PPP协议和MAC地址、IP地址及ARP协议三者之间的关系（3.2）

点对点PPP协议

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点对点PPP协议是目前使用最广泛的点对点数据链路层协议

作用：
PPP协议为点对点链路传输的各种协议数据报提供标准方法

• 对各种协议数据报的封装方法（封装成帧）
• 链路控制协议LCP（用于建立、配置、测试链路的连接）
• 一套网络控制协议NCPs（一套中的每一个协议支持不同的网络协议）

PPP协议封装的帧格式

PPP协议工作流程

媒体接入控制

对于共享信道而言，需要关注的就是如何管理发送方和接收方对这个共享的传输媒体的占用问题，也就是媒体接入控制（MAC）

媒体接入控制的分类

总结：

• 静态划分信道：按照特定规则划分信道，符合特定规则的数据在对于信道传输
  • 划分规则：频分复用、时分复用、波分复用、码分复用
• 动态接入控制
  • 受控接入：轮询（类似消息队列默认轮询方式发送消息）和“锁”的概念
  • 随机接入：通过竞争的方式（例如：以太网），但会产生一个问题就是消息碰撞导致消息都发送失败

怎么解决“碰撞问题”？（随机接入方式）

CSMA/CD（多址接入、载波监听、碰撞检测）

多址接入：就是我们所说的多个站点共享信道
载波监听：就是一个站点在发送数据之前，先监听信道是否被占用，如果被占用则稍等96比特时间在发送（先听后说）
碰撞检测：就是数据在信道传输过程中（未到接收方），如果出现“消息冲突”（碰撞）则终止发送（边听边说）

CSMA/CA（多址接入、载波监听、碰撞避免）

CSMA/CD协议广泛应用在广播信道的有限局域网中，但是并不适合应用在无线局域网（例如802.11无线局域网使用的CSMA/CA协议）

原因：

• 无线局域网能够进行载波监听
• 不能进行碰撞检测，无线局域网的传输条件特殊，信号强度波动范围大，易受其他外界因素的影响，还有就是“隐蔽站”的问题

MAC地址、IP地址及ARP协议

MAC地址

数据链路层：MAC地址是以太网子层使用的地址

以使用广播信道的数据链路层为例，源主机要发送数据给目的主句，那么在数据链路层的帧中必须包含源主机和目的主机的唯一标识，对于数据链路层来说就是我们所说的“媒体接入控制MAC”，也成为MAC地址

IP地址

网际层：网际层使用的地址

注意

• 上述介绍的MAC地址只适用于在同一个网络下进行数据传输，可以只使用MAC地址，但是如果源主机和目的主机不在同一个网络下需要IP地址进行协助
  
  问题来了：加入我发送数据从源主机到目的主机，两主机在不同的网络中且中间要经过路由器，那么在每一段链路的”发送端“怎么知道”接收端“的MAC地址呢？–答案就是ARP协议

ARP协议

网际层：网际层使用的协议，通过该协议和对于的IP地址可以获取设备的MAC地址

假设：此时路由器B接收到A（主机）的数据后要把数据发送给C（主机），但是B并不知道C的MAC地址（B的ARP高速缓存中没有），那么B主机就会A发送一个ARP请求报文（广播的方式），请求报文中含有C主机的IP地址、B主机的IP地址和B主机的MAC地址，C主机发现请求中的IP地址和自己一样就接收并给发送方（这里指B）返回ARP响应，响应的信息中包含了自己的（C）的MAC地址