SLIP—串行线路上传输数据报的非标准协议

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做了这么多年的程序员后,总想资源回收一下,写一点点什么,却又发现无从写起。

SLIP—串行线路上传输数据报的非标准协议

简介

TCP/IP 协议族可以在许多网络介质上运行,如: IEEE 802.3 (以太网)和802.5(令牌环)局域网,X.25线路,卫星连接和串行线路。除了串行线路外,其它的介质上都有包格式的标准。
SLIP(Serial Line Internet Protocol,串行线路网际协议),该协议是Windows远程访问的一种旧工业标准,主要在Unix远程访问服务器中使用,现今仍然用于连接某些ISP。因为SLIP协议是面向低速串行线路的,可以用于专用线路,也可以用于拨号线路,Modem的传输速率在1200bps到19200bps。
SLIP ,即串行线路IP,实际上是一个标准,它通常用于运行TCP/IP协议点对点连接之中。
它并非Internet标准。

历史

SLIP起始于八十年代初3COM UNET TCP/IP实现,它仅是一个包协议:SLIP定义了一系列字符将IP包在串行线路上变成帧格式,仅此而已。它不提供寻址,包类型标识,差错控制或压缩机制。因为此协议十分简单,所以非常容易实现。
在1984年左右,Rick Adams为Berkeley Unix和Sun Microsystems工作站实现了SLIP并推广到世界。它很快被用于在主机和路由器之间的串行线路连接。SLIP通常用于专线连接,有时也用于拔号连接,其速度经常在1200bps和19.2Kbps之间。对于主机和路由器之间的连接是十分有用的。

实用性

SLIP在大部分基于Berkeley UNIX的系统上可用,在Berkeley 4.3BSD 中也包括SLIP。SLIP在Ultrix,Sun UNIX和大部分由Berkeley演变而来的UNIX上可用。一些终端集中器和IBM PC也支持它。

协议

SLIP协议定义两个特殊字符:ENDESCEND是八进制300(十进制192)ESC是八进制(十进制219),这与ASCII码中的ESC字符不冲突;为了讨论的方便,这里所说的ESC均是SLIP的ESC字符。
若要发送一个包,SLIP主机只需要以包的形式发送数据即可。
如果数据与END字符相同,则发送ESC和八进制的334(十进制220)代替。
如果和ESC相同,则以ESC和八进制335(十进制221)代替。
当包数据发送结束,则发送一个END字符。
Phil Karn提出一个改进的算法,可以在包头和饱包尾都使用END。这将消除由于线路噪声带来的错误。在一般情况下,接收方只用观察两个END,这将产生错误的IP包。如果SLIP实现不放弃0长度包,那IP实现会这样做的。如果因为噪声,此包将被抛弃,而不影响下面的包。因为没有标准的SLIP说明,因此没有真正定义的最大SLIP包大小。我们最好接受由Berkeley UNIX SLIP drivers定义的大小:1006字节,包括IP和传输协议头(不包括帧字符。因此,新的SLIP实现应该准备接收1006字节的数据报,而且不应该发送大于1006字节的数据报。

不足之处

有一些用户希望SLIP提供但它没有提供的功能,公平地说,SLIP仅仅是很久前,问题并不那么重要时设计的普通协议。下面是显而易见的SLIP的不足之处:

  • 寻址功能
    SLIP连接的双方都出于路由的目的需要知道对方的IP地址。并且,当使用SLIP作为主机拔号到路由器的目的时,寻址机制会是动态的,路由器需要通知拔号主机主机的IP地址。而现在,SLIP却没有提供通过SLIP连接传送地址信息的机制。

  • 类型标识
    SLIP没有类型域,因此,在SLIP连接上仅能运行一种协议,所有在配置了TCP/IP和DECnet的主机之间不可能使用SLIP。而SLIP是串行线路IP,如果以串行线路连接多协议的计算机,这些计算机应该具有以一种以上协议通信的能力。

  • 差错检测与校正
    线路噪声可能使包在传送过程中损坏,因为线路速率比较低,因此,重新发送的代价是昂贵的。在SLIP层,差错控制并不是必须的,因为IP应用程序可以检测到损坏的包(IP头和UDP,TCP校验码是足够的),但是一些应用程序如NFS通常忽略错误而单纯依靠网络介质来检测损坏的包。因为重新传送的代价很大,因此SLIP提供差错检测与校正是更有效的方法。

  • 压缩
    因为拔号线路速率比较慢,包的压缩将大大提高包的吞吐量。通常,在单独一个TCP连接的包序列中的IP和TCP头中几乎没有多少变化,所以普通的压缩算法就可以仅发送改变的包头部分而不是整个包头。已经在这方面做了一些工作,上面的问题中的全部或一部分正在研究之中。

SLIP驱动程序

下面的C语言函数可以发送并接收SLIP包。他们依靠两个函数完成功能:send_char()和recv_char(),它们分别在串行线路上发送和接收一个字节。


/* SLIP特殊字符 */
#define END 0300     /*标明包结束*/
#define ESC 0333     /*标明字节填充*/
#define ESC_END 0334 /*ESC ESC_END用于包中数据和和END相同时的转意字符*/
#define ESC_ESC 0335 /*ESC ESC_ESC用于包中数据和和ESC相同时的转意字符*/

/* SEND_PACKET:发送长度为LEN的的包,起始位置在P*/
void send_packet(char *p, int len)
{
        /*发送一个END字符*/
        send_char(END);
        /*发送包内的数据*/
        while (len--)
        {
                switch (*p)
                {
                /*如果需要转意,则进行相应的处理*/
                case END:
                        send_char(ESC);
                        send_char(ESC_END);
                        break;
                case ESC:
                        send_char(ESC);
                        send_char(ESC_ESC);
                        break;
                /*如果不需要转意,则直接发送*/
                default:
                        send_char(*p);
                }
                p++;
        }
        /*通知接收方发送结束*/
        send_char(END);
}

/* RECV_PACKET:接收包数据,存储于P位置,如果接收到的数据大于LEN,则被截断,函数返回接收到的字节数*/
int recv_packet(char *p, int len)
{
        char c;
        int received = 0;
        while (1)
        {
                /*接收字符*/
                c = recv_char();
                switch (c)
                {
                /*如果接收到END,包数据结束,如果包内没有数据,直接抛弃*/
                case END:
                        if (received)
                                return received;
                        else
                                break;

                /*下面的代码用于处理转意字符*/
                case ESC:
                        c = recv_char();
                        switch (c)
                        {
                        case ESC_END:
                                c = END;
                                break;
                        case ESC_ESC:
                                c = ESC;
                                break;
                        }

                default:
                        if (received < len)
                        {
                                p[received++] = c;
                        }
                }
        }
}

以上是关于SLIP—串行线路上传输数据报的非标准协议的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

链路层协议——SLIP协议和PPP协议

ppp协议

链路层

计算机网络:PPP协议与HDLC协议

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