PPP的連接控制協(xié)議(LCP)、認(rèn)證協(xié)議(CHAP、PAP)、IP控制協(xié)議I(PCP)

分析一(PPPoE)

1.IP接入的功能包括動(dòng)態(tài)IP地址分配、AAA和ISP動(dòng)態(tài)選擇

2.PPPoE主要分為兩個(gè)階段即Discovery(地址發(fā)現(xiàn))階段和PPP會(huì)話階段,當(dāng)某個(gè)主機(jī)希望發(fā)起一個(gè)PPPoE會(huì)話時(shí)，它必須首先執(zhí)行Discovery來確定對(duì)方的以太網(wǎng)MAC地址并建立起一個(gè)PP-PoE會(huì)話標(biāo)識(shí)符SSION_ID,雖然PPP定義的是端到端的對(duì)等關(guān)系，Discovery卻是天生的一種客戶端-服務(wù)器關(guān)系,在Discovery的過程中，主機(jī)(作為客戶端)發(fā)現(xiàn)某個(gè)訪問集中器(Access Concentrator，作為服務(wù)器)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主機(jī)能夠與不只一個(gè)的訪問集中器通信.Discovery階段允許主機(jī)發(fā)現(xiàn)所有的訪問集中器并從中選擇一個(gè)。當(dāng)Discovery階段成功完成后，主機(jī)和訪問集中器二者都具備了用于在以太網(wǎng)上建立點(diǎn)到點(diǎn)連接所需的所有信息。

3．PPPoE的幀格式和種類

Discovery階段：以太網(wǎng)幀的ETHER_TYPE域都設(shè)置為0x8863。

PPPoE Active Discovery Initiation (PADI)

PPPoE Active Discovery Offer(PADO)

PPPoE Active Discovery Request (PADR)

PPPoE Active Discovery Sessionconfirmation (PADS)

PPPoE Active Discovery Terminate(PADT)。

PPP會(huì)話階段： 以太網(wǎng)幀的ETHER_TYPE域都設(shè)置為0x8864。

PPPoE的payload部分包含O個(gè)或多個(gè)TAG。一個(gè)TAG是一個(gè)TLV(type-length-value)結(jié)構(gòu)，TAG_TYPE域?yàn)?6位值(網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序)，

4. PPPoE的工作流程

Discovery搜索階段

●主機(jī)發(fā)送PADl分組，其目的地址為廣播地址，會(huì)話IAD為0(未分配)；
●任一接入服務(wù)器收到PADI并任提供所需的服務(wù)時(shí)，就回送PADO分組，會(huì)話IAD為O；

●主機(jī)可能收到多個(gè)PADO，根據(jù)服務(wù)及其提供的服務(wù)選定一個(gè)服務(wù)器，然后向該服務(wù)器發(fā)送PADR分組，其目的地址為該服務(wù)器的單播地址。會(huì)話ID為0(未分配)；

●該服務(wù)器收到PADR后生成一個(gè)唯一的會(huì)話ID，向主機(jī)回送PADS分組，準(zhǔn)備啟動(dòng)PPP。

Session會(huì)話階段，PPPoE的Host主機(jī)從接入服務(wù)器AC獲取一個(gè)Session ID。進(jìn)入PPP會(huì)話階段

分析二(PPP)

1. PPP協(xié)議組成

a) 鏈路控制協(xié)議(LCP-Link Control Protocol),完成線路的啟動(dòng)、測試、任選參數(shù)的協(xié)商和最終線路斷開功能

b) 認(rèn)證協(xié)議，最常用的包括口令驗(yàn)證協(xié)議PAP（Password Authentication Protocol）和挑戰(zhàn)握手驗(yàn)證協(xié)議CHAP（Challenge-Handshake Authentication Protocol）

c) 用戶認(rèn)證，主要通過LCP協(xié)商采用何種認(rèn)證協(xié)議，但認(rèn)證協(xié)議本身不是PPP協(xié)議的范圍

d) IP控制協(xié)議IPCP(網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP))，最常用的NCP協(xié)議為。它的一個(gè)重要功能就是動(dòng)態(tài)分配IP地址；

2. 認(rèn)證方式

1. 口令驗(yàn)證協(xié)議（PAP）
PAP是一種簡單的明文驗(yàn)證方式。NAS（網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器，Network Access Server）要求用戶提供用戶名和口令，PAP以明文方式返回用戶信息。很明顯，這種驗(yàn)證方式的安全性較差，第三方可以很容易的獲取被傳送的用戶名和口令，并利用這些信息與NAS建立連接獲取NAS提供的所有資源。所以，一旦用戶密碼被第三方竊取，PAP無法提供避免受到第三方攻擊的保障措施。

2． 挑戰(zhàn)-握手驗(yàn)證協(xié)議（CHAP）
CHAP是一種加密的驗(yàn)證方式，能夠避免建立連接時(shí)傳送用戶的真實(shí)密碼。NAS向遠(yuǎn)程用戶發(fā)送一個(gè)挑戰(zhàn)口令（challenge），其中包括會(huì)話ID和一個(gè)任意生成的挑戰(zhàn)字串（arbitrary challengestring）。遠(yuǎn)程客戶必須使用MD5單向哈希算法（one-way hashing algorithm）返回用戶名和加密的挑戰(zhàn)口令，會(huì)話ID以及用戶口令，其中用戶名以非哈希方式發(fā)送。
CHAP對(duì)PAP進(jìn)行了改進(jìn)，不再直接通過鏈路發(fā)送明文口令，而是使用挑戰(zhàn)口令以哈希算法對(duì)口令進(jìn)行加密。因?yàn)榉?wù)器端存有客戶的明文口令，所以服務(wù)器可以重復(fù)客戶端進(jìn)行的操作，并將結(jié)果與用戶返回的口令進(jìn)行對(duì)照。CHAP為每一次驗(yàn)證任意生成一個(gè)挑戰(zhàn)字串來防止受到再現(xiàn)攻擊（replay attack）。在整個(gè)連接過程中，CHAP將不定時(shí)的向客戶端重復(fù)發(fā)送挑戰(zhàn)口令，從而避免第3方冒充遠(yuǎn)程客戶（remote client impersonation）進(jìn)行攻擊。

3. PPP工作流程

a) LCP協(xié)商（之下物理層，之上網(wǎng)絡(luò)接口層）創(chuàng)建鏈路

Open事件發(fā)送到PPP的LCP子層,當(dāng)LCP啟動(dòng)后，即請(qǐng)求建立物理鏈路，開始以上的PPPoE協(xié)商，當(dāng)PPPoE協(xié)商成功后，就向LCP層發(fā)送Up事件。

b) 認(rèn)證

LCP向?qū)Χ税l(fā)送協(xié)商請(qǐng)求，雙方確定鏈路的配置參數(shù)后，LCP向認(rèn)證層發(fā)送Up事件。

c) NCP協(xié)商 調(diào)用鏈路層創(chuàng)建階段選定的網(wǎng)絡(luò)控制層協(xié)議

認(rèn)證成功后，在向NCP層發(fā)Up事件。如不需要認(rèn)證，則可直接向NCP層發(fā)送up事件，NCP協(xié)議收到Up事件后開始NCP處理。

d) PPP正常終結(jié)過程

NCP分別終結(jié)，然后LCP終結(jié)，最后物理層終結(jié)

說明：每層可向相鄰的子層發(fā)送“Up”或“Down”事件。“Up”表示該層已激活，“Down”表示該層已終結(jié).

4．PPP幀格式

a) 發(fā)送的順序是從左到右Protocol

分析二（實(shí)現(xiàn)）

1． PPP和PPPoE數(shù)據(jù)包收發(fā)處理流程

PPPoE層主要實(shí)現(xiàn)PPPoE撥號(hào)過程和對(duì)上層PPP的數(shù)據(jù)包進(jìn)行PPPoE封裝及處理,主要處理幀類型為0x8863，則為PPPoE Dis-covery包，如為0x8864，則為PPPoE Session階段的包經(jīng)拆封處理后送到PPP層處理

PPP層軟件主要實(shí)現(xiàn)LCP鏈路建立、PPP認(rèn)證、IPCP協(xié)商IP地址和對(duì)IP數(shù)據(jù)包的PPP封裝等功能。

2． 數(shù)據(jù)包流向

4. PPP和PPPoE軟件模塊設(shè)計(jì)

整個(gè)PPPoE、PPP軟件可分為一下模塊設(shè)計(jì)，

1)PPP模塊主要實(shí)現(xiàn)LCP、IPCP和認(rèn)讓協(xié)議(chap、pap)等，PPP還實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的ifnet接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)上層IP報(bào)的封裝和分發(fā)處理。
2)PPP Adpater模塊主要實(shí)現(xiàn)PPP和PPPoE模塊之間的接口適配。
3)PPPoE Discoverv模塊實(shí)現(xiàn)PPPoE的Discov-ely階段的處理。
4)PPPoE Session模塊實(shí)現(xiàn)PPPoE的Session階段的處理，主要是PPPoE封裝和解包處理。
5)PPPoE Timer模塊主要實(shí)現(xiàn)PPPoE模塊的定時(shí)處理功能，用于PPPoE Discovery階段的狀態(tài)機(jī)切換處理。
6)PPPoE Adapater模塊主要實(shí)現(xiàn)PPPoE的包的收發(fā)處理。
7)PPPoE Config模塊主要實(shí)現(xiàn)PPP和PPPoE的相關(guān)配置功能。如配置用戶名密碼等。