一、 HDLC 与 PPP

广域网中经常会使用串行链路来提供远距离的数据传输，高级数据链路控制HDLC（High-Level Data Link Control）和点对点协议PPP（ Point to Point Protocol）是两种典型的串口封装协议。

•  HDLC：用得很少。

  
  

•  PPP:主要运用的协议。

 串行链路的数据传输方式

串行链路普遍用于广域网中。串行链路中定义了两种数据传输方式：异步和同步。

1. 异步传输

异步传输是以字节为单位来传输数据，并且需要采用额外的起始位和停止位来标记每个字节的开始和结束。起始位为二进制值0，停止位为二进制值1。在这种传输方式下，开始和停止位占据发送数据的相当大的比例，每个字节的发送都需要额外的开销。

异步：有起始位和终止位，如果不规定，可能会产生冲突。每次发送的数据携带的量也很少。

2. 同步传输

同步传输是以帧为单位来传输数据，在通信时需要使用时钟来同步本端和对端的设备通信。DCE即数据通信设备，它提供了一个用于同步DCE设备和DTE设备之间数据传输的时钟信号。DTE即数据终端设备，它通常使用DCE产生的时钟信号。

同步：DCE计时，DTE学习时间。

二、 HDLC

1. HDLC协议应用

High-level Data Link Control，高级数据链路控制，简称HDLC，是一种面向比特的链路层协议（全双工）。

HDLC是应用于同步传输的，面向比特的链路层协议，继承了同步传输的优点，传输的是数据帧，不依赖于任何字符集，并且还有校验机制，对传输的信息进行编码防止漏传等等。

2. HDLC结构

HDLC有三种类型的帧：信息帧（I）、监控帧（S）、无编号帧（U）。

三、PPP

1. PPP协议应用

PPP协议是一种点到点链路层协议，主要用于在全双工的同异步链路上进行点到点的数据传输。

2. PPP链路建立过程

对于PPP链路建立过程的描述如下：

Dead阶段也称为物理层不可用阶段。当通信双方的两端检测到物理线路激活时，就会从Dead阶段迁移至Establish阶段，即链路建立阶段。

在Establish阶段，PPP链路进行LCP参数协商。协商内容包括最大接收单元MRU、认证方式、魔术字（Magic Number）等选项。LCP参数协商成功后会进入Opened状态，表示底层链路已经建立。

多数情况下,链路两端的设备是需要经过认证阶段（Authenticate）后才能够进入到网络层协议阶段。PPP链路在缺省情况下是不要求进行认证的。如果要求认证，则在链路建立阶段必须指定认证协议。认证方式是在链路建立阶段双方进行协商的。如果在这个阶段再次收到了Configure-Request报文，则又会返回到链路建立阶段。

在Network阶段，PPP链路进行NCP协商。通过NCP协商来选择和配置一个网络层协议并进行网络层参数协商。只有相应的网络层协议协商成功后，该网络层协议才可以通过这条PPP链路发送报文。如果在这个阶段收到了Configure-Request报文，也会返回到链路建立阶段。

NCP协商成功后，PPP链路将保持通信状态。PPP运行过程中，可以随时中断连接，例如物理链路断开、认证失败、超时定时器时间、管理员通过配置关闭连接等动作都可能导致链路进入Terminate阶段。

在Terminate阶段，如果所有的资源都被释放，通信双方将回到Dead阶段，直到通信双方重新建立PPP连接。

3. LCP链路参数协商

RTA在没有收到Configure-Ack报文的情况下，会每隔3秒重传一次Configure-Request报文，如果连续10次发送Configure-Request报文仍然没有收到Configure-Ack报文，则认为对端不可用，停止发送Configure-Request报文。

完成上述过程只是表明RTB认为RTA上的链路参数配置是可接受的。RTB也需要向RTA发送Configure-Request报文，使RTA检测RTB上的链路参数是不是可接受的。

当RTB收到RTA发送的Configure-Request报文之后，如果RTB能识别此报文中携带的所有链路层参数，但是认为部分或全部参数的取值不能接受，即参数的取值协商不成功，则RTB需要向RTA回应一个Configure-Nak报文。(不能识别则回复Configure-Reject报文)

在这个Configure-Nak报文中，只包含不能接受的链路层参数，并且此报文所包含的链路层参数均被修改为RTB上可以接受的取值（或取值范围）。

在收到Configure-Nak报文之后，RTA需要根据此报文中的链路层参数重新选择本地配置的其它参数，并重新发送一个Configure-Request。

4. PPP认证-PAP模式

两次握手

5. PPP认证-CHAP模式

三次握手

四、 IPCP静态地址协商

PPP协议中，两端地址不需要在同一网段下，也能够通信。

五、PPPoE

在以太网上跑PPP协议，这个就叫PPPOE。

5.1 PPPoE报文

PPPoE报文是使用Ethernet格式来进行封装的。

5.2 PPPoE发现阶段 

客户端通过广播发送PADI报文来发现接入服务器。

所有的PPPoE 服务器在收到PADI报文之后，将客户端请求的服务与自己能够提供的服务进行比较，如果可以提供，则单播回复PADO报文。

PPPoE客户端选择最先收到的PADO报文对应的PPPoE服务器，并单播发送一个PADR报文。

PPPoE服务器生成唯一的PPPoE Session ID，并发送PADS报文给客户端，会话建立成功。

5.3 PPPoE 会话阶段

PPPoE会话上的PPP协商和普通的PPP协商方式一致，分为LCP、认证、NCP三个阶段。

PPPoE会话的PPP协商成功后，就可以传输PPP数据。

5.4 PPPoE 会话终结

当PPPOE客户端或者服务器希望关闭连接时，可以向对方端发送一个PADT报文，用于关闭连接。

如果有朋友需要自学，或者没有很好的学习途径，那么可以看一下这个视频：

http://www.thinkmo.cn/Home/Course/nradio/course_id/50 .html

这是一个零基础入门的教程，对于刚开始接触Linux运维的同学还是很友好的，希望对你有帮助。