华为pppoe接入路由器（华为认证PPP与PPOE基础知识分享）

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华为pppoe接入路由器

PPP 协议基本概念 PPP 是 Point-to-Point Protocol 的简称，中文翻译为点到点协议。与以太网协议一样，PPP 也是一个数据链路层协议。以太网协议定义了以太帧的格式，PPP 协议也定义了自己的帧格式，这种格式的帧称为 PPP 帧。PPP 协议的前身是 SLIP ( Serial Line Internet Protocol ) 协议和 CSLIP ( CompressedSLIP ) 协议，前两种协议现在已基本不再使用，但 PPP 协议自 20 世纪 90 年代推出以来，一直得到了广泛的应用。以太网协议工作在以太网接口和以太网链路上，而 PPP 协议是工作在串行接口和串行链路上。串行接口本身的种类是多种多样的，例如，EIA RS-232-C 接口、EIARS-422 接口、EIA RS-423 接口、ITU-T V.35 接口等，这些都是一些常见的串行接口，并且都能够支持 PPP 协议。事实上，任何串行接口，只要能够支持全双工通信方式，便是可以支持 PPP 协议的。另外，PPP 协议对于串行接口的信息传输速率没有什么特别的规定，只要求串行链路两端的串行接口在速率上保持一致即可。我们把支持并运行 PPP 协议的串行接口统称为 PPP 接口。 刚才提到，PPP 协议的中文说法是点到点协议，现在我们就来解释一下点到点，或 Point-to-Point, 或 P2P 的含义。我们知道，利用以太网协议这个数据链路层协议建立的二层网络中是可以包含多个 ( 两个或两个以上 ) 接口的。例如，图 12-1 所示的网络中包含了两个二层网络 ( 二层网络 A 和二层网络 B ) ，每个二层网络都是一个以太网，每个二层网络中都包含了很多以太接口，每个二层网络内部的不同以太接口之间都可以通过交互以太帧的方式来实现二层通信。因此，我们也把以太网称为一种多点接入网络 ( Multi-Access Network ) , 其含义是指这样的网络中可以包含多个 ( 两个或两个以上 ) 接口，且网络内部的任意两个接口之间都可以进行二层通信。 利用 PPP 协议建立的二层网络称为 PPP 网络。一个 PPP 网络包含且只能包含两个 PPP 接口，连接这两个接口的链路称为 PPP 链路，这两个接口通过交互 PPP 帧来实现二层通信。例如，图 12-2 所示的网络中包含了 3 个二层网络，二层网络 A 是一个以太网，二层网络 B 是一个 PPP 网络，二层网络 C 是另外一个 PPP 网络。由于一个 PPP 网络包含且只能包含两个 PPP 接口，每个接口被简化地称为一个“点”，所以一个 PPP 网络也经常被称为一个“点到点网络”或“ P2P 网络”。 在图 12-2 中，路由器 A 有两个接口，一个是以太口，另一个是 PPP 接口。图 12-3 显示了图 12-2 中路由器 A 的基本工作过程。如图 12-3 所示，路由器 A 的以太口从以太链路上接收到一个以太帧后，会将以太帧中的 IP 报文提取出来，然后将 IP 报文转移至 PPP 接口。PPP 接口会将该 IP 报文封装成一个 PPP 帧，然后将此 PPP 帧发送到 PPP 链路上去。另一方面，路由器 A 的 PPP 接口从 PPP 链路上接收到一个 PPP 帧后，会将 PPP 帧中的 IP 报文提取出来，然后将 IP 报文转移至以太口。以太口会将该 IP 报文封装成一个以太帧，然后将此以太帧发送到以太链路上去。 图 12-2 中，路由器 B 有两个接口，这两个接口都是 PPP 接口。图 12-4 显示了图 12-2 中路由器 B 的基本工作过程。如图 12-4 所示，路由器 B 的 PPP 接口 Intf-1 从 PPP 链路上接收到一个 PPP 帧后，会将 PPP 帧中的 IP 报文提取出来，然后将 IP 报文转移至 PPP 接口 Intf-2。Intf-2 会将该 IP 报文封装成一个 PPP 帧，然后将此 PPP 帧发送到 PPP 链路上去。另一方面，路由器 B 的 PPP 接口 Intf-2 从 PPP 链路上接收到一个 PPP 帧后，会将 PPP 帧中的 IP 报文提取出来，然后将 IP 报文转移至 PPP 接口 Intf-1。Intf-1 会将该 IP 报文封装成一个 PPP 帧，然后将此 PPP 帧发送到 PPP 链路上去。 从上面的描述我们可以看到，PPP 接口是数据链路层 ( 二层 ) 通信的终结点，所以我们也说，PPP 接口是三层接口。认识到这一点是非常重要的。 需要说明的是，PPP 协议还包含了若干个附属协议，这些附属协议也称为成员协议。PPP 协议的成员协议主要包括一个 被称为 LCP ( Link Control Protocol ) 的链路控制协议，以及一系列的被称为 NCP ( Network Control Protocol ) 的网络控制协议。 另外需要说明的是，PPP 协议对于 PPP 链路的长度是没有规定的。PPP 链路经常应用在广域网连接中 : PPP 技术被称为是一种广域网技术。PPP 帧的格式 图 12-5 显示了 PPP 帧的格式，下面是关于 PPP 帧格式中各个字段的含义的描述。 ( 1 ) Flag 该字段的长度为 8bit, 取值固定为 0x7e。该字段标志了一个 PPP 帧的开始或结束 ; 它既标志了当前 PPP 帧的开始，同时也标志了前一个 PPP 帧的结束。 注意，一个 PPP 帧的 Information 字段中是不允许出现 0x7e 的，因为这样就会使得 PPP 帧的接收方错误地把这个 0x7e 当成 Flag 来对待。那么，如果一个 PPP 帧的 Information 字段中需要包含 0x7e 时，那该怎么呢 ? 遇到这样的情况时，Information 字段中的 0x7e 就必须经过“转意”处理。关于该如何进行 " 转意”处理，我们这里不作描述。总之，经过“转意”处理之后，Information 字段中就不再可能出现 0x7e 了。 ( 2 ) Address 该字段的长度为 8bit, 取值固定为 0xff。需要注意的是，该字段并非是一个 MAC 地址，但它具有广播地址的含义，意思是“所有的接口”。PPP 帧是在一条单一的 PPP 链路上固定地从此接口运动到彼接口，因此 PPP 帧不像以太帧那样包含了源 MAC 地址和目的 MAC 地址这些信息。事实上，PPP 接口根本就不需要属于自己的 MAC 地址，MAC 地址对于 PPP 接口来说毫无意义。 ( 3 ) Control 该字段的长度为 8bit, 取值固定为 0x03。该字段并没有什么特别的作用，至于其取值为何固定为 0x03，我们这里不做解释。 ( 4 ) Protocol 该字段的长度为 16bit, 它的取值决定了 Information 字段包含的是什么样的协议报文。该字段的作用类似于以太帧中的类型字段。 图 12-5 中举例显示了 Protocol 字段的不同取值所对应的不同协议。例如，当 Protocol 字段的取值为 0xc021 时，就表明 Information 字段是一个 LCP 报文 ; 当 Protocol 字段的取值为 0x8021 时，就表明 Information 字段是一个 IPCP 报文。IPCP 是网络控制协议 ( Network Control Protocol, NCP ) 的一种。特别地，当 Protocol 字段的取值为 0x0021 时，就表明 Information 字段是一个 IP 报文。 ( 5 ) Information 该字段是 PPP 帧的载荷数据，其长度是可变的。例如，当 Protocol 字段的取值为 0xc021 时，就表明该字段是一个 LCP 报文 ; 当 Protocol 字段的取值为 0x8021 时，就表明该字段是一个 IPCP 报文。特别地，当 Protocol 字段的取值为 0x0021 时，就表明该字段是一个 IP 报文。 ( 6 ) FCS 该字段的长度为 16bit, 其作用是对 PPP 帧进行差错校验。关于校验的方法和过程，我们这里不做描述。顺便提一下，FCS 是 Frame Checksum 的缩写。PPP 的基本工作流程 PPP 协议是一种点到点协议，它只涉及位于 PPP 链路两端的两个接口。当我们在分析和讨论其中一个接口时，习惯上就把这个接口叫做本地接口或本端接口，而把另一个接口叫做对端接口或远端接口，或简称为 Peer。 通过串行链路连接起来的本地接口和对端接口在上电之后，并不能马上就开始相互发送携带有诸如 IP 报文这样的网络层数据单元的 PPP 帧。本地接口和对端接口在开始相互发送携带有诸如 IP 报文这样的网络层数据单元的 PPP 帧之前，必须经过一系列复杂的协商过程 ( 甚至还可能包括认证过程 ) ，这一过程也称为 PPP 的基本工作流程，如图 12-6 所示。该字段的作用类似于以太帧中的类型字段。 从图 12-6 中我们可以看到 ,PPP 基本工作流程总共包含了 5 阶段，分别是 : Link Dead 阶段 ( 即链路关闭阶段 ) ，Link Establishment 阶段 ( 即链路建立阶段 ) ，Authentication 阶段 ( 即认证阶段 ) , Network Layer Protocol 阶段 ( 即网络层协议阶段 ) ，Link Termination 阶段 ( 即链路终结阶段 ) 。PPP 基本工作流程的第一个阶段是 Link De,