PPP协议运行原理(三)

无论使用PAP还是CHAP,只要通过对端的验证,PPP协商就进入到第三阶段了——网络控制协商(NCP)阶段。本阶段NCP负责建立并配置IP、IPX、AppleTalk等网络层协议,以及建立并中断多种第三层协议会话。
如果大家对前面讲到的通信两端LCP协商的流程和四种链路配置报文结构有所了解的话,那么对于PPP协议的另一个子层——NCP子层的协商也就很容易理解了。NCP是PPP协议的另一个子层,该子层的主要作用就是在通信两端协商网络层的参数,比如IP地址、DNS等参数。因为PPP协议支持多协议栈(IP协议栈、IPX协议栈、AppleTalk协议栈),所以在各个协议栈中PPP的NCP的名称都不一样,比如在IP协议栈中NCP称为IPCP,在IPX协议栈中,NCP称为IPXCP,而在AppleTalk协议栈中NCP称为APCP。假设这里PPP协议工作在TCP/IP协议栈。接下来我们看看PPP协议在第三阶段是如何使用IPCP协商网络层的参数的。
双方在IPCP协商阶段与LCP协商一样通常也会使用到前面提到的四种链路配置报文,只不过这四种报文此时是需要被IPCP封装:
IPCP Config-Request (配置请求)
IPCP Config-Ack (配置确认)
IPCP Config-NAK (配置非确认)
IPCP Config-Reject (配置拒绝)
那IPCP协商主要是协商网络层的哪些参数呢?我们先看 IPCP Config-Request(IPCP配置请求报文)结构:
Code :ConfigurationRequest (0x01)
Identifier :0x05
Length :34
Options :(30 bytes)
IP address :0.0.0.0
Primary DNS server IPaddress :0.0.0.0
Primary WINS serverIP address :0.0.0.0
Secondary DNS serverIP address :0.0.0.0
Secondary WINS serverIP address :0.0.0.0
该报文中的字段含义请参考前面LCP报文字段的解释。从Configuration Request报文中可以看出,发送方需要和对方协商的参数是IP地址、Primary DNS server IP address(主DNS服务器IP地址)、Primary WINS server IP address(主WINS服务器IP地址)、Secondary DNS server IP address(辅助DNS服务器IP地址)、Secondary WINS server IP address(辅助WINS服务器IP地址)。
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IPCP Config-Reject (IPCP配置拒绝报文)结构:
Code :ConfigurationReject(0x04)
Identifier :0x05
Length :16
Options :(12 bytes)
Primary WINS serverIP address :0.0.0.0
Secondary WINS serverIP address :0.0.0.0
从这个接收方回复的IPCP Config-Reject(配置拒绝)报文中可以看出,接收方对于发送方需要协商的两项参数(Primary WINS server IP address:0.0.0.0和Secondary WINS server IP address:0.0.0.0)是不认可的。我们继续看接下来的协商。
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IPCP Config-NAK (IPCP配置非确认报文)结构:
Code :ConfigurationNak (0x03)
Identifier :0x06
Length :22
Options :(18 bytes)
IP address :113.232.89.224
Primary DNS server IPaddress :202.96.64.68
Secondary DNS serverIP address :202.96.69.38
该报文也是接收方回复的报文,从报文中我们看到接收方对于发送方协商的IP address、Primary DNS server IP address和Secondary DNS server IP address这三项参数没有异议,但对这三个参数中的具体内容并不认同,所以将这三个参数中的具体内容进行更改(由“0.0.0.0”改为具体的IP地址)。以上协商完成后,发送方应最后发送一个IPCP Config-Ack(配置确认)报文进行确认以上协商的选项参数。
IPCP Config-Ack (IPCP配置确认报文)结构如下:
Code :ConfigurationAck (0x02)
Identifier :0x07
Length :22
Options :(18 bytes)
IP address :113.232.89.224
Primary DNS server IPaddress :202.96.64.68
Secondary DNS serverIP address :202.96.69.38
该报文的“Code”字段表明这是一个确认报文,PPP连接的发起者得到的IP地址是:113.232.89.224,得到的主DNS服务器的IP是:202.96.64.68,辅助DNS服务器的IP是:202.96.69.38。至此 IPCP协商完成。发送方IPCP进程的结束标志着PPP连接的完成,同时PPP也为承载网络层的IP数据包做好了链路层的准备工作。
一条PPP链路搭建好了之后,对该链路的维护工作也是必不可少的。本篇文章的开头部分我就介绍了,从链路的建立、维护到终止LCP协商基本上要使用到三类报文:
链路配置报文
链路维护报文
链路终止报文
现在我简单介绍一下LCP协商使用的第二类报文——“链路维护报文”。顾名思义,该报文是用于LCP协商成功后链路两端连接的维护工作的。链路的两端成功进行LCP协商之后,双方会周期性地向对方发送这种“链路维护报文”。该报文是 请求——响应 这种模式的。报文的名称和结构如下:
LCP Echo Request (LCP 回馈请求,目的就是询问对端是否一切正常)报文结构:
Code :EchoRequest (0x09)
Identifier :0x01
Length :12
Magic number :0x0111a51f
Message (4 bytes)
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LCP Echo Replay(LCP 回馈应答)报文结构:
Code :EchoReply (0x0a)
Identifier :0x01
Length :12
Magic number :0x00158d83
Message (4 bytes)
从这两个报文可以看出双方是依靠各自生成的“Magic number (魔术字)”来进行交互的,而且在双方周期性发送的这两个报文中,各自的魔术字(魔术字的作用简单说就是可以防止LCP链路出现环路)是不改变的。
最后再来说说PPP运行的第四阶段——PPP链路终止阶段。PPP链路终止阶段使用的是“链路终止报文”。该报文在PPP链路被拆除时使用。当通信双方中的某一方完成了数据传输后想断开PPP连接时,会通过LCP协议向对端发送链路终止报文——Terminal Request报文。
该报文结构如下:
Code :TerminalRequest (0x05)
Identifier :0x02
Length :4
同样,接收方收到Terminal Request报文后会回应一个链路终止确认报文,该确认报文结构如下:
Code :TerminalAck (0x06)
Identifier :0x02
Length :4
我们注意到这两个报文中都已没有了“Options(选项)”字段,只有“报文名称”、“Identifier(标识)”和“Length(报文长度)”三个字段了。可以看出与LCP链路的建立相比,链路的终止过程要简单得多了。关于PPP协议在设备中的配置,大家可参考另一篇文档——PPP配置。

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