PPP和PPPoE chap

1. 什么是PPP?  TCP/IP信息包本身并不能够通过串行链路来传输,这使得它不适合于WAN广域网(Wide AreaNetworks)。截止到撰写此稿之时,还没有一个切实可行的方法来扩展以太网,虽然在不久的将来,随着光纤10G以太网的出现,这种情况将会得到改观。而这些年来,电信公司在全世界建设了无数的串行通信链接网,因此他们迫切需要一种协议,使得TCP/IP信息包可以在串行线路上传送。因此出现两个有用的协议。  ·SLIP (Serial Line Internet Protocol) 串行线路互联网协议  ·PPP  其中PPP是Point to PointProtocol(点到点协议)的字母缩写。它是TCP/IP网络协议集的成员之一。也可以认为PPP是对TCP/IP的一个扩展,它增加了两组有用的功能。  ·它可以通过串行链路来传送TCP/IP信息包。  ·用户登录认证  PPP性能更加丰富,而且很大程度上取代了SLIP的地位。因为在公用电话系统中也采用了部分串行链路,所以必须确保通信的可靠性。为此,PPP将用户名与密码安全结合在一起,比如当接驳要求发起时,此要求通过PPP协议转发到路由器和服务器,这时候就可以进行安全验证了。因为PPP具有在串行链路上传递TCP/IP信息包的能力,并且还可以进行安全验证,所以互联网服务提供商ISP(Internet ServiceP roviders)一般都是利用PPP协议,允许拨号用户与互联网相连。  2.什么是PPPoE?    PPP是为串行通信设计的,现在它与以太网(Ethernet)相结合,成为在以太网络中转播PPP帧信息的技术。也称PPP overEthernet,即PPPoE协议。PPP协议与以太网并不是兼容的东西,因此用户经常感到十分的迷惑,为什么要将以太网与PPP结合在一起呢?  如果我们将TCP/IP通信与公路交通相比的话,那么基本的TCP/IP协议就是这个城市的街道网。街道上有许多的路口(或者停车点),人们在马路上可以很容易地上车或者下车。但是人们不知道每条街上有多少辆车在跑,而且每新增加一个路口将带来新的管理任务,因为你将更不清楚有多少人,有多少车在街道上跑了。PPP就好比铁路,人们只能在固定的站点上上车或者下车,因此对乘客的管理和控制也相对容易(比如上车必须买票。)因此不妨再打个比喻,PPPoE就象是在街道上跑的火车,事实上这不是不可能的,比如电车轨道,地铁。它带来的好处是显而易见的,首先它不影响城市里其它的交通,其次还给你带来铁路的优点,比如流量的控制。  有些ISP并不是通过串行链路与用户相连的,这种情况下PPPoE也可以带来部分好处;使用串行链路的ISP早已经在调制解调器通信上使用PPP了,另一方面,DSL提供商通过以太网,而不是串行链路通信,因此PPPoE可以满足许多人的需要。并且,许多人对于PPPoE的付加能力感到特别满意。因为PPPoE允许ISP们对用户的登录安全进行控制和测量用户流量。  3. 谁将使用PPPoE?  

  然而目前为止,只有DSL提供商是在使用PPPoE协议,cablemodem有线电视网络服务提供商将在近两年内也采用PPPoE。

PPP和PPPoE chap

PPPoE协议工作原理

PPPoE协议的工作流程包含发现和会话两个阶段,发现阶段是无状态的,目的是获得PPPoE终结端(在局端的ADSL设备上)的以太网MAC地址,并建立一个唯一的PPPoESESSION-ID。发现阶段结束后,就进入标准的PPP会话阶段。

  当一个主机想开始一个PPPoE会话,它必须首先进行发现阶段,以识别局端的以太网MAC地址,并建立一个PPPoESESSION-ID。在发现阶段,基于网络的拓扑,主机可以发现多个接入集中器,然后允许用户选择一个。当发现阶段成功完成,主机和选择的接入集中器都有了他们在以太网上建立PPP连接的信息。直到PPP会话建立,发现阶段一直保持无状态的Client/Server(客户/服务器)模式。一旦PPP会话建立,主机和接入集中器都必须为PPP虚接口分配资源。

  PPPoE协议会话的发现和会话两个阶段具体进程如下。

  1.发现(Discovery)阶段

  在发现(Discovery)阶段中用户主机以广播方式寻找所连接的所有接入集中器(或交换机),并获得其以太网MAC地址。然后选择需要连接的主机,并确定所要建立的PPP会话标识号码。发现阶段有4个步骤,当此阶段完成,通信的两端都知道PPPoESESSION-ID和对端的以太网地址,他们一起唯一定义PPPoE会话。这4个步骤如下。

  (1)主机广播发起分组(PADI),分组的目的地址为以太网的广播地址0×ffffffffffff,CODE(代码)字段值为0×09,SESSION-ID(会话ID)字段值为0×0000。PADI分组必须至少包含一个服务名称类型的标签(标签类型字段值为0×0101),向接入集中器提出所要求提供的服务。

  (2)接入集中器收到在服务范围内的PADI分组,发送PPPoE有效发现提供包(PADO)分组,以响应请求。其中CODE字段值为0×07,SESSION-ID字段值仍为0×0000。PADO分组必须包含一个接入集中器名称类型的标签(标签类型字段值为0×0102),以及一个或多个服务名称类型标签,表明可向主机提供的服务种类。

  (3)主机在可能收到的多个PADO分组中选择一个合适的PADO分组,然后向所选择的接入集中器发送PPPoE有效发现请求分组(PADR)。其中CODE字段为0×19,SESSION_ID字段值仍为0×0000。PADR分组必须包含一个服务名称类型标签,确定向接入集线器(或交换机)请求的服务种类。当主机在指定的时间内没有接收到PADO,它应该重新发送它的PADI分组,并且加倍等待时间,这个过程会被重复期望的次数。

  (4)接入集中器收到PADR分组后准备开始PPP会话,它发送一个PPPoE有效发现会话确认PADS分组。其中CODE字段值为0×65,SESSION-ID字段值为接入集中器所产生的一个唯一的PPPoE会话标识号码。PADS分组也必须包含一个接入集中器名称类型的标签以确认向主机提供的服务。当主机收到PADS分组确认后,双方就进入PPP会话阶段。

  2.PPP会话阶段

  用户主机与接入集中器根据在发现阶段所协商的PPP会话连接参数进行PPP会话。一旦PPPoE会话开始,PPP数据就可以以任何其他的PPP封装形式发送。所有的以太网帧都是单播的。PPPoE会话的SESSION-ID一定不能改变,并且必须是发现阶段分配的值。

  PPPoE还有一个PADT分组,它可以在会话建立后的任何时候发送,来终止PPPoE会话,也就是会话释放。它可以由主机或者接入集中器发送。当对方接收到一个PADT分组,就不再允许使用这个会话来发送PPP业务。PADT分组不需要任何标签,其CODE字段值为0×a7,SESSION-ID字段值为需要终止的PPP会话的会话标识号码。在发送或接收PADT后,即使正常的PPP终止分组也不必发送。PPP对端应该使用PPP协议自身来终止PPPoE会话,但是当PPP不能使用时,可以使用PADT。

ADSL拨号过程简述

  客户机启动拨号程序,发送PADI包,ADSL MODEM回应PADO包,客户机再发送PADR包,ADSLMODEM回应PADS包后建立PPPOE通道,随后客户机进行普通的PPP协议拨号过程,不过PPP数据包都是包装进以太帧中的,拨号成功后客户机和服务器之间建立了PPP通道,ADSLMODEM起到将以太帧转换为PPP包的作用。ADSL虽然是用电话线,但所用频率不是通话用的频率,所以ADSL拨号不影响打电话。通信结束后,会发送PADT断开PPPOE通道。

  

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