Компьютерные сети. 6-е изд.

Четвертое поле фрейма PPP — Protocol (Протокол). Оно определяет тип пакета, который содержится в поле Payload. Номера, начинающиеся с бита 0, отведены для IP версий 4 и 6, а также других протоколов сетевого уровня, таких как IPX и AppleTalk. С бита 1 начинаются коды, используемые в конфигурационных протоколах PPP, включая LCP и различные NCP для каждого поддерживаемого протокола сетевого уровня. Размер поля Protocol по умолчанию составляет 2 байта, однако путем переговоров с помощью LCP он может быть уменьшен до одного байта. Вероятно, разработчики перестраховались на случай, если когда-либо будет использоваться более 256 протоколов.

Поле Payload может быть переменной длины, вплоть до некоторого оговоренного максимального значения. Если размер не определен во время установки соединения при помощи LCP, то по умолчанию используется длина 1500 байт. При необходимости данные пользователя могут дополняться специальными символами.

Следом за Payload располагается поле Checksum (Контрольная сумма). В обычном состоянии оно занимает 2 байта, но в случае необходимости по договоренности может занимать четыре. Четырехбайтная контрольная сумма фактически представляет собой 32-битный код CRC, образующий многочлен которого представлен в конце раздела 3.2.2. Двухбайтная контрольная сумма также является стандартным кодом CRC.

Итак, PPP — это механизм формирования фреймов, работающий со многими протоколами в разных физических средах. Варианты использования PPP в сетях SONET описаны в стандарте RFC 2615 (см. Малис и Симпсон; Malis and Simpson, 1999). Применяется четырехбайтная контрольная сумма, так как она считается основным способом распознавания ошибок передачи на физическом, канальном и сетевом уровнях. Рекомендуется не сжимать поля Address, Control и Protocol, так как каналы SONET и так работают на относительно высокой скорости.

Есть и еще одна интересная особенность. Перед тем как попасть в поток данных SONET, полезная информация протокола PPP скремблируется (как описано в разделе 2.4.3). При скремблировании данные складываются по модулю 2 с длинной псевдослучайной последовательностью. Только после этого они пересылаются получателю. Проблема в том, что потоку данных SONET для успешной синхронизации требуется частая смена значений битов. В колебаниях голосового сигнала это происходит естественным образом, но при пересылке данных пользователь сам выбирает, какую информацию передать. Он может, к примеру, отправить длинную последовательность нулей и вызвать тем самым проблемы. Благодаря скремблированию вероятность такого развития событий ничтожно мала.

Перед тем как передавать фреймы PPP по каналу SONET, необходимо установить и настроить соединение PPP. Этапы, через которые проходит линия связи при ее установлении, использовании и разъединении, показаны на илл. 3.25.

Илл. 3.25. Диаграмма состояний установки и разрыва соединения PPP

Изначально линия в состоянии DEAD (отключена), то есть соединения на физическом уровне не существует. После создания физического соединения линия переходит в состояние ESTABLISH (установление соединения). В этот момент начинаются переговоры о параметрах с помощью протокола LCP. Узлы PPP обмениваются пакетами LCP (они содержатся в поле Payload фрейма PPP). Это необходимо для выбора из перечисленных выше параметров PPP. Инициирующий узел предлагает варианты, а отвечающие узлы либо соглашаются с ними, либо отвергают частично или полностью. Они также могут делать свои предложения.

При успешном результате переговоров линия переходит в фазу AUTHENTICATE (аутентификация). Теперь обе стороны по желанию могут проверить, кем является собеседник. После успешной аутентификации в фазе NETWORK (сеть) происходит обмен пакетами NCP для настройки сетевого уровня. NCP сложно описать общими словами, так как каждый из них отличается в зависимости от конкретного протокола сетевого уровня и поддерживает конфигурационные запросы, характерные только для него. Например, для IP наиболее важной задачей является назначение IP-адресов собеседникам на обоих концах линии.

Когда линия переходит в фазу OPEN (открыть), можно начинать передачу данных. Именно в этой фазе IP-пакеты пересылаются в PPP-фреймах по линии SONET. Когда передача данных закончена, линия переходит к фазе TERMINATE (завершить), а затем снова в состояние DEAD (выключено), когда физическое соединение разрывается.

3.5.2. ADSL

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line — асимметричная цифровая абонентская линия) соединяет миллионы домашних пользователей с интернетом на скоростях, равных нескольким мегабитам в секунду. Для этого используются те же телефонные провода, по которым предоставляются услуги традиционной телефонии. В разделе 2.5.2 описано, как на стороне пользователя устанавливается устройство под названием DSL-модем. Он отправляет биты по абонентскому шлейфу, адресуя их DSLAM (DSL Access Multiplexer — мультиплексор доступа DSL), установленному в местном офисе телефонной компании. Теперь мы более подробно рассмотрим процесс передачи пакетов по каналам ADSL.