通信过程概述
建立PPPOE通道(ADSL拨号)分两个阶段:发现阶段和PPP会话阶段。
在发现阶段,
以太网上的客户机要找到一个访问集中器(AC,Access Concentrator),也就是局端的AC,不是
客户端的那个猫,发现阶段完成后,客户机和AC都得到要在以太网上建立PPP通道的相关信息。
发现阶段是无状态的,也就是两边都不用保存以前的状态信息;只有PPP会话开始后,双方就要建立一个虚拟的PPP通信接口,具体在Linux下会有ppp0
网卡,在windows下网络连接中增加ADSL的接口。
协议头格式
2.1 协议值
PPPOE数据是直接在以太头数据之上的,其等级和ARP、IP等是相同的,在以太头的类型字段中,用0x8863 表示是PPPOE发现阶段数据,用0x8864表示PPP会话阶段数据,如下所示。(类比:0x0800表示IP数据,0x0806表示ARP数据)
0
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1
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2
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3
|
4
|
5
|
6
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7
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8
|
9
|
0
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1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
Destination_ADDR
(6 octets)
|
Source_ADDR
(6 octets)
|
Ether_TYPE
(2 octets)
|
payload
|
Checksum
|
2.2 PPPOE协议头
0 1
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2 3
|
4 5
|
6 7
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8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
VER
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TYPE
|
CODE
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SESSION_ID |
LENGTH
|
payload
|
PPPOE协议头有6个字节,正好和14字节的以太头实现了4字节对齐,包括以下字段:
VER:版本号,4位,必须为0x01TYPE:类型,4位,必须是0x01CODE:8位,在发现阶段和PPP会话阶段有不同的定义,表示PPPOE数据类型SESSION_ID:16位,用来定义一个PPP会话,在发现过程中定义。LENGTH:16位,表示负载长度,不包括以太头和PPPOE头。
2.3 CODE域
CODE域值 |
包类型 |
0x09 |
PADI(PPPoE Active Discovery Initiation) |
0x07 |
PADO(PPPoE Active Discovery Offer) |
0x19 |
PADR(PPPoE Active Discovery Request) |
0x65 |
PADS(PPPoE Active Discovery Session-confirmation) |
0xa7 |
PADT(PPPoE Active Discovery Terminate) |
发现阶段
PPPOE发现阶段数据的以太类型是0x8863。
3.1 TAG
在发现阶段用于交换客户机和AC的信息,建立PPPOE通道,负载信息都是PPPOE信息,并没有上层协议数据。
发现阶段的负载称为TAG,一个TAG信息格式如下,负载信息中可能会包含多个TAG:
0 1
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2 3
|
4 5
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6 7
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8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
TAG_TYPE
|
TAG_LENGTH
|
TAG_VALUE
|
TAG_TYPE:16位,表示TAG类型
TAG_LENGTH:16位,表示TAG_VALUE部分的长度
TAG_VALUE:TAG值
TAG_TYPE可取以下值(注意第一字节为2表示是错误信息):
0x0000 End-Of-List
0x0101 Service-Name
0x0102 AC-Name
0x0103 Host-Uniq
0x0104 AC-Cookie
0x0105 Vendor-Specific
0x0110 Relay-Session-Id
0x0201 Service-Name-Error
0x0202 AC-System-Error
0x0203 Generic-Error
3.2 PPPOE主动发现初始包
PPPOE主动发现初始包(PPPoE Active Discovery Initiation,PADI)由客户机发出,以太头中的目的地址是以太广播地址FF:FF:FF:FF:FF:FF,PPPOE头中的CODE为0x09,SESSION_ID值必须为0,负载部分必须只包含一个Service-Name类型的TAG表示请求的服务类型,另外可以包含其他TAG,整个PPPOE包不能超过1484字节,这样省出的16字节可以由ADSL中继设备添加中继TAG。
一个PADI包的例子为:
01
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2 3
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4 5
|
6 7
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8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
0xffffffff
|
0xffff
|
Host_mac_addr
|
SESSION_ID=0x0000
|
LENGTH =0x0004
|
TAG_TYPE = 0x0101
|
TAG_LENGTH = 0x0000
|
3.3 PPPOE主动发现提议包
PPPOE主动发现提议包(PPPoE Active Discovery Offer,PADO)由AC发出,用来回应客户机的PADI包,以太头中的目的地址是客户机的MAC地址,PPPOE头中的CODE为0x07,SESSION_ID值必须为0,负载部分必须包含一个AC-Name类型的TAG,用来指示本AC的名称,一个在PADI包中指定的Service-Name的TAG,另外可以包含其他Service-Name的TAG。如果AC不对该客户机提供服务,AC就不回应PADO包。一个PADO包的例子为:
01
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
Host_mac_addr
|
Host_mac_addr (cont)
|
Access_Concentrator_mac_addr
|
Access_Concentrator_mac_addr (cont)
|
ETHER_TYPE = 0x8863
|
v=1
|
t=1
|
CODE=0x07
|
SESSION_ID=0x0000
|
LENGTH =0x0020
|
TAG_TYPE = 0x0101
|
TAG_LENGTH = 0x0000
|
TAG_TYPE = 0x0102
|
TAG_LENGTH = 0x0018
|
0x47
|
0x6f
|
0x20
|
0x52
|
0x65
|
0x64
|
0x42
|
0x61
|
0x63
|
0x6b
|
0x20
|
0x2d
|
0x20
|
0x65
|
0x73
|
0x68
|
0x73
|
0x68
|
0x65
|
0x73
|
0x68
|
0x6f
|
0x6f
|
0x74
|
3.4 PPPOE主动发现请求包
PPPOE主动发现请求包(PPPoE Active Discovery Request,PADR)由客户机发出,因为可能会有多个AC对客户机发出的PADI包回应了PADO包,客户机从回应的PADO包中选择一个AC发送PADR包,以太头中的目的地址是该AC的MAC地址,PPPOE头中的CODE为0x19,SESSION_ID值必须为0,负载部分必须只包含一个Service-Name类型的TAG表示请求的服务类型,另外可以包含其他TAG。
3.5 PPPOE主动发现会话确认包
PPPOE主动发现会话确认包(PPPoE Active Discovery Session-confirmation,PADS)由AC发出,收到客户机的PADR包后,AC将产生一个SEESSION_ID值用来标志本次PPP会话,以PADR包方式发送给客户机。以太头中的目的地址是客户机的MAC地址,PPPOE头中的CODE为0x65,SESSION_ID值必须为所生成的那个SESSION_ID,负载部分必须只包含一个Service-Name类型的TAG,表示该服务类型被AC接受,另外可以包含其他TAG。如果AC不接受PADR中的Server-Name,PADS中则包含一个Service-Name-Error类型的TAG,这时SESSION_ID设置为0。
3.6 PPPOE主动发现停止包
PPPOE主动发现停止包(PPPoE Active Discovery Terminate,PADT)表示PPPOE会话过程的结束,AC和客户机都可以主动发出。以太头中的目的地址是对方的MAC地址,PPPOE头中的CODE为0xa7,SESSION_ID值必须为PPPOE会话过程的SESSION_ID,不需要TAG。
PPP会话
在PPP会话阶段,PPP包被封装在PPPOE以太帧中,以太包目的地址都是单一的,以太协议为0x8864,PPPOE头的CODE必须为0,SESSION_ID必须一直为发现阶段协商出的SEESION_ID值,PPPOE的负载是整个PPP包,PPP包前是两字节的PPP协议ID值。
一个PPPOE会话过程包的例子为:
01
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
2 3
|
4 5
|
6 7
|
8 9
|
0 1
|
Access_Concentrator_mac_addr (cont)
|
Access_Concentrator_mac_addr(cont)
|
Host_mac_addr
|
Host_mac_addr (cont)
|
ETHER_TYPE = 0x8863
|
v=1
|
t=1
|
CODE=0x00
|
SESSION_ID=0x1234
|
LENGTH =0x????
|
PPP PROTOCOL = 0xc021
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PPP payload
|
注意:由于PPPOE头是6字节,PPP协议ID号两个字节,一共要占用8个字节,而以太网的MTU值为1500,所以上层PPP负载数据不能超过1492字节,所以PPP协商时协商的最大接收单元值不能超过1492字节,也就是相当于在PPPOE环境下的MTU是1492字节。
5. ADSL拨号过程简述
客户机启动拨号程序,发送PADI包,ADSL MODEM回应PADO包,客户机再发送PADR包,ADSL MODEM回应PADS包后建立PPPOE通道,随后客户机进行普通的PPP协议拨号过程,不过PPP数据包都是包装进以太帧中的,拨号成功后客户机和服务器之间建立了PPP通道,ADSL MODEM起到将以太帧转换为PPP包的作用。ADSL虽然是用电话线,但所用频率不是通话用的频率,所以ADSL拨号不影响打电话。通信结束后,会发送PADT断开PPPOE通道。