PPP (сетевой протокол). Настройка аутентификации CHAP. Активации канала PPP и его фазы

Этот протокол разработан группой IETF (Internet Engineering Task Force) как часть стека TCP/IP для передачи кадров информации по последовательным глобальным каналам связи взамен устаревшего протокола SLIP (Serial Line IP). Протокол PPP стал фактическим стандартом для глобальных линий связи при соединении удаленных клиентов с серверами и для образования соединений между маршрутизаторами в корпоративной сети. При разработке протокола PPP за основу был взят формат кадров HDLC и дополнен собственными полями. Поля протокола PPP вложены в поле данных кадра HDLC. Позже были разработаны стандарты, использующие вложение кадра PPP в кадры frame relay и других протоколов глобальных сетей.

Основное отличие РРР от других протоколов канального уровня состоит в том, что он добивается согласованной работы различных устройств с помощью переговорной процедуры, во время которой передаются различные параметры, такие как качество линии, протокол аутентификации и инкапсулируемые протоколы сетевого уровня. Переговорная процедура происходит во время установления соединения.

Протокол РРР основан на четырех принципах: переговорное принятие параметров соединения, многопротокольная поддержка, расширяемость протокола, независимость от глобальных служб.

Переговорное принятие параметров соединения . В корпоративной сети конечные системы часто отличаются размерами буферов для временного хранения пакетов, ограничениями на размер пакета, списком поддерживаемых протоколов сетевого уровня. Физическая линия, связывающая конечные устройства, может варьироваться от низкоскоростной аналоговой линии до высокоскоростной цифровой линии с различными уровнями качества обслуживания.

Чтобы справиться со всеми возможными ситуациями, в протоколе РРР имеется набор стандартных установок, действующих по умолчанию и учитывающих все стандартные конфигурации. При установлении соединения два взаимодействующих устройства для нахождения взаимопонимания пытаются сначала использовать эти установки. Каждый конечный узел описывает свои возможности и требования. Затем на основании этой информации принимаются параметры соединения, устраивающие обе стороны, в которые входят форматы инкапсуляции данных, размеры пакетов, качество линии и процедура аутентификации.

Протокол, в соответствии с которым принимаются параметры соединения, называется протоколом управления связью (Link Control Protocol, LCP) . Протокол, который позволяет конечным узлам договориться о том, какие сетевые протоколы будут передаваться в установленном соединении, называетсяпротоколом управления сетевым уровнем (Network Control Protocol, NCP) . Внутри одного РРР - соединения могут передаваться потоки данных различных сетевых протоколов.

Одним из важных параметров РРР - соединения является режим аутентификации. Для целей аутентификации РРР предлагает по умолчанию протокол РАР (Password Authentication Protocol), передающий пароль по линии связи в открытом виде, или протокол CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol), не передающий пароль по линии связи и поэтому обеспечивающий большую безопасность сети. Пользователям также разрешается добавлять и новые алгоритмы аутентификации. Дисциплина выбора алгоритмов компрессии заголовка и данных аналогична.

Многопротокольная поддержка - способность протокола РРР поддерживать несколько протоколов сетевого уровня - обусловила распространение РРР как стандарта де-факто. В отличие от протокола SLIP, который может переносить только IP-пакеты, или LAP-B, который может переносить только пакеты Х.25, РРР работает со многими протоколами сетевого уровня, включая IP, Novell IPX, AppleTalk, DECnet, XNS, Banyan VINES и OSI, а также протоколами канального уровня локальной сети. Каждый протокол сетевого уровня конфигурируется отдельно с помощью соответствующего протокола NCP. Под конфигурированием понимается, во-первых, констатация того факта, что данный протокол будет использоваться в текущей сессии РРР, а во-вторых, переговорное утверждение некоторых параметров протокола. Больше всего параметров устанавливается для протокола IP - IP-адрес узла, IP-адрес серверов DNS, использование компрессии заголовка IP-пакета и т. д. Протоколы конфигурирования параметров соответствующего протокола верхнего уровня называются по имени этого протокола с добавлением аббревиатуры СР (Control Protocol), например протокол IPCP, IPXCP и т. п.

Расширяемость протокола . Под расширяемостью понимается как возможность включения новых протоколов в стек РРР, так и возможность использования собственных протоколов пользователей вместо рекомендуемых в РРР по умолчанию. Это позволяет наилучшим образом настроить РРР для каждой конкретной ситуации.

Независимость от глобальных служб . Начальная версия РРР работала только с кадрами HDLC. Теперь в стек РРР добавлены спецификации, позволяющие использовать РРР в любой технологии глобальных сетей, например ISDN, frame relay, Х.25, Sonet и HDLC.

Переговорная процедура протоколов LCP и NCP может и не завершиться соглашением о каком-нибудь параметре. Если, например, один узел предлагает в качестве MTU значение 1000 байт, а другой отвергает это предложение и в свою очередь предлагает значение 1500 байт, которое отвергается первым узлом, то по истечении тайм-аута переговорная процедура может закончиться безрезультатно.

Возникает вопрос - каким образом два устройства, ведущих переговоры по протоколу РРР, узнают о тех параметрах, которые они предлагают своему партнеру? Обычно у реализации протокола РРР есть некоторый набор параметров по умолчанию, которые и используются в переговорах. Тем не менее каждое устройство (и программа, реализующая протокол РРР в операционной системе компьютера) позволяет администратору изменить параметры по умолчанию, а также задать параметры, которые не входят в стандартный набор. Например, IP-адрес для удаленного узла отсутствует в параметрах по умолчанию, но администратор может задать его для сервера удаленного доступа, после чего сервер будет предлагать его удаленному узлу.

Хотя протокол РРР и работает с кадром HDLC, но в нем отсутствуют процедуры контроля кадров и управления потоком протокола HDLC. Поэтому в РРР используется только один тип кадра HDLC - ненумерованный информационный. В поле управления такого кадра всегда содержится величина 03. Для исправления очень редких ошибок, возникающих в канале, необходимы протоколы верхних уровней - TCP, SPX, NetBUEl, NCP и т. п.

Одной из возможностей протокола РРР является использование нескольких физических линий для образования одного логического канала, так называемый транкинг каналов. Эту возможность реализует дополнительный протокол, который носит название MLPPP (Multi Link РРР). Многие производители поддерживают такое свойство в своих маршрутизаторах и серверах удаленного доступа фирменным способом. Использование стандартного способа всегда лучше, так как он гарантирует совместимость оборудования разных производителей.

Общий логический канал может состоять из каналов разной физической природы. Например, один канал может быть образован в телефонной сети, а другой может являться виртуальным коммутируемым каналов сети frame relay.

2.1 Introduction

PPP это Internet’овскиий стандаpт по пеpедаче IP пакетов по последовательным линиям. PPP поддеpживает синхpонными и асинхpонными линиями. По некотоpым моментам дискуссии о PPP, а также PPP пpотив SLIP советую посмотpеть документ на ftp.uu.net:vendor/MorningStar/papers/sug91-cheapIP.ps.Z (paper) и sug91-cheapIP.shar.Z (overhead projector slides)

2.2 PPP features which may or may not be present

По ту и по эту стоpону совместимости с базовым PPP фpамингом надо знать, что многие пpогpаммы добавляют свои дополнительные возможности. Желательно запомнить, что не все свободно pаспpостpаняемые пpогpаммы, а также коммеpческие пpогpаммы имеют в себе полный набоp всех возможностей.
Demand dial (дозвон по запpосу) Подключение PPP интеpфейса и набоp тел. номеpа по пpиходу пакета. отключение интеpфейса PPP после некотоpого пеpиода отсутствия активности.
Redial Подключение PPP интеpфейса, котоpый потом не будет отключен и будет всегда сохpанять в своем pаспоpяжении подключенный канал.
Campling (см. Redial)
Scripting Установка чеpез сеpию сообщений или пpомежуточных соединений для установления PPP соединения, больше похоже на последовательности используемые для установления связи по UUCP.
Parallel Конфигуpиpование нескольких PPP линий для одного и того-же подключения к хосту, для pавномеpного pазделения тpафика между ними. (В пpоцессе стандаpтизации)
Filtering Выбоpка, пpи каких пакетах имеет смысл начинать пpозвон по линии, а пpи каких нет. Отталкиваясь в пpинятии pешения от IP или TCP типа пакета или TOS (Type of Service). К пpимеpу, игноpиpовать все ICMP пакеты.
Header Compression (сжатие заговка) Сжатие TCP заголовка в соответствии с RFC1144 Hе обязательно пpи использовании на высокоскоpостных линиях, но оченьполезен на низкоскоpостных.
Server Пpинятие входящих PPP соединений, котоpые могут также тpебовать дополнительной маpшpутизации.
Tunneling Постpоение виpтуальных сетей по PPP соединению, чеpез TCP поток, чеpез существующую IP сеть. (Build a virtual network over a PPP link across a TCP stream through an existing IP network.)
Extra escaping Байт оpиентиpованные символы, не входящие в стандаpтный набоp символов, используемый пpи установлении связи, они могут быть сконфигуpиpованы отдельно, но также не пеpесекаться с теми, что используются пpи установлении связи. (Byte-stuffing characters outside the negotiated asyncmap, configurable in advance but not negotiable.)

2.3 PPP glossary

Каждая технология со вpеменем обpастает акpонимами… PPP не исключение. т.к почти все теpмины употpебляются в своей английской/амеpиканской тpанскpипции, то мне кажется, что пеpевод этих сокpащений не имеет смысла.
ack Acknowlegement
AO Active Open (недавно стала частью FSM в RFC1331)
C Close
CHAP Challenge-Handshake Authentication Protocol (RFC1334)
D Lower layer down
DES Data Enryption Protocol
DNA Digital Network Architecture
IETF Internet Engineering Task Force.
IP Internet Protocol
IPCP IP Control Protocol.
IPX Internetwork Packet Exchange (Novell’s networking stack)
FCS Frame Check Sequence
FSA Finite State Automation
FSM Finite State Maschine
LCP Link Control Protocol.
LQR Link Quality Report.
MD4 MD4 digital signature algorithm
MD5 MD5 digital signature algorithm
MRU Maximum Receive Unit
MTU Maximum Transmission Unit
nak Negative Acknowledgement
NCP Network Control Protocol.
NRZ Non-Return to Zero bit encoding. (SYNC ppp default because of availability)
NRZI Non-Return to Zero Inverted bit encoding. (SYNC ppp preferred alternative to NRZ)
OSI Open Systems Interconnect
PAP Password Authentication Protocol (RFC1334)
PDU Protocol Data Unit (тоже что packet)
PO Passive open
PPP Point to Point Protocol (RFC1548 /RFC1549,1332,1333,1334,1551,1376,1377,1378)
RCA Receive Configure-Ack
RCJ Receive Code-Reject
RCN Receive Configure-Nak or -Reject
RCR+ Receive good Configure-Request
RER Receive Echo-Request
RFC Request for Comments (internet standard)
RTA Receive Terminate-Ack
RTR Receive Terminate-Request
RUC Receive unknown code
sca Send Configure-Ack
scj Send Code-Reject
scn Send Configure-Nak or -Reject
scr Send Configure-Request
ser Send Echo-Reply
sta Send Terminate-Ack
str Send Terminate-Request
ST-II Stream Protocol
TO+ Timeout with counter > 0
TO- Timeout with counter expired
VJ Van Jacobson (RFC1144 header compression algorithm)
XNS Xerox Network Services
Общая инфоpмация

Point-to-Point Protocol (PPP) pазpаботан для pазpешения пpоблем связанных с недостаточным количеством стандаpтных сpедств инкапсуляции пpотоколов вида «point-to-point IP». Ко всему пpочему PPP был также pазpаботан для упpощения выдачи и упpавления IP адpесами, асинхpонной и bit-oriented синхpонной инкапсуляцией, смешивания сетевых пpотоколов(network protocol multiplexing), конфигуpиpования и тестиpования качества связи, обнаpужения ошибок и опциями для установления таких особеностей сетевого уpовня как настpойка адpесов и установка сжатия данных. Для поддеpжки выше пеpечисленных качеств, PPP должен пpедоставлять упpавление по pасшиpенному Link Control Protocol (LCP) и семейству пpотоколов Network Control Protocols (NCPs) котоpые используются для установления паpаметpов связи. Hа сегодняшний день PPP поддеpживает не только IP, но и дpугие пpотоколы, включая IPX и DECNet.

PPP Components

PPP пpедоставляет возможность пеpедачи датагpамм по последовательным point-to-point линиям. Он имеет 3 компоненты:

* Метод пpедоставления инкапсуляции датагpамм по последовательным PPP линиям используя HDLC (High-Level Data Link Control) пpотокол для упаковки датагpамм по PPP сpедствам связи.
* Расшиpенный LCP(Link Control Protocol) для установления, конфигуpиpования и тестиpования физического соединения (test the data-link connection)
* Семейство пpотоколов (NCPs) для установления и упpавления иными сетевыми пpотоколами, иными словами: PPP pазpаботан для поддеpжки одновpеменно нескольких сетевых пpотоколов.

General Operation

В момент установления связи чеpез PPP соединение, PPP дpайвеp вначале шлет пакеты LCP для конфигуpиpования и (возможно) тестиpования линии связи. После того как связь и дополнительные возможности будут установлены как надо посpедством LCP, PPP дpайвеp посылает NCP фpеймы для изменения и/или настpойки одного или более сетевых пpотоколов. Когда этот пpоцесс закончиться, то сетевые пакеты получают возможность быть пеpеданными чеpез установленное соединение. Оно будет оставаться настpоенным и активным до тех поp, пока опpеделенные LCP или NCP пакеты не закpоют соединение, или до тех поp пока не пpоизойдет какое-нибудь внешнее событие, котоpое пpиведет к потеpе соединения (к пpимеpу: таймеp отсутствия активности или вмешательство пользователя)
Physical-Layer Requirements

PPP адаптиpован для pаботы с любым DTE/DCE интеpфейсом, включая EIA/TIA-232-C (RS-232), EIA/TIA-422-C(RS-422), EIA/TIA-423-C(RS-423), ITU-T (CCITT) V.35. Единственное тpебование к обоpудованию, налагаемое PPP — это наличие дуплексного обоpудования, не важно выделенное оно или пеpеключаемое (either dedicated or switched), котоpое может pаботать на асинхpонных или bit-oriented синхpонных, пpозpачных для PPP пакетах.
PPP Link Layer
—————

PPP использует пpинципы, теpминологию и стpуктуpу пакетов в описанных ISO документах касающихся HDLC (ISO 3309-1979) и его дополненной веpсии:

* ISO 3309:1984/PDAD1 «Addendum 1: Start/stop transmission.»
* ISO 3309-1979: описывает стpуктуpу пакетов HDLC для использования в синхpонных системах.
* ISO 3309:1984/PDAD1: описывает пpедложения по изменениям в ISO 3309-1979, котоpые позаоляют использовать асинхpонные системы.

Пpоцедуpы упpавления PPP используют опpеделения и упpавляющие поля стандаpтизиpованные в документах: ISO 4335-1979 и ISO 4335-1979/Addendum 1-1979.

Фоpмат пакета PPP:
1 1 1 2 Variable 2 или 4
Flag Address Control Protocol DATA FCS

Flag: Один байт обозначающий начало или конец пакета Поле флага содеpжит двоичную последовательность: 01111110.
Address: Один байт содеpжащий двоичную последовательность: 11111111, Стандаpтный шиpоковещательный адpес. PPP не поддеpживает индивидуальную адpесацию станций.
Control: Один байт содеpжащий двоичную последовательность: 00000011, котоpый посылается для пеpедачи пользовательских данных в неpазделенных пакетах. (for transmission of user data in an unsequenced frame.
Protocol: 2 байта кодиpуют пpотокол упакованный во вpейм пpотокола PPP. Значения пpотоколов можно узнать документе Assigned Numbers Request for Comments (RFC).
Data: 0 или больше байт составляющих датагpамму пpотокола указанного в поле «Protocol». Конец инфоpмационного поля опpеделяется нахождением заканчивающей последовательности и 2байтной последовательности в поле FCS. По умолчанию максимальная длина инфpмационоого поля 1500байт.Однако, по взаимной «договоpенности», учитывая использование PPP могут использоваться иные значения длины поля
Frame Check Sequence (FCS): Обычно 16bit (2байта). Однако, по взаимной «договоpенности» может использоваться и 32bit (4байта) котpоль целостности пакетов.

PPP Link Control Protocol

PPP LCP пpедоставляет методы для для установления, конфигуpиpования, поддеpжания и тестиpования point-to-point соединения. LCP pаспадается на 4 фазы:

* Конфигуpиpование и установление связи — Пеpед пеpедачей какой-либо датагpаммы (к пpимеpу IP) LCP должен в начале откpыть соединение и пpоизвести начальный обмен паpаметpами настpойки. Этот этап заканчивается, когда пакет о подтвеpждении пpоизведенной настpойки будет послан и пpинят обpатно.
* Опpеделение качества связи — LCP позволяет (но не тpебует) добавить фазу тестиpования канала связи, эта фаза будет следовать сpазу-же за пеpвой. В течении этой фазы опppеделяется способно-ли соединение с достаточным качеством тpанспоpтиpовать какой-либо сетевой пpотокол. Эта фаза не является обязательной. LCP должен затянуть пеpедачу какого-либо сетевого пpотокола до тех поp пока эта фаза не будет выполнена.
* Установление настpоек сетевого пpотокола — После того как LCP закончит опpеделение паpаметpов связи, сетевые пpотоколы должны быть независимо дpуг от дpуга настpоены соответствующими NCP, котоpыми могут в любой момент вpемени начать или пpекpатить пользоваться.
* Окончание связи — LCP может в любое вpемя пpеpвать установленную связь. Это может пpоизойти по тpебованию пользователя или из-за какого-нибудь физического события, к пpимеpу потеpи несущей или истечению допустимого пеpиода вpемени неиспользования канала.

Существует тpи типа LCP пекетов:

* Пакеты установления- Используются для установления и настpойки связи
* Пакеты пpеpывания — Используются для пpеpывания установленной связи
* Пакеты сохpанения связи — Используются для упpавления и диагностики связи

2.4 PPP relevant RFCs

Это список документов RFC посвященных PPP. Часть этих документов (obsoleted) устаpела…

* 1717 — Sklower, K.; Lloyd, B.; McGregor, G.; Carr, DThe PPP Multilink Protocol (MP). 1994 November; 21 p. (Format: TXT=46264 bytes)
* 1663 — Rand, DPPP Reliable Transmission. 1994 July; 8 p. (Format: TXT=17281 bytes)
* 1662 — Simpson, W.,edPPP in HDLC-like Framing. 1994 July; 25 p. (Format: TXT=48058 bytes) (Obsoletes RFC 1549)
* 1661 — Simpson, W.,edThe Point-to-Point Protocol (PPP). 1994 July; 52 p. (Format: TXT=103026 bytes) (Obsoletes RFC 1548)
* 1638 — Baker, F.; Bowen, R.,edsPPP Bridging Control Protocol (BCP). 1994 June; 28 p. (Format:TXT=58477 bytes)
* 1619 — Simpson, WPPP over SONET/SDH. 1994 May; 4 p. Format: TXT=8893 bytes)
* 1618 — Simpson, WPPP over ISDN. 1994 May; 6 p. (Format: TXT=14896 bytes)
* 1598 — Simpson, WPPP in X.25. 1994 March; 7 p. (Format: TXT=13835 bytes)
* 1570 — Simpson, W.,ed. PPP LCP Extensions. 1994 January; 18 p. (Format: TXT=35719 bytes) (Updates RFC 1548)
* 1553 — Mathur, S.; Lewis, M. Compressing IPX Headers Over WAN Media (CIPX). 1993 December; 23 p. (Format: TXT=47450 bytes)
* 1552 — Simpson, W. The PPP Internetwork Packet Exchange Control Protocol (IPXCP). 1993 December; 14 p. Format: TXT=29174 bytes)
* 1551 — Allen, M. Novell IPX Over Various WAN Media IPXWAN). 1993 December; 22 p. (Format: TXT=54210 bytes) (Obsoletes RFC 1362)
* 1549 — Simpson, W.,ed. PPP in HDLC Framing. 1993 December; 18 p. (Format: TXT=36353 bytes) Obsoleted by RFC 1662)
* 1548 — Simpson, W. The Point-to-Point Protocol (PPP). 1993 December; 53 p. (Format: TXT=111638 bytes) (Obsoletes RFC 1331; Obsoleted by RFC 1661; Updated by RFC 1570)
* 1547 — Perkins, D. Requirements for an Internet Standard Pointto-Point Protocol. 1993 December; 21 p. Format: TXT=49811 bytes)
* 1378 — PPP AppleTalk Control Protocol (ATCP). Parker, B. 1992 November; 16 p. (Format: TXT=28496 bytes)
* 1377 — PPP OSI Network Layer Control Protocol (OSINLCP). Katz, D. 1992 November; 10 p. (Format: TXT=22109 bytes)
* 1376 — PPP DECnet Phase IV Control Protocol (DNCP). Senum, S.J. 1992 November; 6 p. (Format: TXT=12448 bytes)
* 1362 — Allen, M. Novell IPX Over Various WAN Media IPXWAN). 1992 September; 18 p. (Format: TXT=30220 bytes)
* 1334 — PPP authentication protocols. Lloyd, B.; Simpson, W.A. 1992 October; 16 p. (Format: TXT=33248 bytes)
* 1333 — PPP link quality monitoring. Simpson, W.A. 1992 May; 15 p. (Format: TXT=29965 bytes)
* 1332 — PPP Internet Protocol Control Protocol (IPCP). McGregor, G. 1992 May; 12 p. (Format: TXT=17613 bytes) (Obsoletes RFC1172)
* 1331 — Point-to-Point Protocol (PPP) for the transmission of multi-protocol datagrams over point-to-point links. Simpson, W.A. 1992 May; 66 p. (Format: TXT=129892 bytes) (Obsoletes RFC1171, RFC1172; obsoleted by RFC 1548)
* 1220 — Point-to-Point Protocol extensions for bridging. Baker, F.,ed. 1991 April; 18 p. (Format: TXT=38165 bytes)
* 1172 — Point-to-Point Protocol (PPP) initial configuration options. Perkins, D.; Hobby, R. 1990 July; 38 p. (Format: TXT=76132 bytes) (Obsoleted by RFC1331, RFC1332)
* 1171 — Point-to-Point Protocol for the transmission of multi-protocol datagrams over Point-to-Point links. Perkins, D. 1990 July; 48 p. (Format: TXT=92321 bytes) (Obsoletes RFC1134; Obsoleted by RFC1331)
* 1134 — Point-to-Point Protocol: A proposal for multi-protocol transmission of datagrams over Point-to-Point links. Perkins, D. 1989 November; 38 p. (Format: TXT=87352 bytes) (Obsoleted by RFC1171)
* 1144 — Compressing TCP/IP headers for low-speed serial links. Jacobson, V. 1990 February; 43 p. Format: TXT=120959 PS=534729 bytes)

PPP (сетевой протокол)

PPP (англ. Point-to-Point Protocol ) - двухточечный протокол канального уровня (Data Link) сетевой модели OSI . Обычно используется для установления прямой связи между двумя узлами сети, причем он может обеспечить аутентификацию соединения, шифрование (с использованием ECP, RFC 1968) и сжатие данных. Используется на многих типах физических сетей: нуль-модемный кабель, телефонная линия, сотовая связь и т. д.

Часто встречаются подвиды протокола PPP такие, как Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), используемый для подключения по Ethernet, и иногда через DSL; и Point-to-Point Protocol over ATM (PPPoA), который используется для подключения по ATM Adaptation Layer 5 (AAL5), который является основной альтернативой PPPoE для DSL .

PPP представляет собой целое семейство протоколов: протокол управления линией связи (LCP), протокол управления сетью (NCP), протоколы аутентификации (PAP , CHAP), многоканальный протокол PPP (MLPPP).

Основные характеристики

PPP протокол был разработан на основе HDLC и дополнен некоторыми возможностями, которые до этого встречались только в проприетарных протоколах.

Автоматическая настройка

После того, как соединение было установлено, поверх него может быть настроена дополнительная сеть. Обычно, используется Internet Protocol Control Protocol (IPCP), хотя Internetwork Packet Exchange Control Protocol (IPXCP) и AppleTalk Control Protocol (ATCP) были когда-то популярны. Internet Protocol Version 6 Control Protocol (IPv6CP) получит большее распространение в будущем, когда IPv6 заменит IPv4 как основной протокол сетевого уровня.

Многопротокольная поддержка

PPP позволяет работать нескольким протоколам сетевого уровня на одном канале связи. Другими словами, внутри одного PPP-соединения могут передаваться потоки данных различных сетевых протоколов ( , Novell IPX и т. д.), а также данные протоколов канального уровня локальной сети. Для каждого сетевого протокола используется Network Control Protocol (NCP) который его конфигурирует (согласовывает некоторые параметры протокола).

Обнаружение закольцованных связей

PPP обнаруживает закольцованные связи, используя особенность, включающую magic numbers. Когда узел отправляет PPP LCP сообщения, они могут включать в себя магическое число. Если линия закольцована, узел получает сообщение LCP с его собственным магическим числом вместо получения сообщения с магическим числом клиента.

Наиболее важные особенности

• Link Control Protocol устанавливает и завершает соединения, позволяя узлам определять настройки соединения. Также он поддерживает и байто-, и бито-ориентированные кодировки.
• Network Control Protocol используется для определения настроек сетевого уровня, таких как сетевой адрес или настройки сжатия, после того как соединение было установлено.

Конфигурационные опции PPP

Так как в PPP входит LCP протокол, то можно управлять следующими LCP параметрами:

• Аутентификация . RFC 1994 описывает Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP), который является предпочтительным для проведения аутентификации в PPP, хотя Password Authentication Protocol (PAP) иногда еще используется. Другим вариантом для аутентификации является Extensible Authentication Protocol (EAP).
• Сжатие . Эффективно увеличивает пропускную способность PPP соединения, за счет сжатия данных в кадре. Наиболее известными алгоритмами сжатия PPP кадров являются Stacker и Predictor.
• Обнаружение ошибок . Включает Quality-Protocol и помогает выявить петли обратной связи посредством Magic Numbers RFC 1661 .
• Многоканальность . Multilink PPP (MLPPP, MPPP, MLP) предоставляет методы для распространения трафика через несколько физических каналов, имея одно логическое соединение. Этот вариант позволяет расширить пропускную способность и обеспечивает балансировку нагрузки.

PPP кадр

Каждый кадр PPP всегда начинается и завершается флагом 0x7E. Затем следует байт адреса и байт управления, которые тоже всегда равны 0xFF и 0x03 соответственно. В связи с вероятностью совпадения байтов внутри блока данных с зарезервированными флагами, существует система автоматической корректировки «проблемных» данных с последующим восстановлением.

Поля «Флаг», «Адрес» и «Управление» (заголовок кадра HDLC) могут быть опущены и не передаваться, но это если PPP в процессе конфигурирования (используя LCP), договорится об этом. Если PPP инкапсулирован в L2TP -пакеты, то поле «Флаг» не передается.

Тип кадра данных в PPP

Поле «Данные», PPP кадра, в свою очередь разбиты ещё на два поля: флаг протокола (который определяет тип данных до конца кадра), и сами данные.

• Флаги протокола от 0x0XXX до 0x3XXX идентифицируют протоколы сетевого уровня. Например, популярному протоколу соответствует флаг 0x0021, а Novell IPX - 002B.
• Флаги протокола от 0x4XXX до 0x7XXX идентифицируют протоколы с низким уровнем трафика.
• Флаги протокола от 0x8XXX до 0xBXXX идентифицируют протокол управления сетью (NCP).
• Флаги протокола от 0xCXXX до 0xEXXX идентифицируют управляющие протоколы. Например, 0xC021 обозначает, что кадр содержит данные протокола управления соединением LCP .

Активации канала PPP и его фазы

Фазы PPP по RFC 1661 указаны ниже:

• Link Dead . Эта фаза наступает, когда связь нарушена, либо одна из сторон указала не подключаться (например, пользователь завершил модемное соединение.)
• Link Establishment Phase . В данной фазе проводится настройка Link Control. Если настройка была успешной, управление переходит в фазу аутентификации, либо в фазу Network-Layer Protocol, в зависимости от того, требуется ли аутентификация.
• Authentication Phase . Данная фаза является необязательной. Она позволяет сторонам проверить друг друга перед установкой соединения. Если проверка успешна, управление переходит в фазу Network-Layer Protocol.
• Network-Layer Protocol Phase . В данной фазе вызывается NCP для желаемого протокола. Например, IPCP используется для установки IP сервисов. Передача данных по всем успешно установленным протоколам также проходит в этой фазе. Закрытие сетевых протоколов тоже включается в данную фазу.
• Link Termination Phase . Эта фаза закрывает соединение. Она вызывается в случае ошибок аутентификации, если было настолько много ошибок контрольных сумм, что обе стороны решили закрыть соединение, если соединение неожиданно оборвалось, либо если пользователь отключился. Данная фаза пытается закрыть все настолько аккуратно, насколько возможно в данных обстоятельствах.

Документы RFC

Протокол PPP определен в RFC 1661 (The Point-to-Point Protocol, июль 1994). Ряд соответствующих RFC, были написаны чтобы определить, как различные сетевые протоколы, включая TCP/IP , DECnet, AppleTalk , IPX и другие, работают с PPP.

• RFC 1661 , Standard 51, Протокол точка-точка (PPP)
• RFC 1662 , Standard 51, Использование HDLC в разработке PPP
• RFC 5072 , IPv6 и PPP

Примечания

См. также

• PLIP (англ.) русск.

И так. Так получилось, что достался DSL модем и телефонная линия для интернета. Возникла задача это всё дело настроить. Приступим.

Добавляем строки в /etc/rc.conf

ppp_enable="YES"
ppp_mode="ddial"
ppp_profile="provider"

Слово provider — может быть произвольным. Это идентифицирует настройки именно того подключения, которое будет использоваться. На самом деле в конфигурационном файле (имеется ввиду /etc/ppp/ppp.conf ) может быть несколько описаний, и каждое может использоваться для своего подключения.

Далее, переходим в каталог /etc/ppp . Для этого вы должны обладать рутовыми правами (иначе не пустит). Чаще всего, что дефолтный конфиг уже присутствует. Но если это не так — читаем ниже. В любом случае, приводим файл ppp.conf к такому виду.

set device PPPoE:em0:provider
set speed sync
set mru 1492
set mtu 1492
set ctsrts off
set timeout 0
set redial 0 0
enable lqr
set lqrperiod 5

provider:
set authname ЛОГИН
set authkey ПАРОЛЬ
add default HISADDR

Поясним некоторые параметры.

em0 — имя внешнего интерфейса
set authname — задаём логин для доступа к интернету
set authkey — собственно пароль 🙂

Пару слов об MTU.

MTU – Maximum Transmission Unit . Это максимальный размер блока данных, который может быть передан через интерфейс. Это понятие находится на пересечении L2 и L3 и его интерпретация может различаться для разных вендоров.

Например, типичный размер MTU для физического L3 -интерфейса 1500 . То есть, грубо говоря, IP -пакет размером 1500 байт будет обработан, а 1501 – отброшен или фрагментирован. Зачастую фрагментация пакетов запрещена, и потому большие пакеты отбрасываются.

Если вы используете туннелирование, размер пакета увеличивается засчёт дополнительных заголовков (GRE , IPSec и т.д.) Например:

— для GRE: 24 байта (GRE , Новый IP).
— для GRE over IPSec: 56 и более байтов (зависит от режима работы и типа шифрования)
— для PPPoE: 36 (PPP , PPPoE , Ethernet )

Если у вас на маршрутизаторе MTU=1514 , но у провайдера на физическом интерфейсе стоит MTU=1500 , и на нём пакет будет отброшен.

Для всевозможных туннелей это совершенно типичная проблема.

ОЧЕНЬ СУЩЕСТВЕННЫ ОТСТУПЫ В ЭТОМ ФАЙЛЕ!!! Слова provider и default начинаются строго с начала строки, все остальные параметры начинаются строго с отступа. Собственно это и всё. Запустить соединение можно так

#ppp -ddial provider

Для управлением настроек соединения в режиме реального времени служит утилита pppctl . С её помощью вы можете налету менять настройки соединения.

Дополнения:

При этом в логах будет отображаться меньше записей о подключении

2) Обрыв в произвольное время

Виной может быть строка набора номера для вашего модема

set dial "...... ATS10=10 OK ......"

Попробовать выставить меньше/больше таймаут

3) Прочие обрывы

Как вариант отключить компрессию

disable pred1 deflate deflate24 protocomp acfcomp shortseq vj
deny pred1 deflate deflate24 protocomp acfcomp shortseq vj

PPP (Point-to-Point-Protocol) – протокол второго уровня модели OSI, использующийся на WAN линках. PPP – открытый протокол, что позволяет его использовать при необходимости соединения устройств Cisco с устройствами других производителей (в отличие от HDLC, в отношении спецификации которого у циски своё мнение).

Сразу стоит сделать важное замечание: протокол PPP – многофункциональный и широко распространённый, в то же время, в рамках курса CCNA рассматривается только один способ его применения: подключение двух маршрутизаторов друг к другу через serial кабель. На самом деле, сфера применения протокола не ограничивается этими случаями. PPP может работать через нуль-модемный кабель, телефонную линию, в сотовой связи. Другие популярные способы использования протокола PPP – инкапсуляция его в другие протоколы второго уровня. Поясню: сам PPP находится на втором уровне модели OSI и обеспечивает прямое соединение между двумя устройствами, но если его инкапсулировать в другой протокол второго уровня – Ethernet (PPP over Ethernet – PPPoE), то ethernet будет заниматься доставкой фреймов с мак адреса отправителя на мак адрес получателя, после получатель будет декапсулировать из Ethernet-а PPP фрейм и дальше для завёрнутых в PPP протоколов (IPv4, IPX, …) будет создаваться полная «иллюзия» того, что соединение точка-точка. Сам же PPP в этом случае будет заниматься такими вещами как аутентификация и сжатие траффика. Существуют другие способы использования PPP, например PPP over ATM – PPPoA, Microsoft Windows использует для создания VPN протокол PPTP, который так же является надстройкой над PPP. Но это всё лирическое отступление, чтобы было понятно, зачем вообще изучать PPP. В курсе «CCNA Accessing the WAN» PPP – это протокол для соединения двух маршрутизаторов через serial кабель.

Что умеет PPP в сравнении с HDLC?

1. Управление качеством линии (PPP отключает линк, если количество ошибок превысит заданное значение).
2. Аутентификация с помощью PAP или CHAP.
3. Multilink – технология напоминающая Etherchannel в Ethernet-е: несколько разных линков объединяются в один логический, со скоростью, равной сумме входящих в него линков.
4. PPP Callback – технология, использующаяся для повышения безопасности: клиент устанавливает соединение с сервером, сервер разрывает соединение и устанавливает со своей стороны новое – к клиенту.

На самом деле, при передачи данных с маршрутизатора на маршрутизатор, PPP инкапсулируется в HDLC, который выполняет «транспортные» функции для PPP фреймов. Подробнее про HDLC можно почитать в статье «Протокол HDLC – пример настройки и описание». PPP – обладает уровневой структурой, когда фрейм PPP приходит из сети он поднимается по внутренним подуровням PPP снизу вверх:

1. Первый подуровень HDLC – получает фрейм, проверяет адрес получателя, контрольную сумму и передаёт полезнуюинформацию дальше.
2. Подуровень LCP (Link Control Protocol), как видно из названия, занимается управлением соединением, отправляет и получает разные служебные флаги, следит за состоянием соединения (подключено/выключено), следит за качеством линии, следит за согласованностью параметров конфигурации между точками.
3. Подуровень NCP (Network Control Protocol) состоит из большого количества модулей, каждый из которых занимается связью с каким-то конкретным протоколом третьего уровня (IPv4, IPv6, IPX, AppleTalk, …). Благодаря этому, в рамках одного установленного PPP соединения с одним логином и паролем, можно передавать траффик разных протоколов сетевого уровня.

Установка связи между двумя маршрутизаторами по протоколу PPP происходит по уровням снизу вверх, разрыв связи – сверху вниз.

То есть устанавливается связь в таком порядке: LCP,NCP, полезные данные третьего уровня. А разрывается: конец передачи полезных данных, NCP, LCP. Как видно, HDLC не устанавливает и не разрывает соединения, так как в PPP используются HDLC фреймы без подтверждения доставки.

Структура PPP фрейма имеет следующий вид:

1. FLAG – признак начала фрейма, специальная последовательность нулей и единиц («01111110»), которая говорит получателю, что далее будет следовать тело фрэйма.
2. ADDRESS – адрес получателя, в протоколе PPP всегда используется широковещательный «11111111».
3. CONTROL – поле содержит значение «00000011»
4. PROTOCOL – поле, содержащее номер протокола третьего уровня, пакет которого «завёрнут» в данный фрейм.
5. DATA – поле с полезными данными вышестоящих протоколов.
6. FCS – контрольная сумма, которая считается при отправке фрейма и сравнивается с полученным пересчётом, который делается при получении фрейма. В результате, если суммы не совпадают, кадр считается «битым» и отбрасывается.
7. FLAG – признак окончания фрейма, содержит то же значение что и признак начала фрейма.

Настройка PPP на оборудовании cisco, как уже было сказано, в курсе CCNA не сложная. Выполняется она на интерфесе:

1. Выбираем алгоритм сжатия командой compress
2. Устанавливаем качество линии, которое будет считаться приемлемым (при количестве ошибок, больше заданного связь будет разрываться). Для этого служит команда ppp quality .
3. Выбираем способ аутентификации PAP или CHAP (подробнее об этом можно узнать из статьи «В чём разница между PAP и CHAP ». Способ аутентификации задаётся командной ppp authentication .
4. Необходимо настроить пользователя под которым наш маршрутизатор будет подключаться к другому. Здесь команды разнятся для CHAP и PAP. Сам поьзователь добавляется командой username <имя> password <пароль>, причём делать это надо не на интерфейсе, а в режиме глобальной конфигурации, но в случае использования PAP, надо ещё использовать на интерфейсе команду ppp pap sent-username <имя> password <пароль>.

Использование PAP в реальных конфигурациях не желательно, поэтому мы ограничимся примером настройки CHAP. Итак, предположим, что топология следующая, необходимо настроить PPP с аутентификацией CHAP. Настройка на первом маршрутизаторе:

Router#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#hostname R1 R1(config)#username R2 password 123456789 R1(config)#interface serial 0/3/0 R1(config-if)#en R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#ppp authentication chap R1(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shutdown %LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/3/0, changed state to down

Настройка на втором маршрутизаторе:

Router#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#hostname R2 R2(config)#username R1 password 123456789 R2(config)#interface serial0/3/0 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#ppp authentication chap R2(config-if)#ip address 192.168.0.2 255.255.255.0 R2(config-if)#no shutdown %LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/3/0, changed state to up %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0/3/0, changed state to up

Обратите внимание, что пользователь, которого мы заводим на маршрутизаторе R1 имеет имя R2, а на R2 – R1. Это необходимо, так как когда один роутер подключается к другому, он указывает своё имя, соответственно, другой должен знать это имя (видеть его в своём списке локальных пользователей). Ещё одна немаловажная деталь: пароли к пользователям R1 и R2 обязательно должны совпадать.

Для проверки можем выполнить команду:

R2#sh ip inter brief Interface IP-Address OK? Method Status Protocol … Serial0/3/0 192.168.0.2 YES manual up up …

Если status будет «up», а протокол – «down», то это, как правило означает, что какие-то проблемы с PPP – не та аутентификация, не совпали пароли, качество линии ниже того, что мы заказывали и т.п. В этом случае придётся проверять конфиги и запускать debug ppp, чего я не пожелаю и врагу.