【路由交换技术】广域网和PPP

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广域网

广域网WAN,跨地区数据通信网络。

广域网不同层次有不同的接入技术:

  1. 物理层次:X.21bis,EIA-TIA-232等

  2. FR帧中继、HDLC高级数据链路控制、PPP点到点、SDLC同步数据链路控制、SMDS交换多兆位数据服务

  3. 网络层:X.25、LAPB链路访问过程平衡

广域网接入(物理层)

专线:远距离传输

电路交换:常见交换方式:ISDN.ADSL

分组交换不需要建立分组链接。常用的链接方式X.25,FR

 

广域网接入(数据链路层)

FR帧中继、HDLC高级数据链路控制、PPP点到点、SDLC同步数据链路控制、SMDS交换多兆位数据服务

最常用的两个协议:PPP和HDLC

HDLC:高级数据链路控制协议(不可靠连接)

HDLC工作原理:

(1)协商建立过程

HDLC每隔10s互相发送链路探测的协商报文(Keep Alive),报文的收发顺序由序号决定。

(2)传输报文过程

将IP报文封装在HDLC层上,数据传输过程中,仍然进行Keep Alive的报文协商以探测链路的合法有效。

(3)超时断连阶段

当封装HDLC的接口连续10次无法收到对方对自己的递增序号的确认时,Line Protocol由UP变为DOWN。

 

配置接口封装协议

Router(config-if)#encapsulation hdlc  !封装 HDLC协议

配置Keep Alive时间

Router(config-if)#Keepalive seconds !设置HDLC KeepAlive的间隔时间 ,默认时间为10秒

查看数据链路层封装

Router#show interfaces serial interface-id

打开报文调试开关命令

Router#debug serial interface-id

 

PPP ——PPP协议简介

1992年有IETF推出定义,面向字符型协议,可以用于同步串行链路,也可以用于异步串行链路。

PPP协议是目前使用最广泛的广域网协议,这是因为它具有以下特性:

能够控制数据链路的建立;能够对IP地址进行分配和使用;允许同时采用多种网络层协议;能够配置和测试数据链路;能够进行错误检测;有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。

 

PPP协议分层结构:LCP链路控制协议;NCP网络控制协议

LCP负责创建、配置、维护或终止数据链路连接,NCP是一族协议,负责协商在链路上运行什么网络协议,并为上层网络协议提供服务。

最常用的有口令验证协议(Password Authentication Protocol,PAP)和询问信号交换验证协议(Challenge Handshake Authentication Protocol,CHAP)

 

PPP协议:

1)PPP不仅适用于拨号用户,而且适用于租用的路由器对路由器线路。

2)采用NCP协议(如IPCP、IPXCP),支持更多的网络层协议

3)具有验证协议CHAP、PAP,

4)更好了保证了网络的安全性

 

PPP协议中提供了一整套方案来解决链路建立、维护、拆除、上层协议协商、认证等问题。

(1)当物理链路不通时,PPP链路处于Dead阶段。链路最终必须结束于该阶段。当物理链路接通时,就进入Establish阶段。

(2)如果配置了验证,就进入用户验证Authenticate阶段,开始PAP验证或CHAP验证。

(3)如果验证失败,转到链路终止Terminate阶段。

(4)验证阶段完成之后,PPP将调用在链路创建阶段选定的各种网络控制协议(NCP)。

 

PPP验证方式

PPP提供了PAP和CHAP两种验证方式。

(1)口令验证协议(PAP)(两次握手,明文传输)

PAP是一种简单的明文验证方式。客户端(被验证方)首先发起验证请求,将自己的身份(用户名和口令)发送给远端的接入服务器(Network Access Server,NAS)NAS作为主验证方检验用户的身份是否合法,口令是否正确。如果正确则通告客户允许进入下一阶段;如果失败次数达到一定值,就关闭链路。

客户端(被验证方)

RA(config)#interface seril 0

RA(config-if)# encapsulation ppp

RA(config-if)#ppp pap sent-username ruijie     password 123

服务端(验证方)

RB(config)#username ruijie password 123

RB(config)#interface seril 0

RB(config-if)# encapsulation ppp

RB(config-if)#ppp authentication pap

 

(2)询问信号交换验证协议(CHAP)(三次握手,MD5加密,安全性高,但带宽要求略高)

SERVER 端为验证端,CLIENT端为被验证端,CLIENT端收到“RB+挑战报文”后,用“RA+加密后的密文”作为响应,其中,加密后的密文是用MD5单向哈希算法对挑战报文ID、RB用户的密码和收到的随机挑战报文进行加密运算后得到的密文,在响应报文中,RA不需用MD5单向哈希算法加密。

 

客户端(被验证方)

RA(config)#username RB password 123

RA(config)#interface serial 0

RA(config-if)#encapsulation ppp

 

服务端(验证方)

RB(config)#username RA password 123

RB(config)#interface serial 0

RB(config-if)#encapsulation ppp

RB(config-if)#ppp authentication chap

 

状态显示 故障说明

serial 0 is administratively down, line protocol is down 表示该接口被人为地 shutdown

serial 0 is down, line protocol is down 表示该接口没有被激活或物理层没有转为 up 状态

Serial 0 is up, line protocol is up 表示该接口已可以进行数据传输

serial 0 is up, line protocol is down 表示该接口已激活,但链路协商仍没有通过