华为培训 PPP协议和PPP0E协议

课程BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0HuaweiTechnologiesBA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0目录i目录课程说明.......................................................................................................................................1课程介绍.......................................................................................................................................1课程目标.......................................................................................................................................1第1章概述...................................................................................................................................2第2章PPP协议..........................................................................................................................8第3章PPPOE协议...................................................................................................................48附录缩略词表............................................................................................................................74BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0课程说明1课程说明课程介绍本教材为宽带产品工程师培训公共课程。本课程介绍PPP协议和PPPOE协议。课程目标完成本课程学习，学员能够：了解SLIP协议的基本原理。掌握PPP协议的基本原理。掌握LCP协议和NCP协议数据报文的交换过程。掌握PPPOE协议的基本原理。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第1章概述2第1章概述PPPOE协议PPP协议SLIP协议内容提要BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第1章概述3IP数据报文+END字符=SLIP数据帧定义：SLIP是在串行线路上对IP数据报进行封装的简单协议。SLIP协议的定义SLIP数据帧格式：SLIP的全称是SerialLineIP，出现在80年代中期，并被使用在BSDUNIX主机和SUN的工作站上。因为SLIP简单好用，所以后来被大量使用在线路速率从1200bps到19.2Kbps的专用线路和拨号线路上互连主机和路由器，到目前为止仍有大部分UNIX主机保留对该协议的支持。在80年代末90年代初期，被广泛用于家庭中每台有RS232串口的计算机和调制解调器连接到Internet。SLIP的帧格式由IP包加上END字符组成。通过在被发送IP数据报的尾部增加特殊的END字符（0xC0）从而形成一个简单的SLIP的数据帧，而后该帧会被传送到物理层进行发送。为了防止线路噪声被当成数据报的内容在线路上传输，通常发送端在被传送数据报的开始处也传一个END字符。如果线路上的确存在噪声，则该数据报起始位置的END字符将结束这份错误的报文，这样当前正确的数据报文就能正确的传送了，而前一个含有无意义报文的数据帧会在对端的高层被丢弃。END是判断一个SLIP帧是否结束的标志。如果要传送的IP包中正好有一个字符0xc0要传送，为了避免它被当作END字符，要用连续的两个字节0xdb和0xdc来代替它。如果要传送的是0xdb，那么就用连续传输两个字节0xdb和0xdd来代替它。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第1章概述4IPIPXAppleTalk路由器A路由器BSLIP链路IPIPXAppleTalkSLIP协议的缺点（一）SLIP只支持IP协议，对IPX等缺乏支持。并且，由于帧格式中没有类型字段，致使如果一条串行线路如果用于SLIP，就不能同时使用其它协议。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第1章概述501010101111100011100NoiseHello01010101000100011100Heolo123有误重传4路由器A路由器BSLIP协议的缺点（二）SLIP不提供纠错机制，错误只能依靠上层协议实现。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第1章概述6路由器A路由器B192.168.0.1/24192.168.0.2/24SLIP链路路由器B的互连IP是多少？打个电话问问我的地址是192.168.0.2/24，那你的地址是多少？还要通过这么原始的方式来获知对方的IP地址SLIP协议的缺点（三）SLIP帧的封装格式非常简单，通信双方无需在数据报发送前协商任何配置参数选项（在PPP协议中需协商配置参数选项），所以双方IP层通信前必需先获知对方的IP地址，才能进行网络层的通信，否则链路层发送的数据帧在被送到对方网络层时将无法进行转发。正是由于上面的诸多缺点，导致了SLIP很快的被后面要讲的PPP协议所替代。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第1章概述7小节SLIP是一种仅能在点对点的链路上封装IP数据报的协议SLIP的帧格式为IP数据报c0SLIP不支持IP地址的协商BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第2章PPP协议8第2章PPP协议PPPOE协议PPP协议SLIP协议内容提要BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第2章PPP协议9PPP协议的定义：PPP协议提供了一种标准的方式在点对点的链路上传输多种网络层协议的数据报。PPP协议与协议栈的对应关系物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层PPP协议PPP协议简介BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第2章PPP协议10支持点到点的连接，不同于X.25、framerelay等数据链路层协议，具有CHAP、PAP验证协议，更好的保证了网络的安全性。PPP的物理层既支持数据为8位和无奇偶校验的异步模式，还支持面向比特位的同步链接，如framerelay必须为同步电路。PPP有针对不同网络层的网络控制协议，如大家熟知的IPCP,IPXCP。同样类似于SLIP协议，它也允许双方协商是否对报文首部进行压缩。PPP协议的特点BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第2章PPP协议11PPP协议的三组件多协议数据报的封装方式PPP协议的链路控制协议LCPPPP协议的网络控制协议NCPPPP协议主要包括三部分：LCP（LinkControlProtocol）链路控制协议、NCP（NetworkControlProtocol）和PPP的扩展协议（如MultilinkProtocol）。随着网络技术的不断发展，网络带宽已不再是瓶颈，所以PPP扩展协议的应用也就越来越少，因此往往人们在叙述PPP协议时经常会忘记它的存在。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第2章PPP协议12校验标志标志地址信息域控制协议域1B1B2B缺省1500B7EFF031B2B1B7EPPP的数据帧格式我们在提及PPP协议的报文封装格式时，不可不先提一下HDLC协议。HDLC也是最常用的数据链路层协议，它是从SDLC协议衍进过来的，许多常用的数据链路层协议的封装方式都是基于HDLC的封装格式的，同样PPP协议也不例外，它也采用了HDLC的定界帧格式。以下为对PPP数据帧封装格式的一点说明：每一个PPP数据帧均是以一个标志字节起始和结束的，该字节为0x7E。紧接在起始标志字节后的一个字节是地址域，该字节为0xFF。我们熟知网络是分层的，且对等层之间进行相互通信，而下层为上层提供服务。当对等层进行通信时首先需获知对方的地址，而对不同的网络，在数据链路层则表现为需要知道对方的MAC地址、X.121地址、ATM地址等；在网络层则表现为需要知道对方的IP地址、IPX地址等；而在传输层则需要知道对方的协议端口号。例如如果两个以太网上的主机希望能够通信的话，首先发送端需获知对端的MAC地址。但由于PPP协议是被运用在点对点的链路上的特殊性，它不像广播或多点访问的网络一样，因为点对点的链路就可以唯一标示对方，因此使用PPP协议互连的通信设备的两端无须知道对方的数据链路层地址，所以该字节已无任何意义，按照协议的规定将该字节填充为全1的广播地址。同地址域一样，PPP数据帧的控制域也没有实际意义，按照协议的规定通信双方将该字节的内容填充为0x03。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第2章PPP协议13就PPP协议本身而言，我们最关心的内容应该是它的协议域和信息域。协议域可用来区分PPP数据帧中信息域所承载的数据报文的内容。协议域的内容必须依据ISO3309的地址扩展机制所给出的规定。该机制规定协议域所填充的内容必须为奇数，也即是要求低字节的最低位为“1”，高字节的最低位为“0”。如果当发送端发送的PPP数据帧的协议域字段不符合上述规定，则接收端会认为此数据帧是不可识别的，那么接收端会向发送端发送一个Protocol-Reject报文，在该报文尾部将完整地填充被拒绝的报文。信息域缺省时最大长度不能超过1500字节，其中包括填充域的内容，1500字节大小等于PPP协议中配置参数选项MRU（MaximumReceiveUnit）的缺省值，在实际应用当中可根据实际需要进行信息域最大封装长度选项的协商。信息域如果不足1500字节时可被填充，但不是必须的，如果填充则需通信双方的两端能辨认出有用与无用的信息方可正常通信。说明：MRU表示本端接收到的PPP数据帧的数据域的最大值。通常情况下这个参数选项使用默认值（1500字节），因此在Config-Request报文中双方都不会携带这个配置参数选项。当在某些特殊应用中，可能会使用到小于1500字节或大于1500字节的情况，这时在Config-Request报文就会携带要协商的MRU配置参数选项值。CRC校验域主要是对PPP数据帧传输的正确性进行检测的，当然在数据帧中引入了一些传输的保证机制是好的，但可以反过来说，同样我们会引入更多的开销，这样可能会增加应用层交互的延迟。BA000003PPP协议和PPP0E协议ISSUE1.0第2章PPP协议14校验IP数据报文0x0021校验LCP数据报文0xC021校验NCP数据报文0x8021协议域长度为2个字节，主要用来指明信息域中使用的协议类型。该域的结构与ISO3309地址域扩展机制一致。PPP数据帧所承载的几种常见的报文为了能适应复杂多变的网络环境，PPP协议提供了一种链路控制协议来配置和测试数据通信链路，它能用来协商PPP协议的一些配置参数选项；处理不同大小的数据帧；检测链路环路、一些链路的错误；终止一条链路。PPP的网络控制协议根据不同的网络层协议可提供一族网络控制协议(NCP)，常用的有提供给TCP/IP网络使用的IPCP网络控制协议；提