PPP、PPPoE、VPDN、L2TP简介

PPP（Point to Point Protocol，点对点拨号协议）

• 一种具有身份校验、动态IP分配等功能的点对点拨号协议（通过其定义的LCP、CHAP、IPCP等类型报文交互实现）。
• 因为IP协议无法直接在模拟信号中进行传输（需要进行调制解调），但PPP协议能直接应用在点对点链路上，同时其支持多种网络传输介质，比如电话线、无线信号、串口等等，所以通常会使用PPP协议来封装IP协议，这样便能使IP协议也能在点对点链路上传输。
  
  • 比如原来很早的电话拨号上网，电话拨号成功后，ISP便在用户Modern和ISP Modern之间通过电话线路构建了一条点对点物理链路，也即“用户计算机 –> 用户Modern –电话线–> ISP Modern –> 接入服务器 “，然后将IP报文通过PPP协议封装封装成PPP帧，便可通过电话线传输出去，同时PPP协议又具有拨号等功能，所以被运营商广泛使用。
• 协议的实现方式简单来说就是在一个正常的IP报文前面添加一个PPP头部，这样即可完整保留最原始的IP报文，又能通过这个头部实现相关的协议控制，同时因为其已经是运行在点对点链路上，所以PPP协议是没有任何的寻址功能（因为链路本身已经决定报文从哪里来，到哪里去）。
• 总结PPP协议就是一种可在点对点链路上使用的拨号协议，能提供拨号业务所需的基各种功能，且其具有能在多种物理介质上传输的特点，早期已被运营商广泛应用于其宽带业务中。

PPPoE（Point to Point Protocol Over Ethernet， 以太网上的PPP协议）

• 是一种将以太网技术和PPP协议相结合而产生的一种新协议，就是在以太网上运行的PPP协议。
• 为什么会将这两种技术相结合？
  
  • 一方面是因为老式网络的各种缺点（信道独占、部署复杂等），而后因为以太网技术的出现以及其广泛应用（简单易用、成本低等优点），运营商自然希望将能以太网接入的方式延伸到用户端。
  • 另一方面为了继续提供宽带拨号业务，所以自然会想到使用已经十分成熟的PPP协议。
  • 但PPP协议是一种点对点协议（点对点指的是一个节点出去只能访问到另一个指定的节点，且这个节点是固定的），而以太网是一个多路访问网络（也即一个节点出去能够访问到多个不同的节点，通过MAC地址标识不同的节点），同时PPP协议又必须运行在已经是点对点的链路上，所以PPP协议肯定是不能直接运用于以太网上的。
  • 所以为了处理这种矛盾，便又发明了一种新的协议，也即PPPoE协议，其使用太网头来封装PPPoE头，再由PPPoE头来封装PPP头，这样便可通过PPPoE协议帮助PPP协议在以太网上来建立一条虚点对点链路，便可使PPP协议也在以太网上使用。
• 协议的实现方式简单来说就是在一个正常的PPP报文前面再添加了一个PPPoE头（用于实现PPPoE协议的一些其他功能），以及一个以太网头（用于二层转发）。
• 总结PPPoE也是一种宽带拨号协议，因为封装了PPP协议，自然也拥有PPP协议的所有功能，同时又可在以太网上传输，现在的宽带拨号基本都是使用该协议。

BRAS（Broadband Remote Access Server，宽带远程接入服务器）

• 面向宽带网络应用的新型接入网关，主要用于终结用户的PPPoE连接，以及与认证、计费等系统配置实现相关的功能。
• 总结BRAS就是运营商提供宽带拨号服务的大型服务器。

VPDN（Virtual Private Dial-up Networks，虚拟专用拨号网业务）

• 一种基于拨号方式接入的VPN业务，具体实现便是采用隧道技术（主要有三种：PPTP、L2F、L2TP）。
• 总结VPDN是一种拨号VPN业务的统称。

L2TP（Layer 2 Tunneling Protocol，第二层隧道协议）

• 是VPDN业务中所使用隧道协议中的一种（使用最广泛的一种）。
• 在VPDN业务中，L2TP协议通常是用于承载PPP协议，也即是以PPP帧作为L2TP协议的payload，通过L2TP协议构建的隧道来传输PPP帧（隧道便相当于一个点对点链路），这样便延长了PPP帧可以到达的终点，同时因为传输了PPP帧，自然就可以利用PPP协议完成VPDN业务中的拨号等功能。
• 协议的实现方式简单来说就是在一个正常的PPP报文前面再添加了一个L2TP头（用于实现L2TP协议的一些其他功能）、一个UDP头（L2TP约定使用UDP协议封装，端口固定1701）、一个IP头（用于三层转发）、一个以太网头（用于二层转发）。
• L2TP协议是一种隧道协议，所以其定义了两种常见角色：
  
  • LAC（L2TP Access Concentrator，L2TP访问集中器）
    
    • 是L2TP隧道的起点，接入汇聚点，主要负责把从远端系统收到的报文封装L2TP协议后发送给LNS，以及将LNS发来的报文进行相应的还原。
    • 但现在的一些网络环境下其实是没有LAC的，比如PC可以直接与LNS建立L2TP隧道。
  • LNS（L2TP Network Server，L2TP网络服务器）
    
    • 是L2TP隧道的终点，是PPP端系统上用于处理L2TP协议服务器端部分的设备，主要用于终结PPP会话以及解析L2TP协议。
    • 也即LNS是一种既能作为PPP服务器，又能解析L2TP协议的服务器。
• 总结L2TP便是一种能够封装PPP帧的一种隧道协议。

注：无论是PPPoE还是L2TP，都是对PPP协议进行了一些二次封装（PPPoE封装是为了使PPP协议能在以太网上传输，L2TP封装是为了使PPP协议能在互联网上传输），拨号中的认证、IP地址分配等功能仍是由PPP协议完成，这样对于运营商来说，其早期为PPP协议铺建的各种网络线路、设备等也不用进行什么更换。