开发者学堂课程【计算机网络基础：广域网技术】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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广域网技术
目录
一.广域网的概念
二．广域网的 PPP 协议
一.广域网的概念
1.概念
当通信的主机较远的时候，局域网显然无法完成数据通信，这个时候就需要用到另外一种通信结构，也就是广域网。而广域网指的是一种远程通信网络技术，广域网覆盖范围比较广，通讯的距离比较远，但是它传输的速率会比较低。信号传播的延迟同样比局域网要大。
在广域网的图片中，我们可以看出它是由许多的节点交换机组成。节点交换机负责连接处于远端的不同的局域网。节点交换机之间采用点到点的链路进行连接。
从体系结构上来看，广域网一般包含的是 OSI 参考模型中的下面的三层。
目前使用最多的广域网技术呢，包括帧中继，PPP 协议等。
2.广域网协议
广场协议定义了在不同的广域网介质上的通信。它主要用于广域网的通信协议也会比较多，比如说高级数据链路控制协议 HDLC，点到点协议，帧中继协议 Frame Relay 等。
它都针对什么样的通讯介质呢？
①专用线路，它是一种租用线路的方式，可以提供全天候的这种服务，通常它需要从电信公司去租用，是电信公司根据客户的需求为其建立的一种长期的通信线路。
例如PPP协议就属于这种专用的线路。
②电路交换，在电信运营商的电话网络中，使用是最广泛的，它的操作过程与普通的这种电话拨号过程非常相似，运营商需要为一次通信的过程，建立并维护一条专用的物理链路。
③分组交换，它与专线的连接和电路交换不同，这种分组交换，它不会依赖于这种永久性的专用线路，同时它也不需要点对点的进行连接。它可以实现多组通信共享一条线路进行数据传输。帧中继技术采用的就是这种分组交换。
二．广域网的PPP协议
PPP 协议叫点对点协议，它是因特网上广泛使用的数据链路层的协议。它设计的主要目的是用来通过拨号或者是专线的方式建立点对点的数据连接，发送数据。用户可以使用拨号电话接入因特网，比如在家庭中所使用的宽带连接就是 PPPoE。
实现 PPP 协议三个组成部分
1.一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法
2.链路控制协议 LCP(Link Control Protocol)
3.网络控制协议 NCP(Network Control Protocol)
（1）PPTP 协议--数据帧封装
1.标志字段：数据帧的开始和结束有一个标志字段，它表示数据帧的开始和结束。使用的是01111111这样一个二进制数来表示的。
2.地址字段：由于 PPP 协议使用的是点对点链路，所以不存在寻址的问题。它的地址字段是11111111。
3.控制字段：PPP 协议不需要提供数据的可靠性，同时也没有流量控制和差错控制，所以它的字段内容是11000000。
4.协议字段：PPP 协议需要通过多种独立的协议完成不同数据的传输，所以 PPP 帧内部可以封装多个协议的数据包，当分装某个协议的数据包时，就填写这个协议的编号。
5.FCS：这是一个校验字段，在 PPP 协议中使用 CRC 校验的方式。
（2）PPP 协议--链路控制协议 LCP
LCP 协议：它是负责数据链路的建立、配置和维护。数据的链路的建立都需要它来协调完成。LCD 的数据包会被封装到 PPP 数据帧中。同时在进行发送的时候，它还要去协商一些关于最大的数据接收单元所采用的数据认证的方式等等。
（3）PPP 协议--认证方式
1.口令认证协议(PAP):非常简单，用户向系统发送用户名和口令，系统验证用户名和口令，如果正确就接受连接，否则就拒绝连接。认证是通过两次握手实现的
2、挑战握手协议(CHAP):对PAP协议作了改进，不直接发送用户的密码。取代密码的是 hash(哈希值)
首先向用户发送一个 CHAP 包，数据部分包含一个随机数
用户收到后，使用事先定义好的函数作用于随机数和自己的口令，生成一个值，将这个值和用户名放入CHAP包发给系统
系统收到后，根据其中的用户名查到对应的口令，用同一个函数对查到的口令和查问值进行运算，如果计算结果与用户的值相同，说明是合法用户，并且口令正确
（4）PPP 协议--网络控制协议 NCP
1.PPP 使用网络控制协议(NCP)来建立两端网络层的连接，协商网络层的选项和传递网络层数据。NC P 不是一个协议，而是一组协议，包括 IPCP、IP、IPX 等
2、互联网协议控制协议(IPCP)主要用来协商网络层选项，设置用户的 IP 地址。报文在 PPP 帧中封装
（5）PPP 协议--工作过程
1.建立物理连接：
用户家中的计算机需要通过一些专用的呼叫设备去与路由器对端建立物理链路的连接。
2.数据链路连接：
发送 LCP 协议与用户的对端也就是电信运营商，去协商在发送数据的时候，他的用户名密码等情况。当用户建立连接，就通过 PAP 协议 CHAP 协议进入到用户认证阶段。保证用户合法性的接入。
3.网络层的配置
它需要通过 IPCP 协议去请求和协商网络协议信息、地址等。到 IPC 的协议成功，就开始正式的传输网络上所需要的信息。
这时可能会通过 IP 协议来传输数据，当数据传输完成后，我们需要终止网络层的活动，关闭它的连接，通过 IPC 的协议释放所申请到的 IP 地址，然后通过 LCP 协议去中断数据链路层的这种连接，最后再断开网络上的连接。
