PPPoE 技术白皮书
缩略语 |
英文全名 |
中文解释 |
ADSL |
Asymmetric Digital Subscriber Line |
非对称数字用户线 |
DSLAM |
Digital Subscriber Line Access Multiplexer |
数字用户线接入复用器 |
PPP |
Point to Point Protocol |
点对点协议 |
PPPoE |
PPP Over Ethernet |
在以太网上承载PPP协议 |
PADI |
PPPoE Active Discovery Initiation |
PPPoE活动发现发起报文 |
PADO |
PPPoE Active Discovery Offer |
PPPoE活动发现提供报文 |
PADR |
PPPoE Active Discovery Request |
PPPoE活动发现请求报文 |
PADS |
PPPoE Active Discovery Session-confirmation |
PPPoE活动发现会话报文 |
PADT |
PPPoE Active Discovery Terminate |
PPPoE活动发现终结报文 |
1 概述
1.1 产品背景
人们想通过相同的接入设备来连接到远程站点上的多个主机,同时接入设备能够提供与拨号上网类似的访问控制和计费功能。在众多的接入技术中,把多个主机连接到接入设备的最经济的方法就是以太网,而PPP协议可以提供良好的访问控制和计费功能,于是产生了在以太网上传输PPP的方法,即PPPoE。
PPPoE协议的提出解决了用户上网收费等实际应用问题,得到了宽带接入运营商的认可并广为采用。
1.2 技术优点
l 沿袭传统的拨号上网方式,依旧使用他们熟悉的硬件以及类似的软件进行Internet的接入。
l 兼容现有的所有xDSL Modem,不需要对客户端的xDSL Modem进行复杂的配置。
l 使用以太网网卡连接PC和xDSL Modem,允许多台PC同时共享xDSL线路,可以节约用户投资。
l 运营商可以通过数字用户线、电缆调制解调器或无线连接等方式提供支持多用户的宽带接入服务。
l 运营商可以利用可靠和熟悉的技术来加速部署高速互联网业务,对现有网络部署影响小。
l 运营商可以通过访问控制功能对用户的身份进行确认,通过计费功能对用户进行计费,同时对用户的网络行为进行监控,保证了网络安全。
l 终端用户可同时接入多个运营商,这种动态服务选择的功能可以使运营商容易创建和提供新的业务。
2 PPPoE技术实现方案
2.1 PPPoE组网结构
2.2 PPPoE报文格式
PPPoE报文的格式就是在以太网帧中携带PPP报文,如图3所示。
l Source_address域:源设备的以太网MAC地址。
l Ether_type:设置为0x8863(Discovery阶段或拆链阶段)或者0x8864(Session阶段)。
l Length域:16bits,定义PPPoE的Payload域长度。不包括以太网头部和PPPoE头部的长度。
2.3 PPPoE工作过程
2.3.1 Discovery阶段
Discovery阶段由四个过程组成。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。
(1) PPPoE Client广播发送一个PADI报文,在此报文中包含PPPoE Client想要得到的服务类型信息。
(2) 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报文。
(3) 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报文。
(4) 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报文把会话ID发送给PPPoE Client,如果没有错误,会话建立后便进入PPPoE Session阶段。
2.3.2 Session阶段
PPPoE Discovery阶段的工作为PPPoE Client和PPPoE之间建立了Session,之后PPPoE便进入了Session阶段,Session阶段可划分为两部分,一是PPP协商阶段,二是PPP报文传输阶段。
PPPoE Session上的PPP协商和普通的PPP协商方式一致,分为LCP、认证、NCP三个阶段。
(1) LCP阶段主要完成建立、配置和检测数据链路连接。
(2) LCP协商成功后,开始进行认证工作,认证协议类型由LCP协商结果(CHAP或者PAP)决定。
(3) 认证成功后,PPP进入NCP阶段,NCP是一个协议族,用于配置不同的网络层协议,常用的是IP控制协议(IPCP),它负责配置用户的IP和DNS等工作。
PPPoE Session的PPP协商成功后,其上就可以承载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。
2.3.3 Terminate阶段
PPP通信双方应该使用PPP协议自身(比如PPP终结报文)来结束PPPoE会话,但在无法使用PPP协议结束会话时可以使用PADT报文。
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,即使是常规的PPP结束数据包也不允许发送。
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