广域网 (WAN) 的基本概念
广域网的定义
Q: 广域网 (WAN) 的定义是什么？
A: 广域网 (Wide Area Network, WAN) 通常是指覆盖范围很广（跨越多个城市或国家，甚至横跨几个洲）的长距离网络，它能够提供远距离通信，形成国际性的远程网络。
广域网的技术使用
Q: 广域网使用什么技术进行通信？
A: 广域网的通信子网主要使用分组交换技术，可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网。
广域网的组成
Q: 广域网由什么组成？
A: 广域网由一些结点交换机（注意不是路由器，结点交换机和路由器都用来转发分组，它们的工作原理也类似。结点交换机在单个网络中转发分组，而路由器在多个网络构成的互联网中转发分组）及连接这些交换机的链路组成。
广域网的工作层级
Q: 广域网主要使用哪一层协议？
A: 广域网主要使用网络层协议。
广域网与局域网的区别
Q: 广域网与局域网的区别有哪些？
A: 覆盖范围：广域网覆盖范围广，局域网覆盖范围小。
连接方式：广域网通常采用点对点连接，局域网普遍使用广播信道。
OSI 参考模型层次：广域网使用三层协议（物理层、数据链路层、网络层），局域网使用两层协议（物理层、数据链路层）。
广域网与局域网的联系
Q: 广域网与局域网的联系有哪些？
A:
- 广域网和局域网都是互联网的重要构件，从互联网的角度看，二者平等。
- 当连接到一个广域网或一个局域网上的主机在该网内进行通信时，只需要使用其网络的物理地址。
广域网的协议
Q: 广域网常用的协议有哪些？
A: 广域网常用的协议包括：
- PPP (Point-to-Point Protocol)
- HDLC (High-level Data Link Control)
PPP 协议
Q: PPP 协议的特点是什么？
A: PPP 协议是一种简单的数据链路层协议，适用于误码率很低的点对点有线链路。
- 不使用序号和确认机制，只保证无差错接收，因此是不可靠服务。
- 只支持全双工的点对点链路，不支持多点线路。
- 两端可以运行不同的网络层协议，但仍可使用同一个 PPP 进行通信。
- 是面向字节的，所有 PPP 帧的长度都是整数个字节。
HDLC 协议
Q: HDLC 协议的特点是什么？
A: HDLC 协议是一种高级数据链路控制协议，适用于通信线路质量较差的年代，能够实现可靠传输。
广域网的节点
Q: 广域网中的节点是什么？
A: 广域网中有很多的节点，叫做节点交换机，它是链路层的设备，功能类似于路由器，用来转发分组。
节点交换机与路由器的区别
Q: 节点交换机与路由器的区别是什么？
A:
- 节点交换机在单个网络中转发分组。
- 路由器在多个网络构成的互联网中转发分组。
广域网常用的协议
Q: 广域网最常用的协议有哪些？
A: 广域网最常用的协议是 PPP 协议和 HDLC 协议。
PPP 协议
PPP 协议的特点
Q: PPP 协议是什么？
A: PPP (Point-to-Point Protocol) 是目前使用最广泛的数据链路层协议，用户使用拨号电话接入因特网时一般都使用 PPP 协议。
PPP 协议只支持全双工链路。
PPP 协议应满足的要求
Q: PPP 协议应满足哪些要求？
A:
- 简单：对于链路层的帧，无需纠错、无需序号、无需流量控制。
- 封装成帧：在帧头帧尾加上帧的定界符。
- 透明传输：与帧定界符一样比特组合的数据应该如何处理；异步线路用字节填充，同步线路用比特填充。
- 多种网络层协议：封装的 IP 数据报可以采用多种协议。
- 多种类型链路：串行 / 并行，同步 / 异步，电 / 光…
- 差错检测：若是检测到错误直接丢弃，因为 PPP 协议并不需要实现可靠的传输。
- 检测连接状态：链路是否正常工作。
- 最大传输单元：数据部分最大长度 MTU，最大不超过 1500 字节。
- 网络层地址协商：知道通信双方的网络层地址。
- 数据压缩：在发送数据的时候对数据进行压缩。
PPP 协议无需满足的要求
Q: PPP 协议无需满足哪些要求？
A:
- 无需进行纠错。
- 无需进行流量控制。
- 无需编号。
- 不支持多点线路，只需要定义或者只满足点对点之间的一个连接过程就可以了。
PPP 协议的三个组成部分
Q: PPP 协议的三个组成部分是什么？
A:
- 一个将 IP 数据报封装到串行链路（同步串行 / 异步串行）的方法。
- 链路控制协议 LCP（Link Control Protocol）：建立并维护数据链路连接，主要是进行身份验证。
- 网络控制协议 NCP（NetWork Control Protocol）：PPP 可以支持多种网络层协议，每个不同的网络层协议都要一个相应的 NCP 来配置，为网络层协议建立和配置逻辑连接。
PPP 协议的工作原理
Q: PPP 协议如何工作？
A: PPP 协议的工作原理可以概括为以下步骤：
- 设备之间无链路。
- 建立物理链路。
- 建立 LCP 链路。
- 建立 NCP 链路。
- 访问网络。
PPP 协议帧格式
Q: PPP 帧格式的组成是什么？
A: 
- 帧定界符：首尾都有标志字段。
- 插入转义字符：若是在数据部分过程中遇到了与帧定界符一样的标志字段，我们就需要再对应的字段之前加上这个这个转义字符。
- A、C控制字段：设计之初并没有赋予什么意义，主要是想便于后续的完善 A 应该是地址，C 就是控制，不过到目前为止这两个字段还没有完善，也就是并没有使用到。
- 协议：用来标识右边的信息部分是什么类型。
- FCS：实现差错检测，两个字节的帧检验序列。
- 标志字段 (F)
- 地址字段 (A)
- 控制字段 (C)
- 协议字段
- 信息段
- 帧检验序列 (FCS)
PPP 协议的状态图
Q: PPP 协议的状态图有哪些状态？
A: 
- 链路静止状态
- 链路建立状态
- 鉴别状态
- 网络层协议状态
- 链路打开状态
- 链路终止状态
HDLC 协议
HDLC 协议的定义
Q: HDLC 协议是什么？
A: HDLC (High-Level Data Link Control) 协议是一个同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，它是由国际标准化组织（ISO）根据 IBM 公司的 SDLC（SynchronousData Control）协议扩展开发而成的。
HDLC 协议使用 "0 比特插入法" 来实现透明传输，该方法易于硬件实现。
HDLC 协议的通信方式
Q: HDLC 协议支持哪种通信方式？
A: HDLC 协议支持全双工通信。
HDLC 协议的优点
Q: HDLC 协议的优点是什么？
A: 所有帧采用 CRC 检验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重复，传输可靠性高。
HDLC 协议的站
Q: HDLC 协议中有哪些类型的站？
A:
- 主站：主要功能是发送命令（包括数据信息）帧、接收响应帧，并负责对整个链路的控制系统的初启、流程的控制、差错控制、差错检测或恢复等。
- 从站：主要功能是接收由主站发来的命令帧，向主站发送响应帧，并且配合主站参与差错恢复等链路控制。
- 复合站：主要功能是既能发送，又能接收命令帧和响应帧，并且负责整个链路的控制。
HDLC 协议的数据操作方式
Q: HDLC 协议有哪些数据操作方式？
A:
- 正常响应方式：从站要发送消息，需要经过主站的同意，主站命令它可以发送数据了，从站才可以发送数据。
- 异步平衡方式：每一个复合站都可以对别的站进行数据传输。
- 异步响应方式：从站不需要经过主站的同意，就可以进行一个数据的传输。
HDLC 协议的帧格式
Q: HDLC 协议的帧格式是什么？
A: HDLC 协议的帧格式包括：
- 标志字段
- 地址位 A
- 控制字段 C
- 信息段
- 帧检验序列 (FCS)
HDLC 协议与 PPP 协议的相同点与不同点
Q: HDLC 协议与 PPP 协议的相同点与不同点有哪些？
A:
相同点：
- HDLC、PPP 只支持全双工链路。
- 都可以实现透明传输。
- 都可以实现差错检测，但不纠正差错。
不同点： - HDLC 协议是面向比特的，PPP 协议是面向字节的。
- HDLC 协议使用控制字段，PPP 协议使用协议字段。
- HDLC 协议有序号和确认机制，PPP 协议没有。
- HDLC 协议是可靠的，PPP 协议是不可靠的。
HDLC 协议的应用场景
Q: HDLC 协议的应用场景有哪些？
A: HDLC 协议主要用于广域网中，例如：
- 数据通信网络
- 卫星通信网络
- 电力系统通信网络
HDLC 协议的局限性
Q: HDLC 协议的局限性是什么？
A:
- 协议比较复杂，实现难度较大。
- 由于是面向比特的，因此效率较低。
- 由于是可靠的，因此传输速度较慢。
HDLC 协议的替代方案
Q: HDLC 协议的替代方案是什么？
A: HDLC 协议的替代方案是 PPP 协议，PPP 协议更简单、更高效、更灵活。