PPPoE原理和实验

概述：

PPP相比于以太网有很多的优点，我们可以让以太网拥有以太网的功能，所以PPPoE利用以太网将大量主机组成网络，通过一个远端接入设备连入因特网，并运用PPP协议对接入的每个主机进行控制，具有适用范围广、安全性高、计费方便的特点。（主要是可以方便计费管理，在以太网局域网中，我们更加常用802.1x进行认证计费，但是在运营商的网络环境中，更多应用的是PPPoE）。

在PC和运营商的路由器之间建立PPPoE会话,每一个PC建立一个PPPoE会话。每个PC都是一个PPPoE Client，单独使用一个帐号，方便运营商对用户进行计费和控制。PC上必须安装PPPoE客户端拨号软件。

PPPoE会话建立过程：

类比DHCP来进行记忆

PPPoE可分为三个阶段，即Discovery阶段、Session阶段和Terminate阶段。

Discovery阶段：

PPPoE Client广播发送一个PADI（PPPoE Active Discovery Initial）报文，在此报文中包含PPPoE Client想要得到的服务类型信息。
所有的PPPoE Server收到PADI报文之后，将其中请求的服务与自己能够提供的服务进行比较，如果可以提供，则单播回复一个PADO（PPPoE Active Discovery Offer）报文。
根据网络的拓扑结构，PPPoE Client可能收到多个PPPoE Server发送的PADO报文，PPPoE Client选择最先收到的PADO报文对应的PPPoE Server做为自己的PPPoE Server，并单播发送一个PADR（PPPoE Active Discovery Request）报文。
PPPoE Server产生一个唯一的会话ID（Session ID），标识和PPPoE Client的这个会话，通过发送一个PADS（PPPoE Active Discovery Session-confirmation）报文把会话ID发送给PPPoE Client，会话建立成功后便进入PPPoE Session阶段。
完成之后通信双方都会知道PPPoE的Session_ID以及对方以太网地址，它们共同确定了唯一的PPPoE Session。

Seesion阶段：

PPPoE Session上的PPP协商和普通的PPP协商方式一致。
PPPoE Session的PPP协商成功后，就可以承载PPP数据报文。
在PPPoE Session阶段所有的以太网数据包都是单播发送的。

Terminate阶段：

进入PPPoE Session阶段后，PPPoE Client和PPPoE Server都可以通过发送PADT报文的方式来结束PPPoE连接。PADT数据包可以在会话建立以后的任意时刻单播发送。在发送或接收到PADT后，就不允许再使用该会话发送PPP流量了。

实验：

描述：R1作为server，R2作为client进行配置

在R1上：
aaa //配置chap认证
local-user admin@huawei password cipher Huawei@123
local-user admin@huawei service-type ppp
interface Virtual-Template0 //PPPoE只能在虚拟接口上创建，不能直接在以太网链路上进行操作
ppp authentication-mode chap //绑定chap模式
remote address 10.1.1.2 //给对方配置一个IP地址
ip address 10.1.1.1 255.255.255.0 //配置自己的IP地址
interface GigabitEthernet0/0/0 //进入物理接口
pppoe-server bind Virtual-Template 0 //调用虚模板

在R2上：
interface Dialer0 //服务器是虚模板，客户端是拨号器
link-protocol ppp
ppp ipcp default-route //获取默认路由
ppp chap user admin@huawei //配置chap认证的用户和密码
ppp chap password cipher Huawei@123
ip address ppp-negotiate //自动获取IP地址
dialer user admin@huawei 设置拨号器的用户名
dialer bundle 1 设备拨号器的束
dialer-rule //允许所有IP流量通过
dialer-rule 1 ip permit
interface GigabitEthernet0/0/0 //在物理接口上绑定拨号器的束
pppoe-client dial-bundle-number 1

查看信息：
配置完成后，查看接口IP地址信息：在R2上已经获取到了IP地址

然后查看抓包的信息：可以看到PPPoE连接正常建立

首先是PADI报文：

再是PADO报文：

之后是PADR报文：

最后是PADS报文：在这里确认了会话的ID建立了会话，其他报文会话的ID都为0，这里为1

然后进行了PPP会话的建立，认证，网络层的协商等，最后建立了完整的连接。

注意点：这里需要注意的是需要将PPPoE中IP报文的MTU值修改为1492，需要比1500减少8，我们从PPPoE的报文进行解释：比普通的IP报文多了2层：

这两层占据了8个字节，我们也是知道，以太网内部最多允许1500字节，如果IP报文1500字节了，再加上外面的两层新的报头，就为1508>1500。例如IP报文一共为1500个字节，这时IP报文中因为没有超过1500字节还不能进行分片，但是相对于以太网层已经超出了最大的范围，所以我们需要进行修改。

参考资料：华为数通培训资料；有错误的地方欢迎指正。

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