┬─────┬──────┐
│Flag  │Addr  │Ctrl  │Data │FCS   │
│0x7E  │0xFF  │0x03  │可变 │校验和│
└──────┴──────┴──────┴─────┴──────┘
Flag = 0x7E（帧定界符）

工作过程

1. 建立物理连接
2. LCP（链路控制协议）协商：认证方式、最大帧长等
3. NCP（网络控制协议）协商：分配IP地址等
4. 数据传输
5. LCP 关闭连接

特性

  • 支持认证（PAP / CHAP）
  • 支持动态分配 IP 地址
  • 支持多种网络层协议（IP、IPX 等）
  • 只支持点对点，不支持一点对多点
透明传输PPP 在异步链路上用字节填充（转义符 0x7D）；在同步链路上用零比特填充。核心考点是：遇到与 Flag 0x7E 相同的数据要转义。

HDLC 协议（High-level Data Link Control） ▾

特点

  • 面向比特的协议（PPP 是面向字节）
  • 可靠（有确认机制）
  • 用于点对点和一点对多点

站类型

类型说明
主站发送命令帧，控制链路
从站接收命令，发送响应帧
复合站既能发命令又能发响应

帧格式

┌──────┬──────┬──────┬─────┬──────┐
│Flag  │Addr  │Ctrl  │Data │FCS   │
│0x7E  │可变  │可变  │可变 │CRC   │
└──────┴──────┴──────┴─────┴──────┘

控制字段

  • 信息帧（I 帧）：传输数据，有编号和确认
  • 监控帧（S 帧）：流量控制和差错控制
  • 无编号帧（U 帧）：链路管理（建立、释放）
零比特填充HDLC 面向比特，采用 "5 个连续 1 后插 0" 的零比特填充实现透明传输，接收端做逆操作删 0。

PPP vs HDLC ▾

对比项PPPHDLC
面向字节比特
可靠性不可靠可靠
透明传输字节填充比特填充
认证支持不支持
应用拨号、ADSL专线
PPP 7E FF 03 Data（可变） FCS 7E HDLC 7E Addr Ctrl Data（可变） CRC 7E 两者定界符同为 0x7E；差别在 Addr/Ctrl 是否固定、以及填充方式（字节 vs 比特）
图：PPP 与 HDLC 帧结构对照——外形相似，语义不同。

帧中继和 ATM（了解） ▾

帧中继

  • 快速分组交换
  • 不做差错控制和流量控制（交给高层）
  • 虚电路方式

ATM（异步传输模式）

  • 固定长度信元（53 字节：5 字节头 + 48 字节数据）
  • 面向连接
  • 支持多种业务（语音、视频、数据）
数字要记ATM 信元 = 53 字节 = 5（头） + 48（净荷），这是选择题的高频数字。

常见考法 ▾

考点说明
PPP 特点PPP 协议的工作过程和特性
PPP vs HDLC两者的区别
帧格式PPP / HDLC 帧的各字段含义
透明传输字节填充和比特填充的区别

易错点 ▾

注意
  • PPP 是不可靠的（没有确认），HDLC 是可靠的。
  • PPP 面向字节（字节填充），HDLC 面向比特（比特填充）。
  • PPP 支持认证，HDLC 不支持。
  • PPP 只支持点对点，HDLC 支持一点对多点。

核心结论 ▾

必背
  1. PPP 是最常用的广域网协议，用于拨号和宽带接入。
  2. HDLC 是面向比特的可靠协议。
  3. PPP 不可靠但简单，HDLC 可靠但复杂。
  4. 帧中继和 ATM 是高速广域网技术，考试一般只考概念。

记忆卡片 ▾

PPP 和 HDLC 的核心区别？
PPP：面向字节、不可靠、支持认证、字节填充；HDLC：面向比特、可靠、不支持认证、比特填充。
PPP 用什么实现透明传输？
使用字节填充（转义字符法），遇到特殊字符前加转义符。
HDLC 帧有哪些类型？
信息帧（I，数据）、监督帧（S，流量与差错控制）、无编号帧（U，链路管理）。
帧中继和 ATM 的主要区别？
帧中继变长帧；ATM 固定 53 字节信元（5 头 + 48 数据），面向连接，支持多业务。
PPP 由哪两个子协议支撑？
LCP 负责链路建立与认证，NCP 负责网络层协议协商（如分配 IP）。

交互动画 · PPP 链路建立五阶段 ▾

PPP 状态迁移：Dead → Establish → Authenticate → Network → Open → Terminate ① 物理连接Dead → Establish ② LCP 协商认证方式 / MRU ③ 认证PAP / CHAP ④ NCP 协商IPCP 分配 IP ⑤ 数据传输结束后 LCP 拆链
点击「播放」或「下一步」开始演示
示意图：橙色实心 = 当前阶段，浅橙 = 已完成阶段；PPP 必须先由 LCP 把链路"谈通"，再由 NCP 把网络层"谈通"，最后才允许承载用户数据。

相关知识点

ethernet-and-vlan

↑ 以上为站内 HTML 相对链接（纯网页可浏览）；本页右上「在 Obsidian 中打开」跳回源笔记。