pppoe发现阶段的数据报文有几类,分别是啥

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PPPoE协议的工作流程包含发现和会话两个阶段,发现阶段是无状态的,目的是获得PPPoE终结端(在局端的ADSL设备上)的以太网MAC地址,并建立一个唯一的PPPoE SESSION-ID。发现阶段结束后,就进入标准的PPP会话阶段。

当一个主机想开始一个PPPoE会话,它必须首先进行发现阶段,以识别局端的以太网MAC地址,并建立一个PPPoE SESSION-ID。在发现阶段,基于网络的拓扑,主机可以发现多个接入集中器,然后允许用户选择一个。当发现阶段成功完成,主机和选择的接入集中器都有了他们在以太网上建立PPP连接的信息。直到PPP会话建立,发现阶段一直保持无状态的Client/Server(客户/服务器)模式。一旦PPP会话建立,主机和接入集中器都必须为PPP虚接口分配资源。

PPPoE协议会话的发现和会话两个阶段具体进程如下。

发现阶段

在发现(Discovery)阶段中用户主机以类似广播的方式寻找所连接的所有接入集中器(或交换机),并获得其以太网MAC地址。然后选择需要访问的接入集中器,并确定所要建立的PPP会话唯一标识号码。发现阶段有4个步骤,当此阶段完成,通信的两端都知道PPPoE SESSION-ID和对端的以太网地址,他们一起唯一定义PPPoE会话。这4个步骤如下。

(1)主机广播发起分组(PADI),分组的目的地址为以太网的广播地址0×ffffffffffff,CODE(代码)字段值为0×09,SESSION-ID(会话ID)字段值为0×0000。PADI分组必须至少包含一个服务名称类型的标签(标签类型字段值为0×0101),向接入集中器提出所要求提供的服务。

(2)接入集中器收到在服务范围内的PADI分组,发送PPPoE有效发现提供包(PADO)分组,以响应请求。其中CODE字段值为0×07,SESSION-ID字段值仍为0×0000。PADO分组必须包含一个接入集中器名称类型的标签(标签类型字段值为0×0102),以及一个或多个服务名称类型标签,表明可向主机提供的服务种类。

(3)主机在可能收到的多个PADO分组中选择一个合适的PADO分组,然后向所选择的接入集中器发送PPPoE有效发现请求分组(PADR)。其中CODE字段为0×19,SESSION_ID字段值仍为0×0000。PADR分组必须包含一个服务名称类型标签,确定向接入集线器(或交换机)请求的服务种类。当主机在指定的时间内没有接收到PADO,完整它应该重新发送它的PADI分组,并且加倍等待时间,这个过程会被重复期望的次数。

(4)接入集中器收到PADR分组后准备开始PPP会话,它发送一个PPPoE有效发现会话确认PADS分组。其中CODE字段值为0×65,SESSION-ID字段值为接入集中器所产生的一个唯一的PPPoE会话标识号码。PADS分组也必须包含一个接入集中器名称类型的标签以确认向主机提供的服务。当主机收到PADS分组确认后,双方就进入PPP会话阶段。

PPP会话阶段

用户主机与接入集中器根据在发现阶段所协商的PPP会话连接参数进行PPP会话。一旦PPPoE会话开始,PPP数据就可以以任何其他的PPP封装形式发送。所有的以太网帧都是单播的。PPPoE会话的SESSION-ID一定不能改变,并且必须是发现阶段分配的值。

PPPoE还有一个PADT分组,它可以在会话建立后的任何时候发送,来终止PPPoE会话,也就是会话释放。它可以由主机或者接入集中器发送。当对方接收到一个PADT分组,就不再允许使用这个会话来发送PPP业务。PADT分组不需要任何标签,其CODE字段值为0×a7,SESSION-ID字段值为需要终止的PPP会话的会话标识号码。在发送或接收PADT后,即使正常的PPP终止分组也不必发送。PPP对端应该使用PPP协议自身来终止PPPoE会话,但是当PPP不能使用时,可以使用PADT。

以上各个阶段的会话流程可用图4-5描述。

验证过程

编辑

1. 在STA和AP之间建立好关联之后,客户端向AC设备发送一个PADI报文,开始PPPOE接入的开始。

2.AC向客户端发送PADO报文。

3. 客户端根据回应,发起PADR请求给AC。

4. Ac产生一个session id,通过PADS发给客户端。

5. 客户端和AC之间进行PPP的LCP协商,建立链路层通信。同时,协商使用PAP、CHAP认证方式。

6. AC通过Challenge报文发送给认证客户端,提供一个128bit的Challenge。

7. 客户端收到Challenge报文后,将密码和Challenge做MD5算法后的Challenge—Password,在Response回应报文中把它发送给AC设备。

8. Ac将Challenge、challenge-Password和用户名一起送到RADIus用户认证服务器,由RADIUS用户认证服务器进行认证。

9.RADIUS用户认证服务器根据用户信息判断用户是否合法,然后回应认证成功/失败报文到AC。如果成功,携带协商参数,以及用户的相关业务属性给用户授权。如果认证失败,则流程到此结束。

10.AC将认证结果返回给客户端。

l 1.用户进行NCP(如IPCP)协商,通过AC获取到规划的IP地址等参数。

12.认证如果成功,AC发起计费开始请求给RADIUS用户认证服务器。

13.RADIUS用户认证服务器回应计费开始请求报文。用户上线完毕,开始上网[1]  。

PPPOE认证流程图

假如客户端要通过一个局域网与远程的PPPoE服务器进行身份验证,这时,它们会有两个不同的会话阶段,Discovery阶段和PPP会话阶段。当一个客户端想开始一个PPPoE会话时,它必须首先进行发现阶段以识别对端的以太网MAC地址,并建立一个PPPoESESSON_ID。在发现阶段,基于网络的拓扑结构,客户端可以发现多个PPPoE服务器,然后从中选择一个,不过通常都是选择反应最快的一个。

Discovery阶段是一个无状态的阶段,该阶段主要是选择接入服务器,确定所要建立的PPP会话标识符Session ID,同时获得对方点到点的连接信息;PPP会话阶段执行标准的PPP过程。当此阶段完成,通信的两端都知道PPPoESESSON_ID和对端的以太网地址,它们一起定义了一个唯一的PPPoE会话。这些步骤包括客户端广播一个发起分组(PADI),一个或多个PPPoE服务器发送响应分组(PADO),客户端向选中的服务器发送请求分组(PADR),选中的PPPoE服务器发送一个确认分组(PADS)给客户端。当客户端接收到确认分组,它可以开始进行PPP会话阶段。当PPPoE服务器发送出确认分组,它可以开始PPP会话。

当客户端在指定的时间内没有接收到PADO,它应该重新发送它的PADI分组,并且加倍等待时间,这个过程会被重复期望的次数。如果客户端正等待接收PADS,应该使用具有客户端重新发送PADR的相似超时机制。在重试指定的次数后,主机应该重新发送PADI分组。PPPoE还有一个PADT分组,它可以在会话建立后的任何时候发送,来终止PPPoE会话。它可以由客户端或者PPPoE服务器发送。当接收到一个PADT,不再允许使用这个会话来发送PPP业务在发送或接收PADT后,即正常的PPP不能使用时,可以使用PADT,一旦PPPoE会话开始,PPP数据就可以以任何其它的PPP封装形式发送。所有的以太网帧都是单播的,身份验证是发生在会话阶段的,PPPoE会话的SESSION_ID一定不能改变,并且必须是发现阶段分配的值。

参考技术A PPPoE(PPP overEthernet)是在以太网上建立PPP连接,由于以太网技术十分成熟且使用广泛,而PPP协议在传统的拨号上网应用中显示出良好的可扩展性和优质的管理控制机制,二者结合而成的PPPoE协议得到了宽带接入运营商的认可并广为采用。PPPoE不仅有以太网的快速简便的特点,同时还有PPP的强大功能,任何能被PPP封装的协议都可以通过PPPoE传输。
PPPoE的数据报文是被封装在以太网帧的数据域内的。
以太网帧头包括:
1. 目的MAC地址(该阶段为ffffffffffff的广播地址)
2. 源MAC地址(客户端MAC地址)
3. 以太网协议类型(该阶段为0x8863,表示为发现阶段)。
PPPoE数据报文的格式:
1.PPPoE数据报文最开始的4位为版本域(Version),协议中给出了明确的规定,这个域填充的内容为0x01.
2. 版本域后是4位的类型域(Type),根据协议规定,这个域填充的内容也是0x01.
3. 代码域(Code)占用一个字节,对于PPPoE的不同阶段这个域内容也不一样。
4. 会话ID(Session ID)占用两个字节,当访问集中器(AccessConcentrator)还没有分配唯一的会话ID给用户主机的话,改域的内容必须填充为0x0000;一旦主机获取了会话ID后,那么在后续的所有报文里面必须填充那个唯一的会话ID。
5.PPPoE的Payload长度(Length)占两个字节。PPPoE的Payload可以由多个TLV组成,每个包括Tag_Type,Tag_Length,Tag_Vlaue。

PPPoE建立过程可以分为Discovery阶段和PPP会话阶段。Discovery阶段是一个无状态的阶段,该阶段主要是选择接入服务器,确定所要建立的PPP会话标识符SessionID,同时获得对方点到点的连接信息;PPP会话阶段执行标准的PPP过程

一、发现阶段(Discovery)
PPPoE的发现阶段一共分为4步,分别是:PADI(PPPoE Active DiscoveryInitiation),PADO(PPPoE Active Discovery Offer),PADR(PPPoE ActiveDiscovery Request),PADS(PPPoE Active DiscoverySession-confirmation)。当完成这四步之后,用户主机(PC)和访问集中器(AC)双方就能获知对方唯一的MAC地址和唯一的会话ID。MAC地址和会话ID共同定义了唯一的PPPoE会话。PPPoE Discovery的以太网类型域为0x8863。
1.PADI:PPPoE发现阶段的第一步。用户主机以广播的方式发送PADI数报包,请求建立链路。Code域置为0x09,会话ID域必须置为0x0000。
2.PADO:PPPoE发现阶段的第二步。访问集中器(AC)以单播的方式发送一个PADO数据包对主机的请求做出应答。目的地址为主机的MAC地址,Code域置为0x07,会话ID域必须置为0x0000。PADO数据包必须包含一个类型为AC-Name的Tag(包含了访问集中器的名字)。
3.PADR:PPPoE发现阶段的第三步。因为PADI数据包是广播的,所以主机可能收到不止一个的PADO报文。主机在收到报文后,会根据AC-Name或者PADO所提供的服务来选择一个AC,然后主机向选中的AC单播一个PADR数据包。目的地址域为AC的MAC地址,Code域置为0x19,会话ID域必须置为0x0000。PADR报文必须且只能包含一个Tag_Type为Service-Name的Tag,表明主机请求的服务。
4.PADS:PPPoE发现阶段最后一步。当AC在收到PADR报文时,就准备开始一个PPP的会话了。它为PPPoE会话创建一个唯一的会话ID并用单播一个PADS数据包来给主机做出响应。目的地址域为主机的MAC地址,Code域置为0x65,会话ID必须设置为所创建好的会话ID。

注意:
1. Host-Uniq
在PPPoE发现阶段的四个步骤中,PPPoE头的Payload中始终含有这样一个TLV:
Tag_Type = 0103 (表示为Host-Uniq)
Tag_Length = 8 (8个字节的长度)
Tag_Value = 0500000008000000
Host-Uniq为主机唯一标识,类似于PPP数据报文中的标识域,主要是用来匹配发送和接收端的。因为对于广播式的网络中会同时存在很多个PPPoE的数据报文。

2. AC-Cookie
PADO和PADR数据包里面都含有Tag_Type为AC-Cookie的Tag,16Bytes。Ac-Cookie是为了防止拒绝服务攻击(DenialofService,简称DOS)。访问集中器(AC)能够根据PADR的源地址来重新产生唯一的Tag_Value。使用这种方法,AC可以确保PADI的源地址是可达的,并对该地址的并行会话数进行限制。

二、会话阶段(PPP)
PPP会话的建立,需要两端的设备都发送LCP(Link ControlProtocol)数据包来配置和测试数据通信链路。
LCP报文可以分为三类:链路配置报文(LCP Configure Request,LCP ConfigureReject,LCP Configure Ack和LCP Configure Nak)、链路终止报文和链路维护报文。
Ⅰ 协商阶段
LCP的Request主机和AC都要给对方发送,LCP协商阶段完成最大传输单元,是否进行认证和采用何种认证方式的协商。
LCP协商阶段的数据帧由三部分组成:以太网头,PPPoE头和PPP头。PPPoESession的以太网类型域为0x8864。
PPP信息包括: Code=01(表示Configure Request,请求同意Option中的内容)
02(表示ConfigureAck,完全同意)
03(表示ConfigureNak,同意部分Option中的内容,还需要再协商)
04(表示Configure Reject,完全不同意)
06(Terminate Ack,正常下网)
1.当Config-Request报文的一端能识别发送过来的所有配置参数选项且认可所有配置参数选项数据域的内容时,接收端将会给对端回一个Config-Ack报文并将配置请求报文中的配置参数选项原封不动的放置在Config-Ack报文的数据域内。
2.当接收Config-Request报文的一端能识别发送端所发送过来的所有配置参数选项,但对部分配置参数选项数据域中的内容不认可时,接收端将会给对端回应一个Config-Nak报文,该报文只携带不认可的配置参数选项,而这些配置参数选项的数据内容为本端希望的值。
当接收端接收到Config-Nak报文后,会重新新发送Config-Request报文。这次的报文和上一次报文的区别在于那些被对端不认可的配置参数选项的内容被替换成Config-Nak报文里面相应的内容。
3.当接收Config-Request报文的一端不能识别所有发送端发送过来的配置参数选项时,此时接收端将会向对端回一个Config-Reject报文,该报文中的数据域只携带那些不能识别的配置参数选项。当对端接收到Config-Reject报文后,会再次发送Config-Request报文,只是将不被识别的那些配置参数选项给删除了。
Ⅱ 认证阶段
会话双方通过LCP协商好的认证方法进行认证,如果认证通过了,才可以进行下面的网络层的协商。认证过程在链路协商结束后就进
行。但此时可能链路质量的协商还在进行。所以会延缓认证过程。
认证阶段包括:Challenge Packet Identifier ,Response Packet Identifier.Success Packet Identifier和Failure Packet Identifier
认证报文包括:以太网头,PPPOE头,PPP头和CHAP头(采用的是Chap认证)。
以太网头和PPPOE头跟LCP中的相似。PPP头中,Protocol=0xc223(Challenge HandshakeAuthentication)
认证通过要经过三个步骤:首先AC发送Challenge Packet Identifier,然后客户端发送 ResponsePacket Identifier,最后AC发送Success Packet Identifier。
认证失败要经过三个步骤:首先AC发送Challenge Packet Identifier,然后客户端发送两次 ResponsePacket Identifier,最后AC发送 Failure Packet Identifier。
Ⅲ IPCP协商阶段
用户和接入设备对IP服务阶段的一些要求进行多次协商,以决定双方都能够接收的约定。如:IP业务阶段使用的IP压缩协议等。双方的协议是通过报文中包含的Option项进行协商的,每一个Option都是一个需要协商的问题。最后双方都需要对方答复Configure_Ack的同意报文。
IPCP阶段的报文:以太网头,PPPoE头,PPP。以太网头和PPPOE头跟LCP阶段相同。
PPP中存放的是多个Option。Option格式与LCP的TLV相同。
Configure_Request:要求协商的Option
Configure_Nak:表示对收到的Option都可识别,但是一些不能够接收。
Configure_Ack:表示对收到的都能够接收。
Configure_Reject:收到的Option不能够接收。
达成一致后,进入数据包的真正传输阶段,即IP阶段。用户和AC之间通信都开始使用对方的IP地址而不是MAC地址。

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