广域网协议的封装
第16章 CiscoCisco路由交换HDLC和PPP
物理介质（同步 / 异步）
3.4 PPP链路协商流程
底层 up Dead 阶段
失败
LCP up
链路建立阶段
验证失 败
认证阶段
验证通过 或无验证
downห้องสมุดไป่ตู้
终止阶段
关闭
网络阶段
3.5 PPP 验证概述
Dialup or Circuit-Switched
38021 packets input, 5656110 bytes, 0 no buffer Received 23488 broadcasts, 0 runts, 0 giants, 0 throttles 0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored, 0 abort 38097 packets output, 2135697 bytes, 0 underruns 0 output errors, 0 collisions, 6045 interface resets 0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out 482 carrier transitions DCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up
Router(config)#hostname r2 r2(config)#int s1/0 r2(config-if)#encapsulation ppp r2(config-if)#ppp pap sent-username r2 password 123 //发送验证信息
5、配置PPP验证－双向CHAP
项目13：广域网ppp协议封装
该技术广泛应用于企业网络、ISP网络以及移动通信网络 等领域。在这些场景中，需要建立跨越较大地理范围的点 对点连接，以实现数据的可靠传输。
优势与挑战
广域网PPP协议封装技术的优势在于其可靠性、灵活性和 可扩展性。然而，它也面临着一些挑战，例如需要处理复 杂的网络拓扑和流量控制问题，以及需要管理大量的PPP 连接。
优化协议性能
通过改进协议算法和数据结构，提高PPP协 议封装的性能。
自动化配置和管理
利用自动化工具和智能技术，简化PPP协议 封装的配置和管理过程。
未来发展
融合新技术
将PPP协议封装与新技术相结合，如SDN、NFV和云计算，实现更加 智能和高效的网络通信。
增强安全防护能力
持续改进和完善PPP协议封装的安全机制，提高网络的整体安全防护 能力。
满足物联网需求
针对物联网设备的多样性和复杂性，优化PPP协议封装，满足物联网 通信的需求。
降低成本和提高效率
通过技术创新和规模效应，降低PPP协议封装的成本，同时提高网络 通信的效率和可靠性。
05
总结与展望
总结
01 02 03
技术特点
广域网PPP协议封装技术是一种用于在广域网（WAN）上建 立点对点（PPP）连接的技术。它通过封装PPP协议数据包， 可以在不同类型的物理媒体上实现PPP连接，从而提供了一 种可靠的、面向连接的数据传输服务。
兼容性问题
不同厂商和型号的设备可能存在兼容 性问题，影响PPP协议的正常封装。
维护困难
由于网络环境和设备差异较大，PPP 协议封装的配置和维护工作较为复杂。
解决方案
采用加密和认证机制
通过加密算法和认证机制来确保数据传输的 安全性。
实验六 广域网协议封装与验证配置
实验六 广域网协议封装与验证配置一、实验目的1.理解广域网协议的类型及工作原理。
2.掌握PPP 协议配置方法。
二、实验设备路由器两台，PC 机两台，直连线两条，V35电缆两条。
三、实验步骤1．按图6-1将实验设备连接好。
图6-12．为路由器Router1各接口封装PPP 协议及分配IP 地址。
Router1>enableRouter1#configure terminalRouter1(config)#interface fastethernet 1/0Router1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0 Router1(config-if)#no shutdownRouter1(config-if)#exitRouter1(config)#interface serial 1/2Router1(config-if)#encapsulation pppRouter1(config-if)#ip address 192.168.12.1 255.255.255.0 Router1(config-if)#clock rate 64000Router1(config-if)#no shutdownRouter1(config-if)#endRouter1#show ip interface brief !显示路由器接口的配置 Router1#show interface serial 1/23．在路由器Router1上配置静态路由。
Router1# configure terminalRouter1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.12.2 Router1(config)#exitRouter1#show ip route !显示Router1上的静态路由信息4. 为路由器Router2各接口封装PPP 协议及分配IP 地址。
网络基础 广域网帧封装格式
网络基础广域网帧封装格式为了确保使用恰当的协议，必须在路由器配置适当的第2层封装。
协议的选择需要根据所采用的广域网技术和通信设备确定。
路由器把数据包以二层帧格式进行封装，然后传送到广域网链路。
尽管存在几种不同的广域网封装，但是大多数有相同的原理。
这是因为大多数的广域网封装都是从高层数据链路控制（HDLC）和同步数据链路控制（SDLC）演变而来的。
尽管他们有相似的结构，但是每一种数据链路协议都指定了自己特殊的帧类型，不同类型是不相容的。
缺省情况下，Cisco路由器的串口封装使用HDLC协议。
要使用其他封装，必须要手动配置。
封装协议的选择依赖于所使用的广域网技术和通信设备。
通常的广域网协议有以下几种：●点对点协议（PPP）PPP是一种标准协议，规定了同步或异步电路上的路由器对路由器、主机对网络的连接。
●串行线路互联协议（Serial Line Internet Protocol，SLIP）SLIP是PPP的前身，用于使用TCP/IP的点对点串行连接。
SLIP已经基本上被PPP取代。
●HDLC HDLC标准是私有的，它是点对点、专用链路和电路交换连接上默认的封装类型。
HDLC是按位访问的同步数据链路层协议，它定义了同步串行链路上使用帧标识和校验和的数据封装方法。
当连接不同设备商的路由器时，要使用PPP封装（基于标准）。
HDLC同时支持点对点与点对多点连接。
●X.25/平衡式链路访问程序（LAPB）X.25是帧中继的原型，它指定LAPB为一个数据链路层协议。
LAPB是定义DTE与DCE之间如何连接的ITU-T标准，是在公用数据网络上维护远程终端访问与计算机通信的。
LAPB用于包交换网络，用来封装位于X.25中第二层的数据包。
X.25提供了扩展错误检测和滑动窗口特点，原因是：X.25是在错误率很高的模拟铜线电路上实现的。
●帧中继帧中继是一种高性能的包交换式广域网协议，可以被应用于各种类型的网络接口。
帧中继适用于更高可靠性的数字传输设备上。
DN06 广域网协议原理及配置
故障之一：链路始终不能转为Up状态
PPP验证参数配置不正确
故障之二：物理链路不能转为Up状态
show
interface serial number命令来查看接口状态
X.25协议概述
X.25
DTE DCE
X.25
公共网
DCE
X.25
DTE
X.25 协议是数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE） 之间的接口规程。
encapsulation hdlc
设置存活时间以探寻链路及对端路由器的
工作状况
keepalive time
PPP协议简介
PSTN/ ISDN
接入服务器
PPP 封装
PPP协议是在SLIP的基础上发展起来的 PPP协议是数据链路层协议，位于第二层 物理层可以是同步电路或异步电路
PPP的组成
向分组层通知链路层的状态
X.25的配置
配置X.25工作模式
encapsulation x25 [[ dte|dce ] | [ bfe|cisco-compatible|ddn|ietf ]]
配置X.121地址
x25 address x.121-address
创建协议地址到X.121地址的映射
X.25的虚电路
统计时分复用
SVC(交换虚电路)和PVC(永久虚电路)
一个接口最多可以配置4095条虚电路
X.25的链路层协议LAPB
链路层的主要功能如下：
在DTE和DCE之间有效地传输数据 确保接收器和发送器之间信息的同步 检测和纠正传输中产生的差错
识别并向高层协议报告规程性错误
HDLC技术介绍
技术介绍广域网协议HDLCHDLCHDLC简介HDLC（High-level Data Link Control，高级数据链路控制）是一种面向比特的链路层协议，其最大特点是对任何一种比特流，均可以实现透明的传输。
z HDLC协议只支持点到点链路，不支持点到多点。
z HDLC不支持IP地址协商，不支持认证。
协议内部通过Keepalive报文来检测链路状态。
z HDLC协议只能封装在同步链路上，如果是同异步串口的话，只有当同异步串口工作在同步模式下才可以应用HDLC协议。
目前应用的接口为：工作在同步模式下的Serial接口和POS接口等。
HDLC的帧类型和帧格式HDLC有信息帧（I帧）、监控帧（S帧）和无编号帧（U帧）3种不同类型的帧。
z信息帧用于传送有效信息或数据，通常简称为I帧。
z监控帧用于差错控制和流量控制，通常称为S帧。
z无编号帧用于提供对链路的建立、拆除以及多种控制功能，简称U帧。
HDLC帧由标志、地址、控制、信息和帧校验序列等字段组成。
z标志字段为0111110，标志一个HDLC帧的开始和结束，所有的帧必须以F 开头，并以F结束；在邻近两帧之间的F，即作为前面帧的结束，又作为后续帧的开头；z地址字段是8比特，用于标识接收或发送HDLC帧的地址；z控制字段是8比特，用来实现HDLC协议的各种控制信息，并标识是否是数据；z信息字段可以是任意的二进制比特串，长度未作限定，其上限由FCS字段或通讯节点的缓冲容量来决定，目前国际上用得较多的是1000-2000比特，而下限可以是0，即无信息字段。
但是监控帧中不可有信息字段。
z帧检验序列字段可以使用16位CRC，对两个标志字段之间的整个帧的内容进行校验。
1。
GRE协议介绍
GRE协议介绍协议名称：GRE协议介绍协议介绍：GRE（通用路由封装）协议是一种用于在IP网络之间传输数据包的封装协议。
它被广泛应用于虚拟专用网络（VPN）和广域网（WAN）连接中，为不同的网络提供了安全、灵活和高效的通信方式。
GRE协议通过在原始IP数据包的头部添加额外的封装信息，将数据包封装在GRE包中，然后通过公网或私有网络传输。
协议目的：GRE协议的主要目的是提供一种通用的封装机制，使得不同的IP网络能够互相通信。
它可以将数据包从一个网络封装到另一个网络，使得数据包能够跨越不同的物理网络进行传输。
同时，GRE协议还可以提供隧道功能，通过在封装信息中指定目标地址，将数据包发送到特定的目标网络。
协议特点：1. 灵活性：GRE协议可以封装各种类型的数据包，包括IP、IPv6、Ethernet等。
它不依赖于底层网络的具体协议，可以在不同的网络环境中使用。
2. 安全性：GRE协议可以与其他安全协议（如IPSec）结合使用，提供加密和身份验证等安全机制，保护数据在传输过程中的安全性。
3. 路由透明性：GRE协议在封装信息中保留了原始数据包的路由信息，使得数据包能够在不同网络之间按照原始路由进行传输，实现路由透明。
4. 多协议支持：GRE协议可以与其他协议（如OSPF、BGP）结合使用，实现多协议的互通。
协议流程：1. 封装过程：a. 发送端从原始数据包中获取源IP地址和目标IP地址。
b. 发送端创建一个GRE包，并在包头中添加封装信息，包括源IP地址、目标IP地址、协议类型等。
c. 发送端将原始数据包添加到GRE包的数据部分。
d. 发送端将封装后的GRE包发送到目标网络。
2. 解封装过程：a. 接收端从接收到的数据包中提取出GRE包。
b. 接收端根据封装信息中的目标IP地址确定目标网络。
c. 接收端将GRE包中的原始数据包提取出来。
d. 接收端将原始数据包交给目标网络进行处理。
协议应用：1. 虚拟专用网络（VPN）：GRE协议可以用于在不同的局域网之间建立安全的通信隧道，实现远程办公和分支机构互联等功能。
网络基础 广域网标准与帧封装格式
网络基础广域网标准与帧封装格式
ISO/OSI开放系统互连参考模型7层协议同样适用于广域网，但广域网只涉及低三层：物理层、数据链路层和网络层，它将地理上相隔很远的局域网互连起来。
广域网能提供路由器、交换机以及它们所支持的局域网之间的数据分组／帧交换。
●物理层协议
广域网的物理层协议描述了如何提供电气、机械、操作和功能的连接到通信服务提供商所提供的服务。
广域网物理层描述了数据终端设备（DTE）和数据通信设备（TCE）之间的接口。
连接到广域网的设备通常是一台路由器，它被认为是一台DTE。
而连接到另一端的设备为服务提供商提供接口，这就是一台DCE。
WAN的物理层描述了连接方式，WAN的连接基本上属于专用或专线连接、电路交换连接、包交换连接等三种类型。
它们之间的连接无论是包交换或专线还是电路交换，都使用同步或异步串行连接。
许多物理层标准定义了DTE和DCE之间接口的控制规则，如EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、EIA-530、EIA/TIA-612/613、V.35、X.21等。
●数据链路层协议
在每个W AN连接上，数据在通过W AN链路前都被封装到帧中。
为了确保验证协议被使用，必须配置恰当的第二层封装类型。
协议的选择主要取决于W AN的拓扑和通信设备。
WAN数据链路层定义了传输到远程站点的数据的封装形式（详见下一节），并描述了在单一数据路径上各系统间的帧传送方式。
●网络层协议
著名的广域网网络层协议，有CCITT的X.25 协议和TCP/IP协议中的IP协议等。
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广域网协议的封装【实验名称】广域网协议的封装【实验目的】掌握广域网协议的封装类型和封装方法【背景描述】你是公司的网络管理员，两个分公司之间希望能够申请一条广域网专线进行连接。
公司现有锐捷路由器两台，希望你了解该设备的广域网接口所支持的协议，以确定选择哪一种广域网链路。
【技术原理】常见广域网专线技术有，DDN专线、PSTN/ISDN专线、帧中继专线、X.25专线等。
数据链路层提供各种专线技术的协议，主要有PPP、HDLC、X.25、Frame-relay以及ATM等。
【实现功能】查看路由器广域网接口支持的数据链路层协议，并进行正确的封装。
【实验设备】R1762路由器（1台）【实验拓扑】【实验步骤】步骤一查看广域网接口默认的封装类型：Router1# show interface serial 1/2serial 1/2 is UP , line protocol is UP //查看接口的状态，是否为UP Hardware is PQ2 SCC HDLC CONTROLLER serialInterface address is: 1.1.1.2/24 //查看接口IP地址的配置MTU 1500 bytes, BW 512 Kbit //查看接口的带宽为512K Encapsulation protocol is HDLC, loopback not set//默认的封装协议是HDLCKeepalive interval is 10 sec , setCarrier delay is 2 secRXload is 1 ,Txload is 1Queueing strategy: WFQ5 minutes input rate 17 bits/sec, 0 packets/sec5 minutes output rate 17 bits/sec, 0 packets/sec511 packets input, 11242 bytes, 0 no bufferReceived 511 broadcasts, 0 runts, 0 giants0 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 abort511 packets output, 11242 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 1 interface resets1 carrier transitionsV35 DTE cable //该接口为DTE端DCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up步骤二查看广域网接口支持的封装类型：RouterA(config)#interface serial 1/2RouterA(config-if)#encapsulation ?//encapsulation是封装数据链路层协议的命令frame-relay Frame Relay networks //帧中继协议hdlc serial HDLC synchronous //高级数据链路控制协议lapb LAPB(X.25 Level 2) //X.25的二层协议ppp Point-to-Point protocol //PPP点到点协议x25 X.25//X.25协议步骤三更改广域网接口的封装类型：PPP封装RouterA(config)#interface serial 1/2 //进行serial 1/2RouterA(config-if)#encapsulation ppp //将接口协议封装为PPPRouterA(config-if)#endRouterA#show interface serial 1/2 //查看接口的封装协议serial 1/2 is UP , line protocol is DOWNHardware is PQ2 SCC HDLC CONTROLLER serialInterface address is: 192.168.1.1/24MTU 1500 bytes, BW 2000 KbitEncapsulation protocol is PPP, loopback not setKeepalive interval is 10 sec , setCarrier delay is 2 secRXload is 1 ,Txload is 1LCP Reqsent //PPP协议相关参数Closed: ipcpQueueing strategy: FIFOOutput queue 0/40, 0 drops;Input queue 0/75, 0 drops5 minutes input rate 14 bits/sec, 0 packets/sec5 minutes output rate 36 bits/sec, 0 packets/sec403 packets input, 8866 bytes, 0 no bufferReceived 246 broadcasts, 0 runts, 0 giants15 input errors, 0 CRC, 15 frame, 0 overrun, 0 abort1011 packets output, 29156 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 59 interface resets1 carrier transitionsV35 DCE cableDCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=upFrame-Relay封装RouterA(config)#interface serial 1/2 //进行serial 1/2RouterA(config-if)#encapsulation frame-relay//将接口协议封装为帧中继RouterA(config-if)#endRouterA#show interface serial 1/2 //查看接口的封装协议serial 1/2 is UP , line protocol is UPHardware is PQ2 SCC HDLC CONTROLLER serialInterface address is: 192.168.1.1/24MTU 1500 bytes, BW 2000 KbitEncapsulation protocol is FRAME RELAY, loopback not set//封装协议 Keepalive interval is 10 sec , setCarrier delay is 2 secRXload is 1 ,Txload is 1LMI enq sent 1, LMI status recvd 0, LMI update recvd 0, DTE LMI up LMI enq recvd 0, LMI status sent 0, LMI update sent 0LMI DLCI 0 LMI type is CCITT, frame relay DTE interface broadcasts 0//帧中继协议相关参数Queueing strategy: FIFOOutput queue 0/40, 0 drops;Input queue 0/75, 0 drops5 minutes input rate 15 bits/sec, 0 packets/sec5 minutes output rate 36 bits/sec, 0 packets/sec405 packets input, 8910 bytes, 0 no bufferReceived 246 broadcasts, 0 runts, 0 giants15 input errors, 0 CRC, 15 frame, 0 overrun, 0 abort1017 packets output, 29239 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 61 interface resets1 carrier transitionsV35 DCE cableDCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=upX.25封装RouterA(config)#interface serial 1/2 //进行serial 1/2 RouterA(config-if)#encapsulation X25 //将接口协议封装为X.25 RouterA(config-if)#endRouterA#show interface serial 1/2 //查看接口的封装协议serial 1/2 is UP , line protocol is DOWNHardware is PQ2 SCC HDLC CONTROLLER serialInterface address is: 192.168.1.1/24MTU 1500 bytes, BW 2000 KbitEncapsulation protocol is X.25, loopback not set //查看封装协议 Keepalive interval is 0 sec , no setCarrier delay is 2 secRXload is 1 ,Txload is 1LAPB DTE, modulo 8, k 7, N1 12056, N2 20T1 3000, interface outage (partial T3) 0, T4 0State SABMSENT, VS 0, VR 0, Remote VR 0, Retransmissions 2 Queues: U/S frames 0, I frames 0, unack. 0, reTx 0IFRAMEs 0/0 RNRs 0/0 REJs 0/0 SABM/Es 2/0 FRMRs 0/0 DISCs 0/0X25 DTE, address , state R1, modulo 8Defaults: DEF encapsulation, idle 0, nvc 3input/output window sizes 2/2, packet sizes 128/128Timers: T20 180, T21 200, T22 180, T23 180, TH 0Channels: Incoming-only none, Two-way 1-1024, Outgoing-only noneRESTARTs 0/0 CALLs 0+0/0+0/0+0 DIAGs 0/0//X.25协议相关参数Queueing strategy: FIFOOutput queue 0/40, 0 drops;Input queue 0/75, 0 drops5 minutes input rate 16 bits/sec, 0 packets/sec5 minutes output rate 32 bits/sec, 0 packets/sec407 packets input, 8954 bytes, 0 no bufferReceived 246 broadcasts, 0 runts, 0 giants15 input errors, 0 CRC, 15 frame, 0 overrun, 0 abort1021 packets output, 29269 bytes, 0 underruns0 output errors, 0 collisions, 61 interface resets1 carrier transitionsV35 DCE cableDCD=up DSR=up DTR=up RTS=up CTS=up【注意事项】封装广域网协议时，要求V.35线缆的两个端口封装协议一致，否则无法建立链路。