刘京中详解PPP协议课件

,*,From: ,新闻,For: ,分类信息,12.1,任务描述,第,12,章：广域网,PPP,协议封装,某公司下属多个分公司，并且总公司与分公司分别设在不同的城市，总公司与分公司之间的网络通过路由器相连，保持网络连通。现要在路由器上做适当配置，实现公司内部主机相互通信。,12.2,相关知识,第,12,章：广域网,PPP,协议封装,广域网简介,12.2.2,点对点连接（,PPP,）,广域网简介,1.WAN,的概念,WAN,是一种超越,LAN,地理范围的数据通信网络。如图,12.1,所示。,WAN,与,LAN,的不同之处在于：,LAN,连接一栋大楼内或其它较小地理区域内的计算机、外围设备和其它设备，,WAN,则允许跨越更远的地理距离传输数据。此外，企业必须向,WAN,服务提供商订购服务才可使用,WAN,电信网络服务。而,LAN,通常归使用,LAN,的公司或组织所有。,广域网简介,1.WAN,的概念,图,12,.,1 WAN,所处的位置,广域网简介,1.WAN,的概念,WAN,有三大特性，分别是：,（,1,）,WAN,中连接设备跨越的地理区域通常比,LAN,的作用区域更广；,（,2,）,WAN,使用运营商（例如电话公司、电缆公司、卫星系统和网络提供商）提供的服务；,（,3,）,WAN,使用各种类型的串行连接提供对大范围地理区域带宽的访问功能。,广域网简介,2.,应用,WAN,的场所,分区或分支机构的员工需要与总部通信并共享数据。,公司经常需要与其它公司远距离共享信息。例如，软件生产商通常需要与将其产品销售给最终用户的经销商交流产品和促销信息。,经常出差的员工需要访问公司网络信息。,广域网简介,3.WAN,设备,图,12,.,2 WAN,设备,广域网简介,4.WAN,物理层标准,WAN,物理层协议描述连接,WAN,服务所需的电气、机械、操作和功能特性。,WAN,物理层还描述,DTE,和,DCE,之间的接口。,DTE/DCE,接口使用不同的物理层协议，包括,EIA/TIA-232,、,EIA/TIA-449/530,、,EIA/TIA-612/612,、,V.35,、,X.21,等。,广域网简介,5.,数据链路层协议,WAN,要求数据链路层协议建立穿越整个通信线路（从发送设备到接收设备）的链路。,数据链路层协议定义如何封装传向远程站点的数据以及最终数据帧的传输机制。采用的技术有很多种，如,ISDN,、帧中继或,ATM,。最常用的,WAN,数据链路协议有,HDLC,、,PPP,、帧中继和,ATM,等。,广域网简介,6.WAN,封装,从网络层发来的数据会先传到数据链路层，然后通过物理链路传输，这种传输在,WAN,连接上通常是点对点进行的。数据链路层会根据网络层数据构造数据帧，以便可以对数据进行必要的校验和控制。所有,WAN,连接都使用第,2,层协议对在,WAN,链路上传输的数据包进行封装。为确保使用正确的封装协议，必须为每个路由器的串行接口配置所用的第,2,层封装类型。封装协议的选择取决于,WAN,技术和设备。,常用的帧的封装格式有,HDLC,（高级数据链路控制）、,PPP,（点对点）、帧中继、,ISDN,等，不同的帧封装适合应用在不同的场合。,广域网简介,7.WAN,连接方式,WAN,宽带,VPN,电路交换,分组交换,PSTN,ISDN,X.25,帧中继,ATM,租用线：,T1/E1,线路,T3/E3,线路,图,12,.,3 WAN,链路连接方式,私有,公共,专用,交换式,Internet,DSL,、,Cable,有线电视,宽带无线,广域网简介,8.,专用连接链路方式,点对点线路通常向运营商租用，因此叫做租用线路。,租用线路有不同的容量，其价格通常取决于所需的带宽及两个连接点之间的距离。租用线路类型及容量如下：,56kbps,。,64kbps,。,T1,（,1.544Mbps,）美国标准。,E1,（,2.048Mbps,）欧洲标准。,E3,（,34.064Mbps,）欧洲标准。,T3,（,44.736Mbps,）美国标准。,SONET,：一系列高速的物理层技术。,广域网简介,9.,电路交换连接方式,电路交换网络在发送方和接收方之间建立专用连接用于传输语音或数据。要进行通信，必须通过服务提供商网络建立连接。通常有模拟拨号、综合业务数字网等。,10.,分组交换连接,在包交换式网络中，提供商通过配置自己的交换设备产生虚拟电路（,VC,，,Virtual Circuit,）来提供端到端连接。,帧中继、,SMDS,和,X.25,都属于包交换式的广域网技术。,11.Internet,连接方式,宽带连接方案通常用于通过,Internet,将远程工作人员连接到公司站点。这些方案包括电缆、,DSL,和无线。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,点对点协议,(PPP),提供同时处理,TCP/IP,、,IPX,和,AppleTalk,的多协议,LAN,到,WAN,连接。,可用于双绞线、光纤线路和卫星传输链路上。,PPP,可在,ATM,、帧中继、,ISDN,和光纤链路上传输。,在现代网络中，安全性是关键的考虑因素。,PPP,允许您使用口令验证协议,(PAP),或更有效的挑战握手验证协议,(CHAP),。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,利用串行连接，信息通过一条导线发送时，每次发送一个位。大多数,PC,上的,9,针串行连接器使用两个环路进行数据通信，每个方向一个环路，其它导线则用于控制信息的流动。在任意指定的方向上，数据都只在一根导线上流动。,1.,串行通信,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,串行通信标准,RS-232,V.35,HSSI:,1.,串行通信,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,3.,数据终端设备和数据通信设备,数据终端设备（,DTE,）是指用于用户网络接口的用户端的设备，它充当信源、目的地或两者。,DTE,通过数据通信设备（,DCE,）连接到网络。,DCE,提供了到网络的物理连接，提供时钟信号用于同步,DCE,和,DTE,之间的数据传输，把转发数据流。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,3.,数据终端设备和数据通信设备,（,1,）,DTE-DCE,从,WAN,连接的角度来看，串行连接的一端连接的是,DTE,设备，另一端连接的是,DCE,设备。两个,DCE,设备之间的连接是,WAN,服务提供商传输网络。在这种情况下：,CPE,通常是路由器，也就是,DTE,。如果,DTE,直接连接到服务提供商网络，那么,DTE,也可以是终端、计算机、打印机或传真机。,DCE,通常是调制解调器或,CSU/DSU,，,DCE,设备用于将来自,DTE,的用户数据转换为,WAN,服务提供商传输链路所能接受的格式。此信号由远程,DCE,接收，远程,DCE,将信号解码为位序列。然后，远程,DCE,将该序列传送到远程,DTE,。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,3.,数据终端设备和数据通信设备,（,2,）电缆标准,两种不同类型的电缆：一种用于将,DTE,连接到,DCE,，另一种用于直接互连两个,DTE,。,串行通信标准,EIA/TIA-232,EIA/TIA-449,V.35,X.21,EIA/TIA-530,智能串行电缆,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,3.,数据终端设备和数据通信设备,（,2,）电缆标准,两种不同类型的电缆：一种用于将,DTE,连接到,DCE,，另一种用于直接互连两个,DTE,。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,3.,数据终端设备和数据通信设备,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,4.HDLC,封装,第,2,层,WAN,封装协议,HDLC,PPP,串行线路,Internet,协议,(SLIP),X.25/,平衡式链路接入协议,(LAPB),帧中继,ATM,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,4.HDLC,封装,HDLC,采用同步串行传输，可以在两点之间提供无错通信。,HDLC,定义的第,2,层帧结构采用确认机制进行流量控制和错误控制。每个帧的格式都相同，无论是数据帧还是控制帧。,HDLC,是根据,20,世纪,70,年代提出的同步数据链路控制,(SDLC),标准开发的。,HDLC,同时提供面向连接的服务和无连接服务。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,4.HDLC,封装,（,3,）配置,HLDC,封装,CiscoHDLC,是,Cisco,设备在同步串行线路上使用的默认封装方法。,在连接两个,Cisco,设备的租用线路上，可以使用,Cisco HDLC,作为其点对点协议。如果连接的不是,Cisco,设备，则应使用同步,PPP,。,如果已更改默认封装方法，则可以在特权模式下使用,encapsulation hdlc,命令重新启用,HDLC,。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,4.HDLC,封装,步骤,1,：进入串行接口的接口配置模式。,Router(config)#interface,serial 0/0/0,步骤,2,：输入,encapsulation hdlc,命令指定接口的封装协议。,Router(config-if)# encapsulation,hdlc,步骤,3,：查看串行接口的封装配置,routera#show,interfaces serial 0/0/0,Serial0/0/0 is up, line protocol is up (connected),Encapsulation HDLC, loopback not set, keepalive set (10 sec),0x81084AC0,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,4.HDLC,封装,routera#,show,controllers serial 0/0/0,Interface Serial0/0/0,Hardware is PowerQUICC MPC860,DCE V.35, clock rate 64000,idb at 0x81081AC4, driver data structure at 0x81084AC0,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,5. PPP,协议,HDLC,是连接两台,Cisco,路由器的默认串行封装方法。,Cisco,版本的,HDLC,是专有版本，它增加了一个协议类型字段。因此，,Cisco HDLC,只能用于连接其它,Cisco,设备。但是，在需要连接非,Cisco,路由器时，应该使用,PPP,封装。,（,1,）,PPP,简介,PPP,封装能够与最常用的支持硬件兼容。,PPP,对数据帧进行封装以便在第,2,层物理链路上传输。,PPP,使用串行电缆、电话线、中继,(trunk),线、手机、专用无线链路或光缆链路建立直接连接。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,2,）,PPP,主要组件：,PPP,包含三个主要组件：,用于在点对点链路上封装数据报的,HDLC,协议。,用于建立、配置和测试数据链路连接的可扩展链路控制协议,(LCP),。,用于建立和配置各种网络层协议的一系列网络控制协议,(NCP),。,PPP,允许同时使用多个网络层协议。较常见的,NCP,有,Internet,协议控制协议、,Appletalk,控制协议、,Novell IPX,控制协议、,Cisco,系统控制协议、,SNA,控制协议和压缩控制协议。,5. PPP,协议,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,IP,IPX,第,3,层,协议,图,12,.,7 WAN,分层架构,同步或异步物理介质,身份验证和其他选项,链路控制协议,IPCP IPXCP,其它协议,网络控制协议,PPP,网络层,数据链路层,物理层,OSI,5. PPP,协议,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,4,）建立,PPP,会话,PPP,会话阶段,链路建立和配置协商,链路质量确认（可选）,网络层协议配置协商,5. PPP,协议,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,5,）,PPP,配置选项,对,PPP,进行配置，使之支持各种功能，包括：,使用,PAP,或,CHAP,验证身份；,使用,Stacker,或,Predictor,进行压缩；,合并两个或多个通道以增加,WAN,带宽的多链路。,5. PPP,协议,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,6,）,PPP,配置命令,封装,PPP,协议。,Router(config-if)#encapsulation,ppp,要使用,PPP,封装，必须给路由器配置,IP,路由选择协议。,设置压缩算法。,Router(config-if)#compress,predictor| stac| MPPC,Cisco,路由器支持,stacker,、,predictor,和,MPPC,压缩。,链路质量监视。,Router(config-if)#ppp quality,percentage,5. PPP,协议,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,6. PPP,身份验证协议,PPP,身份验证协议,密码验证协议（,Password Authentication Protocol,，,PAP,）,询问握手验证协议（,Challenge Handshake Authentication Protocol,，,CHAP,）,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,1,）密码验证协议,如图,12.8,所示，密码验证协议利用双向握手信号的简单方法建立远端节点的验证。在,PPP,链路建立阶段完成后，远端节点会通过链路反复传送用户名和密码到路由器直到验证完成确认，否则连接被终止。,远程路由器,R3,中心路由器,用户名：,R1,密码：,cisco,PAP,双向握手,图,12.8,密码验证协议,接受,/,拒绝,R1,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,1,）密码验证协议,PAP,并不是一个功能很强大的验证协议，并且验证过程不是很安全，密码在链路上是以明文传输的，如果在线路上设置一个协议分析仪就能看到用户口令。并且此验证协议不能提供回放（,Playback,）模仿（通过连接到线路上的捕获数据包一起就可以捕获带有用户名和密码的数据包，然后就可以通过回放这个被捕获的用户名和密码登录到网络上）或重复尝试型攻击的保护。远端节点能控制验证重试的频率和时间。,如果对安全接入控制有较高的要求，就应该采用,CHAP,验证方式。只有当,PAP,是远程节点唯一支持的验证方式时，才使用,PAP,。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,2,）询问握手验证协议,远程路由器,中心路由器,挑战,响应,CHAP,三次握手,图,12.9,询问握手验证协议,接受,/,拒绝,R1,R3,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,（,2,）询问握手验证协议,CHAP,通过三次握手验证对等体的身份。是一种比,PAP,更强大的身份验证方法。,CHAP,验证过程如图,12.9,所示。,在,PPP,链路建立阶段完成后，本地路由器向远程接点发送一个“挑战”信息，远端节点用密码和单向散列函数（典型为,MD5,）对挑战信息进行计算，会产生一个回应的计算结果值返回给本地路由器。本地路由器将该结果与根据它本身按同样方法计算出来的结果值进行比较来检验回应，如果两个值相互匹配则验证通过，否则连接中断。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,7.,配置,PPP,身份验证,（,1,）启用,PPP,封装，将其作为接口的第,2,层协议。,router#config terminal,Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.,router(config)#interface,serial 0/0/0,router(config-if)#encapsulation,ppp,（,2,）配置路由器的主机名以标识路由器。要指定主机名，可在全局配置模式下使用命令,hostname name,。该名称必须与与链路另一端的对等路由器上配置的某个用户名相同。,11.2.2,点对点连接（,PPP,）,7.,配置,PPP,身份验证,（,3,）配置用户名和密码以便验证,PPP,对等体的身份。,在每台路由器使用全局配置命令,username,name,password,0|7,password,定义远程路由器的用户名和密码。,其中：,Name,：是远程路由器的主机名，区分大小写。,Password,：在,Cisco,路由器上，连接双方的密码必须相同。,（,4,）使用接口配置命令使用身份验证方法,要在接口上指定使用身份验证方法（,chap,和,pap,）的顺序，可使用接口配置命令：,routera(config-if)#,ppp authentication,pap | chap | pap chap |chap pap,（,5,）排除,PPP,身份验证配置故障,在特权模式下使用,debug ppp authentication,命令。,12.3,方案设计,针对客户提出的要求，公司网络工程师计划通过广域网端口,s0/0,连接总公司与公司间网络，我们将分公司两台路由器通过,serial,接口与总公司的路由器的,Serial,接口相连接。分别对路由器的端口分配,IP,地址，并配置,PPP,协议和静态路由协议，这样，对总公司与公司网内的主机设置,IP,地址及网关后就可以相互通信了。,12.4,任务实施,12.4.1,项目任务,为了实现本项目，搭建如图,12.10,所示的网络实训环境，完成如下的配置任务,（,1,）配置,PPP,封装。,（,2,）配置,CHAP,验证。,（,3,）配置,CHAP,验证；,12.4,任务实施,12.4.1,项目任务,图,12.10,配置串行链路上,PPP,封装及验证,PC21,S0/0/0,S0/0/0,F0/0,F0/0,PC31,A,C,B,S0/0/1,S0/0/0,PC11,F0/0,12.4,任务实施,12.4.2,设备清单,为了构建如图,12. 10,所示的网络实训环境，需要如下网络设备：,（,1,）,Cisco2811,路由器（,3,台）；,（,2,）,Cisco Catalyst 2960,交换机（,3,台）；,（,3,）,PC,机,3,台；,（,4,）双绞线（若干根）；,12.4,任务实施,步骤,1,：规划设计,（,1,）规划各路由器名称，各接口,IP,地址、子网掩码如表,12-1,所示。,部门,路由器名称,接口,IP,地址,子网掩码,描述,总公司,Routera,S0/0/0,192.168.100.1,255.255.255.0,Routerb-s0/0/0,S0/0/1,192.168.200.1,255.255.255.0,Routerc-s0/0/0,F0,0,192.168.10.1,255.255.255.0,Lan10,分公司,1,RouterB,S0/0/0,192.168.100.2,255.255.255.0,Routera-s0/0/0,f0/0,192.168.20.1,255.255.255.0,Lan20,分公司,2,Routerc,S0/0/0,192.168.200.2,255.255.255.0,Routera-s0/0/1,f0/0,192.168.30.1,255.255.255.0,Lan30,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,（,2,）规划各计算机的,IP,地址、子网掩码和网关如表,12-2,所示。,计算机,IP,地址,子网掩码,网关,PC11,192.168.10.10,255.255.255.0,192.168.10.1,PC21,192.168.20.10,255.255.255.0,192.168.20.1,PC31,192.168.30.10,255.255.255.0,192.168.30.1,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,步骤,2,：实训环境准备,（,1,）,硬件连接。,在路由器、交换机和计算机断电的状态下，按照图,12.10,连接硬件。,（,2,）给各设备供电,步骤,3,：,按照表,12-2,所列设置各计算机的,IP,地址、子网掩码、默认网关。,步骤,4,：清除各路由器配置（略）,步骤,5,：测试网络连通性,使用,ping,命令分别测试,PC11,、,PC21,、,PC31,这,3,台计算机之间的连通性。,步骤,6,：按照项目,3,配置路由器,A,、,B,、,C,。（略）,配置完成后，,PC11,、,PC21,、,PC31,这,6,台计算机之间应该是互通的。,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,步骤,7,：查看路由器的串行接口的状态,routera#,show ip interface,brief,routera#,show interfaces,serial 0/0/0,routerb#,show interfaces,serial 0/0/0,routerc#,show interfaces,serial 0/0/0,步骤,8,：封装不带认证的,PPP,协议,（,1,）配置,PPP,封装,routera(config)#,interface,serial 0/0/0,routera(config-if)#,encapsulation,ppp,routera(config-if)#exit,routera(config)#,interface,serial 0/0/1,routera(config-if)#,encapsulation,ppp,routerb(config)#,interface,serial 0/0/0,routerb(config-if)#,encapsulation,ppp,routerc(config)#,interface,serial 0/0/0,routerc(config-if)#,encapsulation,ppp,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,（,2,）查看各串行接口的封装,routera#show interfaces s0/0/0,routerb#show interfaces s0/0/0,routerc#show interfaces s0/0/0,（,3,）使用,ping,命令分别测试,PC11,、,PC21,、,PC31,这,3,台计算机之间的连通性。,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,步骤,9,：封装带,PAP,认证的,PPP,协议,（,1,）配置,PPP,封装,routera(config)#,interface,serial,0/0/0,routera(config-if)#,encapsulation,ppp,routera(config-if)#,ppp authentication,pap,routera(config-if)#,ppp pap sent-username,routera,password,router,routera(config-if)#,no shutdown,routera(config-if)#,interface,serial 0/0/1,routera(config-if)#,encapsulation,ppp,routera(config-if)#,ppp authentication,pap,routera(config-if)#,ppp pap sent-username,routera,password,router,routera(config-if)#,no shutdown,routera(config-if)#,exit,routera(config)#,username,routerb,password,router,routera(config)#,username,routerc,password,router,routera(config)#,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,routerb(config)#,interface,serial 0/0/0,routerb(config-if)#,encapsulation,ppp,routerb(config-if)#,ppp authentication,pap,routerb(config-if)#,ppp pap sent-username,routerb,password,router,routerb(config-if)#,no shutdown,routerb(config-if)#,exit,routerb(config)#,username,routera,password,router,routerb(config)#,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,routerc(config)#,interface,serial 0/0/0,routerc(config-if)#,encapsulation,ppp,routerc(config-if)#,ppp authentication,pap,routerc(config-if)#,ppp pap sent-username,routerc,password,router,routerc(config-if)#,no shutdown,routerc(config-if)#exit,routerc(config)#,username,routera,password,router,routerc(config)#,（,2,）使用,ping,命令分别测试,PC11,、,PC21,、,PC31,这,3,台计算机之间的连通性。,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,步骤,10,：封装带,CHAP,认证的,PPP,协议,（,1,）配置,PPP,封装,routera(config)#,interface,serial 0/0/0,routera(config-if)#,encapsulation,ppp,routera(config-if)#,ppp authentication,chap,routera(config-if)#,no shutdown,routera(config-if)#,interface,serial 0/0/1,routera(config-if)#,encapsulation,ppp,routera(config-if)#,ppp authentication,chap,routera(config-if)#,no shutdown,routera(config-if)#,exit,routera(config)#,username,routerb,password,router,routera(config)#,username,routerc,password,router,12.4.3,实施过程,12.4,任务实施,routerb(config)#,interface,serial 0/0/0,routerb(config-if)#,encapsulation,ppp,routerb(config-if)#,ppp authentication,chap,routerb(config-if)#,no shutdown,routerb(config-if)#,exit,routerb(config)#,username,routera,password,router,routerb(config)#,routerc(config)#,interface,serial 0/0/0,routerc(config-if)#,encapsulation,ppp,routerc(config-if)#,ppp authentication,chap,routerc(config-if)#,no shutdown,routerc(config-if)#exit,routerc(config)#,username,routera,password,router,routerc(config)#,12.4.3,实施过程,1.2,相关知识,12.4,任务实施,12.4.3,实施过程,（,2,）使用,ping,命令分别测试,PC11,、,PC21,、,PC31,这,3,台计算机之间的连通性。,步骤,11,：配置路由器口令，然后进行远程登录。,步骤,12,：保存配置文件,步骤,12,：清除路由器的配置,习题,二、复习题,1. PPP,和,HDLC,相比的优势是什么？,2,PPP,和,CHAP,是如何工作的？,3. Cisco,路由器串行接口的默认第,2,层封装是什么,?,4.,如何启用,PPP,封装？,5. PPP,有哪两种身份验证方式？哪种方式以明文的方式发送的？,6.,如果同时启用了,PAP,和,CHAP,，将首先尝试哪种方法？,7.,哪条命令用于查看封装配置？,习题,三、实训题,1.,某公司是一家国内企业，经过多年的发展，成为一家著名的跨国公司，分别在国内、国外各设有,3,家分公司。逐步建成了如图,12.11,所示的计算机广域网。,公司决定国内部分路由器与公司分布路由器之间的广域网链路的连接，必须封装,PPP,，并配置,PAP,或,Chap,认证。国外,E1,、,E2,两地的网络连接到公司总部，,E3,连接到分公司,B,。要求封装,PPP,，并配置,CHAP,认证。,自己规划设计，达到国内和国外总公司与分公司网络互联互通。,（,1,）各路由器接口子网地址；,（,2,）国内、国外各部门资望划分；,（,3,）采用静态路由；,（,4,）采用动态路由协议。,习题,