PPPoE協(xié)議及其應(yīng)用

張榮峰

1 PPPoE產(chǎn)生的背景

近年來，電信公司在全世界建設(shè)了無數(shù)的串行通信鏈接網(wǎng)，迫切需要一種協(xié)議，使得TCP／IP信息包可以在串行線路上傳送。這樣就出現(xiàn)了SLIP(Serial Line Intemet Protoc01)串行線路互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議和PPP(Point t0 Poim Protoc01)點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議。PPP協(xié)議性能豐富，在很大程度上取代了SLIP的地位，它增加了兩組功能：通過串行鏈路來傳送TCP／IP信息包；用戶登錄認(rèn)證。PPP將用戶名與密碼安全結(jié)合在一起，當(dāng)鏈接要求發(fā)起時(shí)。此要求通過PPP協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)到路由器和服務(wù)器，這時(shí)即可以進(jìn)行安全驗(yàn)證。在PPP協(xié)議中提供了很多協(xié)議進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的通信，如LCP、NCPs等。但這些協(xié)議要求端與端之間是點(diǎn)到點(diǎn)的關(guān)系，不適用于以太網(wǎng)提供的多點(diǎn)關(guān)系。為利用以太網(wǎng)方提供的多主機(jī)接入，同時(shí)可進(jìn)行接入控制和計(jì)費(fèi)，就需要一種規(guī)范，使分布在同一以太網(wǎng)的主機(jī)能和遠(yuǎn)端設(shè)備建立PPP會(huì)話，PPPoE(Point-to-PointProtocol OverE~eme0。

2 PPPoE的實(shí)現(xiàn)過程

PPPoE協(xié)議提供了在廣播式的網(wǎng)PPPoE協(xié)議提供了在廣播式的網(wǎng)絡(luò)(如以太網(wǎng))中多臺(tái)主機(jī)連接到遠(yuǎn)端的訪問集中器上的一種標(biāo)準(zhǔn)。在這種網(wǎng)絡(luò)模型中，所有用戶的主機(jī)都需要能獨(dú)立地初始化自己的PPP協(xié)議棧，而且通過PPP協(xié)議本身所具有的一些功能，實(shí)現(xiàn)在廣播式網(wǎng)絡(luò)上對(duì)用戶進(jìn)行計(jì)費(fèi)和管理。為了能在廣播式的網(wǎng)絡(luò)上建立、維持各主機(jī)與訪問集中器之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的關(guān)系，就需要每個(gè)主機(jī)與訪問集中器之間建立唯一的點(diǎn)到點(diǎn)的會(huì)話關(guān)系。PPPoE的實(shí)現(xiàn)共包括兩個(gè)階段：PPPoE的發(fā)現(xiàn)階段和PPPoE的會(huì)話階段。

2.1發(fā)現(xiàn)階段

當(dāng)一個(gè)主機(jī)希望發(fā)起一個(gè)PPP會(huì)話時(shí)，首先必須通過發(fā)現(xiàn)階段去確認(rèn)對(duì)端的以太Mac地址，并建立一個(gè)PPPoE的會(huì)話標(biāo)識(shí)。與PPP建立的端對(duì)端的關(guān)系不同，發(fā)現(xiàn)階段建立的是一種客戶服務(wù)器的關(guān)系。通過發(fā)現(xiàn)階段，一個(gè)主機(jī)(客戶端)可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)接入集中器(服務(wù)器端)。發(fā)現(xiàn)階段可分為以下四個(gè)步驟：第一步：主機(jī)在本以太網(wǎng)內(nèi)廣播一個(gè)PADI包，在此包中包含主機(jī)想要得到的服務(wù)類型信息。第二步：以太網(wǎng)內(nèi)所有接入集中器在收到這個(gè)初始化包后，將其中請(qǐng)求的服務(wù)與自己能提供的服務(wù)進(jìn)行比較，其中可以為此主機(jī)提供服務(wù)的接入集中器發(fā)回PADO包，不能提供此服務(wù)的集中器不能發(fā)PAD0包。第三步：主機(jī)可能收到多個(gè)集中器的PAD0包，通過PADO的內(nèi)容，依據(jù)一定的條件從發(fā)回的PADO包可提供服務(wù)的接入集中器中挑選一個(gè)，并向它發(fā)回一個(gè)會(huì)話請(qǐng)求包PADR(非廣播)。第四步：被選定的接入集中器在收到會(huì)話請(qǐng)求包PADR后，就開始準(zhǔn)備進(jìn)入PPP會(huì)話階段。

2.2會(huì)話階段

一旦PPPoE的會(huì)話階段開始后，主機(jī)和接入集中器之間就依據(jù)PPP協(xié)議傳送PPP數(shù)據(jù)，進(jìn)行PPP的各項(xiàng)協(xié)商和數(shù)據(jù)傳輸。正常情況下，會(huì)話階段的結(jié)束是由PPP協(xié)議控制完成的，但在PPPoE中定義了一個(gè)PADT包用來結(jié)束會(huì)話，主機(jī)或者接入集中器可以在PPP會(huì)話開始后的任何時(shí)候通過發(fā)送這個(gè)數(shù)據(jù)包來結(jié)束會(huì)話。

3 PPPoE的優(yōu)點(diǎn)

PPPoE不僅有以太網(wǎng)快速、簡便的特點(diǎn)，同時(shí)還有PPP的強(qiáng)大功能，任何能被PPP封裝的協(xié)議都可以通過PPPoE傳輸。PPPoE可以提供動(dòng)態(tài)IP地址分配方式，用戶無需任何配置，網(wǎng)管維護(hù)簡單，無需添加設(shè)備就可解決IP地址短缺問題，同時(shí)根據(jù)分配的IP地址，可以很好地定位用戶在本網(wǎng)內(nèi)的活動(dòng)；用戶通過免費(fèi)的PPPoE客戶端軟件(如EnterNcl)輸入用戶名和密碼就可以上網(wǎng)，跟傳統(tǒng)的撥號(hào)上網(wǎng)相似，最大程度地延續(xù)了用戶的習(xí)慣，從運(yùn)營商的角度來看，PPPoE對(duì)其現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更的可能性很小。

4 PPPoE協(xié)議的應(yīng)用

DSL是PPPoE最為典型的應(yīng)用。它利用電話線上未用的頻率傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，且速率可達(dá)數(shù)Mb／s的技術(shù)，這種技術(shù)允許話音和數(shù)據(jù)同時(shí)在同一線路上傳輸。經(jīng)過多年的發(fā)展，在用戶多種需求的驅(qū)動(dòng)下，DSL技術(shù)逐漸走向成熟，各運(yùn)營商推出了基于DSL技術(shù)的各種差異化的業(yè)務(wù)包和與之匹配的資費(fèi)策略，全球DSL應(yīng)用市場呈現(xiàn)快速增長的趨勢(shì)，已經(jīng)成為寬帶接入的主流技術(shù)。