PPPOE协议工作原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,PPPoE,协议工作原理,一,.PPP,协议简单介绍,二,.PPPOE,协议出现背景,三,.PPPOE,协议工作原理,四,.PPPOE,帧格式,一,.PPP,协议简单介绍,点对点协议（,PPP,）为在点对点连接上传输多协议数据包提供了一个标准方法。,PPP,最初设计是为两个对等节点之间的,IP,流量传输提供一种封装协议。在,TCP-IP,协议集中它是一种用来同步调制连接的数据链路层协议（,OSI,模式中的第二层），替代了原来非标准的第二层协议，即,SLIP,。除了,IP,以外,PPP,还可以携带其它协议，包括,DECnet,和,Novell,的,Internet,网包交换（,IPX,）,；,PPP,协议包括,3,部分：多,-,网络层封装机制、,LCP(,链路控制,),协议与一系列针对不同网络层协议的,NCP(,网络控制,),协议；,二,.PPPOE,协议出现背景,随着宽带网络技术的不断发展，以,xDSL,、,CableModem,和以太网为主的几种主流宽带接入技术的应用已开展的如火如荼。同时又给各大网络运营商们带来了种种困惑，无论使用哪种接入技术，对于他们而言可盼和可求的是如何有效的管理用户，如何从网络的投资中收取回报，因此对于各种宽带接入技术的收费的问题就变得更加敏感。,在传统的以太网模型中，我们是不存在所谓的用户计费的概念，要么用户能设置,/,获取,IP,地址上网，要么用户就无法上网。,IETF,的工程师们在秉承窄带拨号上网的运营思路（使用,NAS,设备终结用户的,PPP,数据包），制定出了在以太网上传送,PPP,数据包的协议（,Point To PointProtocol Over Ethernet,），这个协议出台后，各网络设备制造商也相继推出自已品牌的宽带接入服务器（,BAS,），它不仅能支持,PPPOE,协议数据报文的终结，而且还能支持其它许多协议。如华为公司的,MA5200,（小,BAS,）和,ISN8850,（大,BAS,）。,PPPoE,报文的格式就是在以太网帧中携带,PPP,报文,与传统的接入方式相比，,pppoe,具有较高的性能价格比，它在包括小区组网建设等一系列应用中被广泛采用，目前流行的宽带接入方式,ADSL,就使用了,pppoe,协议。,adsl,拨号上网用户对,ppoe,一定不陌生，,PPOE,协议提供了在广播式的网络（如以太网）中多台主机连接到远端的访问集中器（我们对目前能完成上述功能的设备为宽带接入服务器）上的一种标准。在这种网络模型中，我们不难看出所有用户的主机都需要能独立的初始化自己的,PPP,协议栈，而且通过,PPP,协议本身所具有的一些特点，能实现在广播式网络上对用户进行计费和管理。为了能在广播式的网络上建立、维持各主机与访问集中器之间点对点的关系，那么就需要每个主机与访问集中器之间能建立唯一的点到点的会话,三,.PPPOE,协议工作原理,PPPOE,协议共,包括,三,个,阶段，即,PPPOE,的发现阶段（,PPPOE Discovery Stage,）,PPPOE,的会话阶段（,PPPOE Session Stage,）,和,PPPOE,的终止阶段（,PPPOE Terminate Stage,）,。,无论是哪一个阶段的数据报文最终会被封装成以太网的帧进行传送。当一个主机希望能够开始一个,PPPOE,会话时，它首先会在广播式的网络（协议中是这样说的，但在实际应用中，可能还要跨跃多点访问的网络，如,ATM,等，从而就形成了,PPPOEOA,的数据包）上寻找一个访问集中器，当然可能网络上会存在多个访问集中器时，对于主机而言则会根据各访问集中器（,AC,，,Access Concentration,）所能提供的服务或用户的预先的一些配置来进行相应的选择,。,当主机选择完了所需要的访问集中器后，就开始和访问集中器建立一个,PPPOE,会话进程。在这个过程中访问集中器会为每一个,PPPOE,会话分配一个唯一的进程,ID,，会话建立起来后就开始了,PPPOE,的会话阶段，在这个阶段中已建立好点对点连接的双方（这种点对点的结构与,PPP,不一样，它是一种逻辑上的点对点关系）就采用,PPP,协议来交换数据报文，从而完成一系列,PPP,的过程，最终将在这点对点的逻辑通道上进行网络层数据报的传送。,1.PPPOE,的发现阶段,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线器（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,会话识别标号。发现阶段有四个步骤，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。这四个步骤如下：,（,1,）主机广播一个发起分组（,PADI,），分组的目的地址为以太网的广播地址,0xffffffffffff,，,CODE,（代码）字段值为,0x09,，,SESSION_ID,（会话,ID,）字段值为,0x0000,。,PADI,包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,0x0101,），向接入集中器提出所要求提供的服务。,PPPoE,会话建立流程,（,2,）接入集中器收到在服务范围内的,PADI,包分组，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,0x07,，,SESSION_ID,字段值仍为,0x0000,。,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,0x0102,），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,0x19,，,SESSION_ID,字段值仍为,0x0000,。,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,包后准备开始,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,0x65,，,SESSION_ID,字段值为接入集中器所产生的一个惟一的,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确认向主机提供的服务。当主机收到,PADS,包确认后，双方就进入,PPP,会话阶段。,2.PPPOE,的,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,包不需要任何标签，其,CODE,字段值为,0xa7,，,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,。,3.PPPOE,的,终止,阶段,四,.PPPOE,帧格式,对应于,上面介绍,的两个,PPPoE,协议会话,的三个,阶段，,PPPoE,帧格式也包括两种类型：发现阶段的以太网帧中的类型字段值为,0x8863,；,PPP,会话阶段的以太网帧中的类型字段值为,0x8864,，均已得到,IEEE,的认可,。,PPPoE,分组中的版本（,VER,）,字段和类型（,TYPE,）字段长度均为,4,比特，在当前版本,PPPoE,建议中这两个字段值都固定为,0x1,。,代码（,CODE,）字段长度为,8,比特，根据两阶段中各种数据包的不同功能而值不同。 在,PPP,会话阶段,CODE,字段值为,0x00,，发现阶段中的各步骤中的各种数据分组格式参见前面介绍。,版本标识号码（,SESSION_ID,）字段长度为,16,比特，在一个给定的,PPP,会话过程中它的值是固定不变的，其中值,0xffffff,为保留值。,长度（,LENGTH,）字段为,16,比特长，指示,PPPoE,净荷长度。发现阶段,PPPoE,载荷可以为空或由多个标记（,TAG,）组成，每个标记都是,TLV,（类型,-,长度,-,值）的结构；,PPP,会话阶段,PPPoE,载荷为标准的点对点协议包。,谢 谢！,