ppp
一 PPP point to point protocol 数据链路层协议
PPP session establishment
1 link establishment phase
2. authentication phase
3. network layer protocol phase
点对点协议
特点：
封装成帧 -----必须要实现的
透明性 ------
多种网络层协议 ------（tcp或ipx协议）
多种类型链路 ------（光纤或电话线或双绞线或同轴电缆等）
差错检测crc ------
检测连接状态 ------（提供各种状态的汇报） 例如 欠费了 账号密码不对 电话线断了 等各种不同 状况的汇报
MTU --------最大传输单元
网络层地址协商 -------分配ip地址
数据压缩 ------压缩 实现带宽的节约 算法的支持
HDLC
LCP 负责身份验证 ppp中建立链路的组件
NCP lcp通过之后 才能用此层分配ip地址 配置上层协议所需的环境 针对上层不同的协议类型 使 用不同的NCP组件
如果是ip 则提供 ipcp接口；如果是ipx 则提供ipxcp接口；如果是appletalk 则提供atcp接口。
PAP password authentication protocol 口令验证协议
CHAP challenge-handshake authentication protocol 挑战握手验证协议
在这些协议中比较重要的是LCP 和NCP 前者负责创建，维护或终止一次物理连接
后者是一族协议 负责解决物理连接上运行什么网络协议 以及解决上层网络协议发生的问题
每一个ppp数据帧都以标志字节7e开始和结束
地址域 ：FF 由于点到点链路可以唯一标识对方 所以此字节无意义 填充为全1的广播地址即可
控制域：0x03 无意义
协议域：区分ppp数据帧中信息域所承载的数据报文的内容 要求必须为奇数 低字节的最低位为1 高字节的 最低位为0 如果不符合上述规定 则接收端会向发送端发送一个protocol-reject报文 在此报文的 尾部 将完整地填充被拒绝的报文 主要的协议类型有LCP NCP 及普通的IP报文
实质上上面的协议类型标示ppp协议运行过程中的不同状态 可以根据此协议域的值来判断所处ppp的 哪个阶段 可以通过抓包 判断ppp的问题 再进行分析和定位
范围 代表的含义
0x0***-0x3*** 特殊数据包的网络层协议
0x8***-0xb*** 属于网络控制协议NCP
0x4***-0x7*** 用于没有相关NCP的低通信量协议
0xc***-0xf*** 使用链路层控制协议LCP的包
保留值
0xc021 LCP
0xc023 PAP
0xc025 LINK quality report 链路品质报告
0xc223 CHAP
0x8021 IPCP IP控制协议
0x0021 ip internet protocol
0x0001 padding protoco 填料协议
0x0003-0x001f 保留
0x007d 保留
****
抓包实例：
信息域：缺省不超过1500字节 ppp协议中配置的参数选项MRU ===MAXimum receive unit
方法一：字节填充
信息部分中出现的标志字段的值解决办法 （透明传输）
a 0x7e转变成2个字节 0x7d 和0x5e
b 0x7d 转变成2个字节 0x7d 和 0x5d
c 信息字段中出现ascii码的控制字符 即数值小于0x20的字符
则在该字符前面要加入一个0x7d字节 同时将该字符的编码加以改变
方法二：0比特填充
当用在SONET/SDH链路时 使用同步传输连续连串的比特连续传送 这时ppp协议采用0比特填充方法来 实现透明传输
在发送端 只要发现有5个连续的1 就立即填入一个0 接收端对帧中的比特流进行扫描。每当发现5个连续1 时，就把这5个连续1后的一个0删除。
所有的数据链路层协议都不进行编号和确认机制
PPP协议的工作状态
1.用户拨号接入isp 路由器（isp机房）的调制解调器对拨号确认 建立一条物理连接
2.pc向路由器发送一系列的LCP分组 封装成多个PPP帧 这些分组及其相应选择一些PPP参数 和进行网络层 配置，NCP给新接入的pC机分配ip地址 （isp购买很多个ip地址）
3. 通信完毕后，NCP释放网络层的连接 收回原来分配出去的IP 地址.接着,LCP释放数据链路层的连接 最后释 放物理层连接
http://wenku.baidu.com/view/118ad274580216fc700afd5f.html?from=search
二 LCP协议
用于HDLC的上层 写生数据链路的选项 制定MRU；lcp包被封装在ppp数据区域内 协议用0xc021表示
代码指定lcp包的种类 不同格式
标识符在请求和回复中使用 标识符无效 则该包将被静静丢弃
长度 制定lcp包长度 包括代码 标识符 长度和数据区域 小于mru
数据 由0或多个8位字节
lcp包有3类
链路配置包 configure-request 匹配请求 代码0x01
configure-ack 匹配正确应答
configure-nak 匹配不应答
configure-reject 匹配拒绝
链路结束包 terminate-request 终止请求
terminate-ack 终止应答
链路维修包 code-reject 代码拒绝
protocol-reject 协议拒绝
echo-request 回波请求
echo-reply 回波应答
discard-request 抛弃请求
a： configure-request 匹配请求 ：
选项域格式：1字节类型 + 1字节长度 +数据
0x01 maximum-receive-unit 最大-接收-单元
0x02 async-control-character-map 异步-控制-字符-映射
0x03 authentication-protocol 鉴定-协议
0x04 quality-protocol 质量-协议
0x05 magic-number
0x07 protocol-field-compression 协议-域压缩
0x08 addresss-and-control-field-compression 地址 控制域 压缩
cofnigure-nak
configure-reject
terminate-request和terminate-ack
格式与configure-request格式都相同 不同点位前面的类型字段的值
工作流程 建立
1.客户端打开一个连接 需要传送一个configure-request包
2.isp router收到configre-request包 如果包中的每个配置选项及其所以值都能接受 就传送一个configure-ack包
确认包中配置选项必须是接受的configure-request包中的配置选项的拷贝 且标示符必须与configure-reques t包相同以保证匹配
如果收到的包与以上要求不符的包经被静静的丢弃
3.如果configre-request包中的每个配置选项及其所以值都能接受 但是配置项目当中的一些值不能被接受 则必 须传送一个configure-nak包 其中选项域仅有收到的request包中不可接受的配置选项所填充
如果除了对端列出的配置项目之外还有新的项目要求配置 则nak也可以发送新的配置项目和值 以提醒对 端将其列入 request包中 作为下一次发送的请求项目
nak包中的标识符域必须匹配应答的request包
4.如果request 包中一些配置项目是不可辨认的或者不被写上所受 则必须传送一个configure-reject包 选项域 仅仅填充不可接受的配置项目 而且不被重定义或修改 标识符域request包相同
一个新的request包再发送时 必须不包含任何reject中列出的配置项目
终止包发送
1.发送terminate-request包 数据内容发生改变或接收到对前一个请求的有效应答 标识符域必须改变 对于重传 标识符可以保持不变2.传送ack包 接收到的request包的标识符必须被拷贝到要发送的ack包的标识符
流程：
1.接收到request包 后 必须传送一个terminate-ack包 当接收到一个未被引用的terminate-ack包时表示对 端在关闭或停止状态
2.如果要关闭一个连接 需要不断发送terminate-request 直到收到terminate-ack包 或者收到链路低层 已经关闭的提示；或者已经接收到了足够多的terminate-request包 以至于有充分的理由关闭
code-reject
在接收到一个带有未知代码的LCP包时 则必须传送一个code-reject包报告回位置代码的发送方。当接收到一个c ode-reject包 则应该报告问题并结束连接。
protocol-reject
当收到未知协议域的ppp包时 此时lcp处于打开状态 所以需要传送一个protocol-reject包回应对端 对端在接 收到protocol-reject包后 必须今早停止发送被指出的协议包
只能在LCP打开状态下发送
echo-request和echo-reply
用于检测数据链路层链路双方是否正常运转 这对调试 链路质量检测 测试和其他众多功能有帮助。
在LCP打开的情况下发送 在其他状态下 需要被丢弃
接收到一个echo-request包时 必须传送一个echo-reply包。
discard-request
测试远端链路接收器 在LCP打开的情况下发送 接收器丢弃此包
c LCP定时器和计数器
1.重启定时器 用于计算configure-request和terminate-request包的传输时间 超时事件触发 并通知两个request包需要重发 可配置 默认3s
2.重启计时器
max-terminate 需要有一个terminate-request的重启计数器 此项显示request包发送后对端可能不会应答的 没收到的terminate-ack包的个数 可配置 缺省为2次传输
max-confgure 显示configure-request包发送后对端没应答而没收到configure-ack configure-nak 或config ure-reject包的个数 可配置 缺省为10次传输
max-failure 显示configure-nak包发送后 ack包发送前的configure-nak包的个数 任何更进一步的用于对 端请求的选项被转换到configure-reject包 必须可配置 缺省为5次传输
三 PAP协议
密码验证协议 链路双方使用2次握手建立身份验证 明文发送 并且对重复验证和错误攻击没有保护措施 pap包格式 
authenticat-request 用来启动pap 不停的发送 直到接收到一个有效的响应包或超时计数器
收到au-request包 用户名和密码可识别 可接受 则发送一个au-ack包 如果不可接受 则发送一个au-nak包 并且终止链路
四 CHAP协议
其中的one-way-hash 单项哈希 就是不可逆的计算过程 例如MD5
对端发送md5（秘钥） 验证端 用md5（秘钥） 如果两个值匹配则验证成功 秘钥不在链路上传播
要求双方都知道秘钥 建议为了避免在网络的其他链路上发送秘钥 可以配置一台中心服务器统一管理秘钥
chap通过使用递增的标识符和可变的挑战值防止会送攻击
重复挑战目的：验证者控制挑战的频率和时间
md5最佳秘钥长度16字节
challenge值应该符合两个标准：唯一性和不可预测性 每个值应该是唯一的
如果使用相同秘钥联系的chanlenge值的副本可能让攻击者利用前一个截获的响应包响应 如图
每个challenge值也应该是不可预测的，否则攻击者欺骗对端响应一个可预测的未来challenge 然后用这个响 应伪装成对端欺骗验证者 如图
1.链路建立阶段结束后 认证者向对端发送challenge 信息
2.对端用经过单向哈希函数计算出来的值做应答 md5运算后
3.认证者根据他自己的预期哈希值来检查应答 如果值匹配 认证得到承认 否则连接应该终止
4.经过一定的随机间隔 认证者发送一个新的challenge给对端 重复1-3
协商chap认证协议的配置选项格式：类型 长度 认证协议 算法
chap包格式 封装在ppp数据链路层帧的数据域中 ppp的协议字段只是0xc223
格式：ppp帧头 ppp协议域 代码 标识符 长度 数据
代码字段只是chap包的类型：challenge respoonse success failure
用法：
chap的开始
发送chall包
发送应答包 需要比较应答值和计算的预期值
发送success或failure包
挑战包发送时间：有效的应答包成功接收或者计数器满
对端应该随时为认证阶段和nlp阶段的挑战做好准备
success包可能丢失 所以需要允许重复的应答包
终止链路 可以有LCP的终止请求和终止应答来指示认证失败
IPCP 协议（对应于IP协议的服务） 和 PPP链路质量监控LQM 以及ccp压缩控制协议（略）
五 ppp链路的各个阶段
a 链路死亡阶段 链路一定开始并结束于这个阶段
b 链路建立阶段 LCP用于交换配置信息报 建立连接
c 认证阶段 此阶段只有链路控制协议 认证协议 链路质量监视协议的包是被允许的
d 网络层协议阶段 在前面的阶段完成后 每个网络层协议 ip ipx或appletalk 必须被相对应的NCP分别设定 每个NCP可以随时被打开和关闭
e 链路终止阶段 ppp可以任意时间终止链路 终止的原因很多 ：载波丢失 认证失败 链路质量失败 空闲周 期定时器期满 或者管理员关闭链路
LCP关闭链路 即可 不需要ncp关闭 相反 一个ncp关闭却不足以引起ppp链路的终止 即使ncp处于 opened状态。
ppp自动状态机制
以LCP有限状态自动机为例 由事件、动作 和状态转换定义
事件：接受外部命令（打开 关闭 重启定时器） 接受对端包
动作：启动重启定时器 向对端传包
完整ppp协议运转过程的报文举例
以下是一段较完整的PPP协议运转过程的报文 W:7E FF 03 C0 21 01 01 00 14 02 06 00 0A 00 00 05 06 48 43 D3 0A 07 02 08 02 2E 15 7E C021:LCP Configure-Request:ID=1 ACCM:映射ASCII17、19 Magic-Number:4843D30A PFC ACFC 写入配置请求 R:7E FF 03 C0 21 02 01 00 14 02 06 00 0A 00 00 05 06 48 43 D3 0A 07 02 08 02 C5 7C 7E C021:LCP Configure-Ack:ID=1 ACCM:映射ASCII17、19 Magic-Number:4843D30A PFC ACFC 接收方同意请求 R:7E FF 03 C0 21 01 03 00 1D 01 04 07 D0 02 06 00 0A 00 00 07 02 08 02 05 06 A7 A0 42 6F 03 05 C2 23 05 4B F2 7E C021:LCP Configure-Request ID=3 MRU=07D0 ACCM:映射ASCII17、19 PFC ACFC Magic-Number:A7A0426F 认证协议:CHAP MD5 接收方发送请求有新的配置请求 W:7E FF 03 C0 21 03 03 00 08 03 04 C0 23 99 7F 7E C021:LCP Configure-Nak:ID=3 认证协议PAP 提醒接收方将认证协议改为PAP; R:7E FF 03 C0 21 01 05 00 1C 01 04 07 D0 02 06 00 0A 00 00 07 02 08 02 05 06 A7 A0 42 6F 03 04 C0 23 91 AB 7E C021:LCP Configure-Request:ID=5 MRU=07D0 ACCM:映射ASCII17、19 PFC ACFC Magic-Number:A7A0426F 认证协议:PAP 接收方重新发出配置请求将认证协议改为PAP W:7E FF 03 C0 21 02 05 00 1C 01 04 07 D0 02 06 00 0A 00 00 07 02 08 02 05 06 A7 A0 42 6F 03 04 C0 23 A2 F1 7E C021:LCP Configure-Ack:ID=5 MRU=07D0 ACCM:映射ASCII17、19 PFC ACFC Magic-Number:A7A0426F 认证协议:PAP 同意配置请求 W:7E FF 03 C0 21 09 00 00 08 48 43 D3 0A CF AE 7E C021:LCP Echo-Request:ID=0 Magic-Number=48 43 D3 0A 发送回波请求检测链路 W:7E FF 03 C0 23 01 03 00 0F 03 48 4C 59 06 57 4F 52 4B 45 52 2E 87 7E C023:PAP Request:ID=3 用户名ID=48 4C 59 密码=57 4F 52 4B 45 52 发送用户名和密码请求认证 R:7E FF 03 C0 21 0A 00 00 08 A7 A0 42 6F 87 F0 7E C021:LCP Echo-Reply:ID=0 Magic-Number=A7 A0 42 6F 接收端发送回波应答 R:7E C0 23 02 03 00 05 00 8B 09 7E C023:PAP Ack:ID=3 接收端通过验证 w:7E FF 03 80 21 01 07 00 10 03 06 00 00 00 00 02 06 00 2D 0F 00 BE 0B 7E 8021:IPCP Configure-Request:ID=7 IP:00.00.00.00请求对端分配 压缩TCP;最大时间片标识0F;时间片标识符不压缩 发送IP请求和压缩请求 R:7E 80 21 04 07 00 0A 02 06 00 2D 0F 00 6E 85 7E 8021:IPCP Configure-Reject:ID=7 压缩TCP;最大时间片标识0F;时间片标识符不压缩 接收端不同意压缩 W:7E FF 03 80 21 01 08 00 0A 03 06 00 00 00 00 24 1A 7E 8021:IPCP Configure-Request:ID=8 IP:00.00.00.00请求对端分配 请求IP地址分配 R:7E 80 21 01 01 00 0A 03 06 C0 A8 FE FE 48 CC 7E 8021:IPCP Configure-Request:ID=1 IP:C0.A8.FE.FE W:7E FF 03 80 21 02 01 00 0A 03 06 C0 A8 FE FE 5F 56 7E 8021:IPCP Configure-Ack:ID=1 IP:C0.A8.FE.FE W:7E FF 03 80 21 01 08 00 0A 03 06 00 00 00 00 24 1A 7E 8021:IPCP Configure-Request:ID=8 IP:00.00.00.00 继续发送IP请求 R:7E 80 21 03 08 00 0A 03 06 0A 5F 15 DB E9 3A 7E 8021:IPCP Configure-Nak:ID=8 IP:0A.5F.15.DB 接收端建议采用IP: 0A.5F.15.DB W:7E FF 03 80 21 01 09 00 0A 03 06 0A 5F 15 DB 24 C1 7E 8021:IPCP Configure-Request:ID=9 IP:0A.5F.15.DB 采纳建议发送IP0A.5F.15.DB请求 R:7E 80 21 02 09 00 0A 03 06 0A 5F 15 DB 33 5B 7E 8021:IPCP Configure-Ack:ID=9 IP:0A.5F.15.DB 接收端通过请求分配IP:0A.5F.15.DB
TCP/IP协议过程 W:7E FF 03 C0 21 09 02 00 08 48 43 D3 0A 74 99 7E C021:LCP Echo-Request:ID=2 Magic-Number=48 43 D3 0A 发送回波请求 R:7E FF 03 C0 21 0A 02 00 08 A7 A0 42 6F 3C C7 7E C021:LCP Echo-Request:ID=2 Magic-Number=A7 A0 42 6F 接收端回波应答 W:7E FF 03 C0 21 05 02 00 10 55 73 65 72 65 71 75 65 73 74 53 33 7E C021:LCP Terminate-Request:ID=2 发送链路中断请求 R:7E FF 03 C0 21 06 02 00 10 55 73 65 72 65 71 75 65 73 74 72 A9 7E C021:LCP Terminate-Ack:ID=2 接收端同意中断链路 7E FF 03 C0 21 05 05 00 04 5C A4 7E C021:LCP Terminate-Request:ID=5 接收端发出中断链路请求 W:7E FF 03 C0 21 06 05 00 04 91 81 7E C021:LCP Terminate-Ack:ID=5 同意中断链路。
广域网QOS设置
HDLC支持qos不好
在hdlc基础上的PPP对QOS支持较好
接口缓冲区叫buffer 存储网络拥塞时候需要转发 但需要等待转发的报文
一般需要软队列的排队机制称为FIFO 排在前面的先发 排在后面的等待 先进先出
另一种称为WFQ 叫做加权的公平队列 相对更高级
一个队列中有多个片段长度不一致 而且协议不同 可能会造成抖动 titter
例如：video片段为A VOIP报文为B ftp报文为C
队列为：AABBAACBBBBAA
A B C长度都不同 其中C的长度最大 需要进行切片 并拆开 即链路分片及交互的方式 用来解决排队 带来的抖动。
实验：
r1：
#interface s1/1
#encapsultaion ppp
#no ip address 注意物理接口不能有ip地址 因为逻辑多线路需要一个ip地址
#ppp multilink group 12 链路两端的编号需要一致
#no shudown
r2配置相同
B 启用多链路
r1：
#interface multilink 12
#encapsulation ppp
#ppp multilink
#ppp multilink group 12
#ip address 12.1.1.1 255.255.255.0
r2 配置类似
C 检验
r1#show ip interface brief
D 配置链路分段
r1#interface multilink 12
#ppp multilink fragment delay 10 启用分片 10ms指定发送一个小分片 只是需要10ms即可
#ppp multilink interleave 开启交互 比如将ftp报文分割成多个小分片后 将voip的报文夹杂在这些小分片中 来一起发送 保证不会产生抖动
r2相同的配置
E 配置带宽利用率----压缩
两端都要配置压缩
r1#interface multilink 12
#compress stac 堆栈式压缩
r2同样配置
