Преимущества

Компоненты PPP

РРР обеспечивает метод передачи дейтаграмм через последовательные каналы связи с непосредственным соединением. Он содержит три основных компонента:

1. Метод формирования дейтаграмм для передачи по последовательным каналам. РРР использует протокол High-level Data Link Control (HDLC) (Протокол управления каналом передачи данных высокого уровня) в качестве базиса для формирования дейтаграмм при прохождении через каналы с непосредственным соединением.

2. Расширяемый протокол LCP (Link Control Protocol)для организации, выбора конфигурации и проверки соединения канала передачи данных.

3. Семейство протоколов NCP ( Network Control Protocols) для организации и выбора конфигурации различных протоколов сетевого уровня. РРР предназначен для обеспечения одновременного пользования множеством протоколов сетевого уровня.

По сравнению с протоколом SLIP протокол PPP является значительно более развитым инструментом для работы на последовательных линиях и имеет следующие преимущества:

1. возможность одновременной работы по различным сетевым протоколам, а не только по IP;

2. проверка целостности данных путем подсчета контрольной суммы;

3. поддержка динамического обмена адресами IP;

4. возможность сжатия заголовков IP - и TCР -пакетов, разработанных Van Jacobson (механизм похож на реализованный в протоколе CSLIP).

Протокол управления канала связи PPP (LCP)

LCP обеспечивает метод организации, выбора конфигурации, поддержания и окончания работы канала с непосредственным соединением. Процесс LCP проходит через 4 четко различаемые фазы:

1. Организация канала и согласование его конфигурации. Прежде чем может быть произведен обмен каких-либо дейтаграмм сетевого уровня (например, IP), LCP сначала должен открыть связь и согласовать параметры конфигурации. Эта фаза завершается после того, как пакет подтверждения конфигурации будет отправлен и принят;

2. Определение качества канала связи. LCP обеспечивает факультативную фазу определения качества канала, которая следует за фазой организации канала и согласования его конфигурации. В этой фазе проверяется канал, чтобы определить, является ли качество канала достаточным для вызова протоколов сетевого уровня. Эта фаза является полностью факультативной. LCP может задержать передачу информации протоколов сетевого уровня до завершения этой фазы;

3. Согласование конфигурации протоколов сетевого уровня. После того, как LCP завершит фазу определения качества канала связи, конфигурация сетевых протоколов может быть по отдельности выбрана соответствующими NCP, и они могут быть в любой момент вызваны и освобождены для последующего использования. Если LCP закрывает данный канал, он информирует об этом протоколы сетевого уровня, чтобы они могли принять соответствующие меры;

4. Прекращение действия канала. LCP может в любой момент закрыть канал. Это обычно делается по запросу пользователя (человека), но может произойти и из-за какого-нибудь физического события, такого, как потеря носителя или истечение периода бездействия таймера.

Существует три класса пакетов LCP:

1. Пакеты для организации канала связи. Используются для организации и выбора конфигурации канала;

2. Пакеты для завершения действия канала. Используются для завершения действия канала связи;

3. Пакеты для поддержания работоспособности канала. Используются для поддержания и отладки канала.

Методы повторной передачи (ARQ)

Возможен ряд вариантов механизма ARQ. Каждый правильно принятый кадр может быть подтвержден отдельным специальным кадром, либо подтверждение может быть вставлено в управляющее поле информационных кадров, переносящих данные в обратном направлении. В последнем случае также должны применяться специальные кадры подтверждения, поскольку информационного кадра в нужный момент может не оказаться.

Существует два вида подтверждения о приеме: положительное (АСК) и отрицательное (NACK или NAK). Но в любом случае во избежание перегрузок должны применяться перерывы. Передающая сторона, не получившая ответа (АСК или NACK) в течение заданного промежутка времени после передачи, повторяет соответствующий кадр. Чтобы организовать процедуру перерывов, кадры должны сохраняться в накопителе передающей стороны до получения подтверждения правильности передачи.

Существует три основные способа обработки ответов на положительные и отрицательные подтверждения:

1. Стартстопный, или передача с остановкой и ожиданием (SAW - Stop And Wait), часто называемый блочным методом передачи (ABP).

2. возвращением на N кадров (GBN – Go Back N), также называемый потоковым методом передачи.

3. Метод выборочного (селективного) повтора (SR – Selective Repeat).

SAW (ABP)

Согласно этой процедуре без подтверждения может быть передан только один кадр. После передачи очередного кадра передающая сторона ждет подтверждения. Если поступает отрицательное подтверждение или произойдет превышение времени тайм-аута, кадр передается повторно. Кадр сбрасывается (стирается) из накопителя передатчика лишь после получения положительного подтверждения. Временная диаграмма работы процедуры ARQ типа SAW изображена на рис. 6.1.

Данную процедуру удобно использовать при полудуплексной связи, когда передача сторон чередуется. Однако она неэффективна в случае организации полнодуплексной связи, особенно, если время распространения сигнала по каналу значительно больше времени передачи кадра, что типично для спутниковых и ряда других каналов.

Рис. 6.1 Передача кадров согласно процедуре SAW (ABP)

Если время распространения пренебрежимо мало (при небольшой протяженности канала либо по причине низкой скорости передачи), процедура SAW не приведет к серьезному снижению производительности всей системы.

GBN

В данном случае кадры передаются непрерывно без ожидания подтверждения приема определенного количества кадров. При получении отрицательного подтверждения или по истечении установленного времени ожидания неподтвержденный и все последующие кадры передаются повторно. Пример такой передачи по процедуре GBN представлен на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Передача кадров согласно процедуре GBN

где N — задержка кругового распространения, т.е. промежуток времени от момента начала передачи кадра до момента получения подтверждения на него.

В практических версиях процедур GBN, например в составе протокола V.42, не все кадры требуют подтверждения. Положительное, подтверждение может служить подтверждением правильной передачи не только данного кадра, но и всех предшествующих ему.

Процедуру GBN часто называют ARQ типа REJ (REJect), также как служебные кадры, переносящие подтверждения NACK от приемника к передатчику.