拨号上网是使用ppp协议和ISP的服务器,网络知识总结三：链路层相关协议补充之PPP协议...
转载自文章：http://blog.csdn.net/windeal3203/article/details/51066331安全
PPP协议概述
PPP(Point-to-Point Protocol点到点协议)是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。这种链路提供全双工操做，并按照顺序传递数据包。
PPP协议支持如下功能：服务器
IP地址的动态分配和管理
同步或异步的物理层通讯
链路的配置、质量检测和纠错
多种配置参数选项的协商
PPP是目前使用最普遍的数据链路层协议，不论是低速的拨号猫链接仍是高速的光纤链路，都适用PPP协议。因特网用户一般都要链接到某个ISP 才能接入到因特网。 PPP协议就是用户计算机和ISP进行通讯时所使用的数据链路层协议。 ISP使用PPP协议为计算机分配一些网络参数(如IP地址、域名等)。网络
PPP协议是一个协议集，主要包含下面三部分session
LCP( Link Control Protocol)链路控制协议
NCP( Network Control Protocol)
PPP的扩展协议(如Multilink Protocol，
后面咱们会提到PPP链路创建过程当中涉及到了 认证， 但认证阶段使用到的CHAP/PAP等协议自己不属于PPP协议的范畴。(其实默认状况下“认证阶段”是缺省的，即PPP链路默认是不进行认证的)异步
PPP协议的六个阶段
1. 链路不可用阶段： 初始阶段
2. 链路创建阶段： LCP协商，(协商认证方式等)
3. 验证阶段： PAP/CHAP验证
**4. 网络层协议阶段：**NCP协商
5. PPP会话维持阶段： 维持PPP会话， 定时发送Echo Request报文，并等待Echo Reply报文
6. 网络终止阶段： 终止PPP会话，回到链路不可用阶段。ide
(一)PPP 帧
PPP帧从HDLC(High-level link Control)。
性能
Flag：标志位、用于标识帧的开始和结束
Addr：地址位，用于标识Station地址。PPP帧发源自HDLC帧，保留了此字段。对于PPP帧来讲，因为是点对点协议，不须要地址位。PPP帧的地址位恒为0xFF。(PPP协议被运用在点对点链路上，不须要知道对端的链路地址，由于点对点链路，如PPPoE帧头中，已经肯定了对端的地址)。
Control：在DHLC帧中，Control位用来标识帧的顺序和重传行为，但因为该功能在PPP协议中并无广泛实现，所以PPP帧中，Control值固定为)0x03.
Protocol：协议字段，标识所携带报文的类型。如0x0021时，表示PPP帧的信息字段是IP数据报文。不一样的Protocol标识Data字段的不一样含义。
ISO标准下 的协议域类型：
Protocol
对应的Data域的含义
0x0***-0x3***
网络层的数据报文
0x4***-0x7***
与NCP无关的第整流量
0x8***-0xb***
网络控制协议(NCP)的数据报文
0xc***-0xf***
链路控制协议(LCP)的数据报文
经常使用的几种Protocol取值：测试
Protocol
信息字段
0x0021
IP数据报
0x8021
网络控制数据NCP
0xC021
链路控制数据LCP
0xC023
安全性认证PAP
0xC223
安全性认证CHAP
+ Data： 信息字段，即PPP帧的负载(如LCP帧、NCP帧).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
+ Pad: 填充字段
+ FCS：循环冗余码。 覆盖了两个Flag(不包括)之间的字段。spa
注：
因为Addr和Control字段在PPP帧中是固定值，在传输过程当中常用Address and Control Field Compression (ACFC)选项省略掉这两个字段。
PPP工做流程
a) LCP协商阶段：建立链路完成链路的启动、测试、任选参数的协商和最终链路的断开
b)认证阶段： LCP向对端发送协商请求， 双方肯定链路的配置参数后，LCP向认证层发送Up事件。经常使用的认证协议有PAP(口令验证协议)和CHAP(挑战握手验证协议)。
c) NCP协商阶段(IPCP等协议)：调用链路层建立阶段选定的网络控制层协议。主要包括动态分配IP地址功能等。经常使用的NCP协议有IPCP协议。
d)会话维持阶段：进行PPPoE心跳保活
**d)PPP正常终结：**NCP分别终结，而后LCP终结，最后物理层终结.net
1、 LCP 协商
LCP(Link Control Protocol)用来建立链路完成链路的启动、测试、任选参数的协商和最终链路的断开
LCP的操做只关注链接的两端，而不在意Mac层协议(如以太网协议、WIFI)，也就是不须要考虑具体的传输媒介是什么。
LCP帧
LCP帧以PPP帧为基础。格式以下：
LCP帧有本身特有的四个字段：Code、Ident、Length、LCP Data。
另外，(PPP帧的)字段Protocol的值应为0xC021，标识该PPP帧为LCP帧。
+ Code： 表示LCP数据报文(Request或Reply)类型。 值以下：
Code
Description
Code
Description
0x01
configure-request
0x08
Protocol-REJECT
0x02
configure-ACK
0x09
echo-request
0x03
configure-NACK
0x0A
echo-reply
0x04
configure-REJECT
0x0B
discard-request
0x05
teminate-request
0x0C
identification
0x06
terminate-ACK
0x0D
Time-Remaining
0x07
code-REJECT
+ Ident：标识域。LCP报文的序列号，用于匹配Request和Reply报文。 由Request帧的发送者生成，在以后的序列帧中递增。对于应答报文(如ACK，NACK，REJECT应答报文， Ident帧的值是从Request报文中copy过来的。(由此，Request方能够经过Ident字段识别Rely的对应关系)。
+ Length: LCP报文的长度，以字节为单位。 Code+Ident+Length+LCP Data
+ LCP Data： LCP数据报文。
不一样类型的LCP帧的做用：
帧 类型
用途
configure 帧
对链路两端进行最基本的配置
Terminate帧
链路通讯完成时，对链路链接进行清理操做
echo 帧
用来确认一些操做， 一个活动的链路随时会发送echo帧
discard-request 帧
用于测量链路的性能
identification 帧 Time-Remaining帧
用于一些管理操做
总的来讲，LCP帧根据用途能够分为三大类， 链路配置报文，链路终止报文，链路维护报文：
(1). 链路配置报文：
包含Config-Request、Config-Ack、Config-Nak和Config-Reject四种报文。
当通讯双方须要创建链路时，双方都须要发送Config-Request报文并携带自已所但愿协商的配置参数选项。当接收方收到Config-Request报文时，会根据是否识别、承认Configure-Request报文中的配置参数来在剩下的三种配置报文中选择一种应答。 若是识别且承认所有参数，则应答Configure-ACK报文(携带所有配置参数)； 若是识别，但只承认部分配置参数，则应答configure-NACK报文(携带不承认的配置参数)； 若是不能识别全部的配置，则应答configure-Reject报文(携带所有报文)。
LCP的配置选项(配置报文的数据域)，是一些TLV(Type、Length、Value)组。
(2). 链路终止报文：
包含Terminate-Request和Terminate-Reply两种报文。
LCP报文中提供了一种机制来关闭一个点对点的链接，想要关断链路的一端会持续发送Terminate-Request报文，直到收到一个 Terminate-Reply为止。接收端一旦收到了一个Terminate-Request报文后，必须回应一个Terminate-Reply报 文，同时等待对端先将链路断开后，再完成本端的全部断开的操做。
(3). 链路维护报文：
链路维护报文中比较杂。好比，咱们须要定时进行PPP保活(确认当前PPP链路是否仍在活跃状态)，则PPP链路双方分别发送Echo Request报文，若是对方回复了Echo Reply报文，则表示PPP链路仍在活跃状态。
LCP协商过程
ClientClientServerServerConfig-RequestConfig-AckConfig-RequestConfig-Ack
LCP 两端经过发送LCP Config-Request和Config-Ack交互协商选项。 LCP一方经过发送LCP Config-Request来向另外一方请求本身须要的LCP协商选项。若是Config-Request报文的接收方支持并接受这些选项则回复LCP Config-Ack报文。若是Config-Request部分(或者所有)不支持全部的LCP选项则回复其余报文。
(1)Config-ACK：若彻底支持对端的LCP选项，则回应Config-ACK报文，报文中必须彻底协带对端Request报文中的选项。
(2)Config-NAK：若支持对端的协商选项，但不承认该项协商的内容，则回应Config-NAK报文，在Config-NAK的选项中填上本身指望的内容，如:对端MRU值为1500，而本身指望MRU值为1492，则在Config-NAK报文中埴上本身的指望值1492。
(3)Config-Reject：若不能支持对端的协商选项，则回应Config-Reject报文，报文中带上不能支持的选项，如Windows拨号器会协商CBCP(被叫回呼)，而ME60不支持CBCP功能，则回将此选项拒绝掉。
—-Config-request报文———
—-Config-Ack报文———
二. 认证阶段
PPP认证，经常使用认证协议有PAP(口令验证协议)和CHAP(挑战握手验证协议)
会话双方经过LCP协商好的认证方法进行认证，若是认证经过了，才能够进行下面的网络层的协商。认证过程在链路协商结束后就进行。
+ PAP验证： 两次握手，明文传输口令，安全性低
+ CHAP验证： 三次握手， 密文传输口令。
PAP验证过程
ClientClientServerServerRadiusRadiusAuth-ReqAuth-ReqAuth-AckAuth-ACK
CHAP验证过程：
ClientClientServerServerRadiusRadiusWaitChallenge(CHAP)ResponseResponseSuccessSuccess
三. NCP协商协议
NCP有不少种，如IPCP、BCP、IPv6CP，最为经常使用的是IPCP(Internet Protocol Control Protocol)协议。NCP的主要功能是协商PPP报文的网络层参数，如IP地址，DNS Server IP地址，WINS Server IP地址等。PPPoE用户主要经过IPCP来获取访问网络的IP地址或IP地址段。
NCP流程与LCP流程相似，用户与ME设备之间互相发送NCP Config-Request报文而且互相回应NCP Config-Ack报文后，标志NCP己协商完，用户上线成功，能够正常访问网络了。
NCP协商协议的基本流程以下：
ClientClientServerServerConfiguration-RequestConfiguration-ACKConfiguration-RequestConfiguration-ACK
用户和接入设备对IP服务阶段的一些要求进行屡次协商，以决定双方都可以接收的约定。
通LCP相似，当Request中的一些选项不被接收方接受时， 接收方不会回复Configuration-ACK报文，而是回复其余如Configuration-NACK报文。
NCP Configuration-Request报文
NCP Configuration-NAK报文
四. 会话维持(Session Keep-alive)
设备主动发送Echo Request进行PPPoE心跳保活，若3次未获得服务器的响应，则设备主动释放地址。发LCP Echo Request 的时候，魔术字字段要和以前通讯的Configure_Request使用的魔术字字段保持一致。
有些设备或终端不支持主动发送 Echo-Request 报文, 只能支持回应Echo-Reply报文。
五. 会话结束(Session Termination)
PPPoE 还有一个PADT(PPPOE Active Discovery Terminate)分组，它能够在会话创建后的任什么时候候发送，来终止PPPoE会话，也就是会话释放。它能够由主机或者接入集中器发送，目的地址填充为对端的以太网的MAC地址。
当对方接收到一个 PADT(PPPOE Active Discovery Terminate)分组，就再也不容许使用这个会话来发送PPP业务。PADT分组不须要任何标签，其CODE字段值为0xa7(PADT Code)，SESSION-ID字段值为须要终止的PPP会话的会话标识号码。在发送或接收PADT后，即便正常的PPP终止分组也没必要发送。PPP对端应该使用PPP协议自身来终止PPPoE会话，可是当PPP不能使用时，可使用PADT。