PPP协议：解填充的魔术手法，是把多余的糖果变不见！🍬

在数据链路层协议（如PPP）的语境下，数据载荷（Payload） 就是指它所承载的、来自网络层的数据包（例如IP数据报），不包含PPP协议自身为了成帧而添加的帧首部和帧尾部（比如标志字段F、地址A、控制C、协议P、校验FCS等）。

这道题的核心就是考察你是否掌握了PPP协议为了实现透明传输而采用的**字节填充（Byte Stuffing）**机制，以及如何进行其逆操作——解填充（Unstuffing）。

• 透明传输：指数据链路层有能力传送任意比特组合的数据，而不会误认为它们是特殊的控制字符。例如，如果用户数据中恰好出现了和帧定界符 0x7E 一样的比特组合，协议必须有机制能区分它是数据还是帧定界符。

• PPP协议的字节填充规则：PPP在异步链路（面向字节）上使用一种特殊的转义字符 0x7D 来进行字节填充。

  • 发送方（填充/转义规则）：

    1. 把信息载荷中出现的每一个标志字节 0x7E 替换为2字节序列 (0x7D, 0x5E)。

    2. 把信息载荷中出现的每一个转义字节 0x7D 替换为2字节序列 (0x7D, 0x5D)。

    • 原理TIPS：这个转换是有规律的，0x5E 是 0x7E 与 0x20 异或（XOR）的结果；0x5D 是 0x7D 与 0x20 异或的结果。即 `被转义的字节 XO好的，没有问题。作为你的408计算机考研辅导老师，我将为你撰写一篇关于PPP协议字节填充与解填充的详细博客文章。这篇文章将力求概念清晰、步骤详尽、实例丰富，并点明考研中的重点与陷阱。

字节填充与解填充——透明传输的幕后英雄

一、 一切的起点：为何需要“透明传输”？

想象一下，你正在写一封信，信的结尾处需要写上“全文完”三个字作为结束标记。但如果你的信件内容本身就包含了“全文完”这三个字，邮递员会不会在信件中间就误以为信已经读完了，从而把后面的内容丢弃呢？

计算机网络也面临着同样的问题。

PPP协议使用一个特殊的字节——标志字节 0x7E（二进制为 01111110）——来作为一帧的开始和结束。这就像我们例子中的“全文完”标记。

现在问题来了：PPP需要承载来自网络层的数据（比如一个IP数据报），我们称之为“数据载荷”（Payload）。这个数据载荷的内容是任意的，完全可能在数据的某个位置，也恰好出现了 0x7E 这个字节。

如果PPP协议对此不做任何处理，那么当接收方在数据中间读到 0x7E 时，就会错误地认为这一帧已经结束了，从而导致数据传输错误。

“透明传输” 指的就是，无论上层传来怎样的数据，数据链路层都应该能将其原封不动地传送过去，就像数据链路层是“透明”的一样。为了实现这一点，PPP必须有办法区分“作为数据的 0x7E”和“作为帧定界符的 0x7E”。

二、 PPP的解决方案：字节填充（Byte Stuffing）

PPP的解决方案非常巧妙，它引入了一个“魔法”——转义字符 0x7D（二进制为 01111101）。它的核心思想是：在发送数据前，对整个数据载荷进行一次扫描，如果遇到特殊的冲突字符，就用一个或多个字节的“转义序列”来替换它。

发送方（填充/转义）规则：

1. 处理标志字节 0x7E：将数据载荷中出现的每一个 0x7E 字节，替换成一个由2字节组成的序列 (0x7D, 0x5E)。

2. 处理转义字节 0x7D：如果数据载荷中本身就包含了转义字符 0x7D，那么也需要对它进行转义。方法是将其替换为2字节序列 (0x7D, 0x5D)。

考点深挖：这个替换规则是怎么来的？

你可能会想，0x5E 和 0x5D 是怎么选出来的？其实它们是原字节与 0x20（二进制 00100000）进行**异或（XOR）**运算的结果。

• 0x7E XOR 0x20 = 01111110 XOR 00100000 = 01011110 (即 0x5E)

• 0x7D XOR 0x20 = 01111101 XOR 00100000 = 01011101 (即 0x5D)

三、 实例演练：发送方的填充过程

假设网络层传来一段原始数据载荷为： 0x41 0x7E 0x42 0x7D 0x43。现在，作为发送方，我们需要对它进行字节填充。

1. 0x41：是普通数据，保持不变。

2. 0x7E：是标志字节，触发规则1，替换为 (0x7D, 0x5E)。

3. 0x42：是普通数据，保持不变。

4. 0x7D：是转义字节，触发规则2，替换为 (0x7D, 0x5D)。

5. 0x43：是普通数据，保持不变。

处理完成后，将要实际发送的数据载荷变成了：0x41 0x7D 0x5E 0x42 0x7D 0x5D 0x43。

这个新的序列被封装在两个 0x7E 标志字节之间，发送到链路上。接收方收到的就是这个填充后的序列，它内部绝不会再出现单个的 0x7E 或 0x7D 字节了，从而实现了透明传输。

四、 逆向工程：接收方的解填充过程

当接收方收到数据后，需要执行填充的逆过程——解填充（Unstuffing），以恢复出原始数据。

接收方（解填充/去转义）规则：

接收方从左到右扫描收到的数据载荷：

1. 如果读到的字节不是转义字符 0x7D，说明它就是原始数据，直接接收。

2. 如果读到的字节是转义字符 0x7D，那么说明后面紧跟着一个被转义的字节。此时，丢弃这个 0x7D，然后读取下一个字节，并将其与 0x20 进行异或（XOR），运算结果就是原始字节。

五、 实例演练：接收方的还原过程

现在，我们是接收方，收到了刚刚填充后的数据：0x41 0x7D 0x5E 0x42 0x7D 0x5D 0x43。

1. 0x41：不是 0x7D，是原始数据。还原出 0x41。

2. 0x7D：是转义字符，丢弃它，看下一个字节 0x5E。计算 0x5E XOR 0x20，得到 0x7E。还原出 0x7E。

3. 0x42：不是 0x7D，是原始数据。还原出 0x42。

4. 0x7D：是转义字符，丢弃它，看下一个字节 0x5D。计算 0x5D XOR 0x20，得到 0x7D。还原出 0x7D。

5. 0x43：不是 0x7D，是原始数据。还原出 0x43。

最终，接收方成功将数据还原为：0x41 0x7E 0x42 0x7D 0x43，与发送前的原始数据完全一致！解填充成功。