PPPoE简介介绍及配置

忘是亡心i 2021-09-20 07:22 551阅读 0赞

简介：

PPPoE（PPP over Ethernet）协议是一种把PPP帧封装到以太网帧中的链路层协议。PPPoE可以使以太网网络中的多台主机连接到远端的宽带接入服务器。

目的：

运营商希望把一个站点上的多台主机连接到同一台远程接入设备，同时接入设备能够提供与拨号上网类似的访问控制和计费功能。在众多的接入技术中，把多个主机连接到接入设备的最经济的方法就是以太网，而PPP协议可以提供良好的访问控制和计费功能，于是产生了在以太网上传输PPP报文的技术，即PPPoE。

PPPoE利用以太网将大量主机组成网络，通过一个远端接入设备连入因特网，并运用PPP协议对接入的每个主机进行控制，具有适用范围广、安全性高、计费方便的特点。

PPPoE典型组网：

PPPoE组网结构采用Client/Server模型，PPPoE的客户端为PPPoE Client，PPPoE的服务器端为PPPoE Server。PPPoE Client向PPPoE Server发起连接请求，PPPoE Server为PPPoE Client提供接入控制、认证等功能。

常见企业或者家庭组网模式：路由器设备作为PPPoE Client：

Router A作为PPPoE Client下行连接局域网用户，Router B是运营商的设备。所有主机不用安装PPPoE Client拨号软件，同一个局域网中的所有主机共享一个账号，通过Router A与Router B建立PPPoE会话。

![图片.png][.png]

**PPPoE****拨号的工作原理：**

PPPoE拨号是为了实现PPPoE Client与PPPoE Server之间的连接，建立PPPoE会话。

PPPoE拨号可分为三个阶段，即Discovery阶段、Session阶段和Terminate阶段。

如下图：

![图片.png][.png 1]

**Discovery阶段由四个过程组成。**   
1.PPPoE Client广播发送一个PADI（PPPoE Active Discovery Initial）报文，在此报文中包含PPPoE Client想要得到的服务类型信息。  
2.所有的PPPoE Server收到PADI报文之后，将其中请求的服务与自己能够提供的服务进行比较，如果可以提供，则单播回复一个PADO（PPPoE Active Discovery Offer）报文。  
3.根据网络的拓扑结构，PPPoE Client可能收到多个PPPoE Server发送的PADO报文，PPPoE Client选择最先收到的PADO报文对应的PPPoE Server做为自己的PPPoE Server，并单播发送一个PADR（PPPoE Active Discovery Request）报文。  
4.PPPoE Server产生一个唯一的会话ID（Session ID），标识和PPPoE Client的这个会话，通过发送一个PADS（PPPoE Active Discovery Session-confirmation）报文把会话ID发送给PPPoE Client，会话建立成功后便进入PPPoE Session阶段。  
完成之后通信双方都会知道PPPoE的Session\_ID以及对方的以太网地址，它们共同确定了唯一的PPPoE Session。  
  
**Session阶段：**  
PPPoE Session阶段可划分为两部分，一是PPP协商阶段，二是PPP数据传输阶段。  
PPPoE Session上的PPP协商和普通的PPP协商方式一致，分为LCP、认证、NCP三个阶段。  
1.LCP阶段主要完成建立、配置和检测数据链路连接。  
2.LCP协商成功后，开始进行认证，认证协议类型由LCP协商结果（CHAP或者PAP）决定。  
3.认证成功后，PPP进入NCP阶段。NCP是一个协议族，用于配置不同的网络层协议，常用的是IP控制协议（IPCP），它主要负责协商用户的IP地址和DNS服务器地址。  
PPPoE Session的PPP协商成功后，就可以承载PPP数据报文。  
在PPPoE Session阶段所有的以太网数据包都是单播发送的。  
  
**Terminate阶段：**  
PPP通信双方可以使用PPP协议自身来结束PPPoE会话，当无法使用PPP协议结束会话时可以使用PADT（PPPoE Active Discovery Terminate）报文。

进入PPPoE Session阶段后，PPPoE Client和PPPoE Server都可以通过发送PADT报文的方式来结束PPPoE连接。PADT数据包可以在会话建立以后的任意时刻单播发送。在发送或接收到PADT后，就不允许再使用该会话发送PPP流量了。

拓扑：

![图片.png][.png 2]

配置：

R1(config)\#host Server

Server(config)\#username qytang password cisco   //设备本地用户数据库

Server(config)\#ip local pool PPPOE\_POOL 201.100.98.42   //设置本地地址池

Server(config)\#int virtual-template 1    //设置虚拟模版

Server(config-if)\#ip add 201.100.98.41 255.255.255.252   //配置IP地址，模拟公网地址

Server(config-if)\#peer default ip address pool PPPOE\_POOL   //调用本地地址池

Server(config-if)\#ppp authentication chap   //设置CHAP认证

Server(config)\#bba-group pppoe CISCO    //设置bba-group

Server(config-bba-group)\#virtual-template 1   //调用虚拟模版

Server(config)\#int e0/0

Server(config-if)\#pppoe enable group CISCO  //接口调用bba-group

Server(config-if)\#no shut

Client：

R2(config)\#host Client

Client(config)\#int dialer 1   //拨号接口1

Client(config-if)\#ip add negotiated  //地址自动协商

Client(config-if)\#encapsulation ppp   //封装模式PPP

Client(config-if)\#ppp chap hostname qytang   //CHAP认证用户名

Client(config-if)\#ppp chap password cisco  //CHAP认证密码

Client(config)\#int e0/0

Client(config-if)\#pppoe-client dial-pool-number 1  //调用拨号接口1

Client(config-if)\#no shut

Server\#show ip int b

Interface                  IP-Address      OK? Method Status                Protocol

Ethernet0/0                unassigned      YES unset  up                    up

Ethernet0/1                unassigned      YES unset  administratively down down

Ethernet0/2                unassigned      YES unset  administratively down down

Ethernet0/3                unassigned      YES unset  administratively down down

Virtual-Access1            unassigned      YES unset  down                  down

Virtual-Access2            unassigned      YES unset  up                    up

**Virtual-Access2.1          201.100.98.41   YES manual up                    up     **

Virtual-Template1          201.100.98.41   YES manual down                  down

Client\#show ip int b

Interface                  IP-Address      OK? Method Status                Protocol

Ethernet0/0                unassigned      YES unset  up                    up

Ethernet0/1                unassigned      YES unset  administratively down down

Ethernet0/2                unassigned      YES unset  administratively down down

Ethernet0/3                unassigned      YES unset  administratively down down

**Dialer1                    201.100.98.42   YES IPCP   up                    up     **

Virtual-Access1            unassigned      YES unset  up                    up

Server\#**show ppp all**  //查看PPP协商认证

Interface/ID OPEN+ Nego\* Fail-     Stage    Peer Address    Peer Name

\------------ --------------------- -------- --------------- --------------------

Vi2.1        LCP+ CHAP+ IPCP+      LocalT   201.100.98.42   qytang

Server\#

Server\#**show pppoe session  //查看PPPOE会话**  
     1 session  in LOCALLY\_TERMINATED (PTA) State  
     1 session  total  
  
Uniq ID  PPPoE  RemMAC          Port                    VT  VA         State  
           SID  LocMAC                                      VA-st      Type  
      2      2  aabb.cc00.2000  Et0/0                    1  Vi2.1      PTA    
                aabb.cc00.1000                              UP                
Server\#

测试：

Client\#ping 201.100.98.41

Type escape sequence to abort.

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 201.100.98.41, timeout is 2 seconds:

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms

Server\#

\*Dec  3 08:29:39.255: PPPoE 0: I **PADI**  R:aabb.cc00.2000 L:ffff.ffff.ffff Et0/0

\*Dec  3 08:29:39.255:  Service tag: NULL Tag

\*Dec  3 08:29:39.255: PPPoE 0: O **PADO**, R:aabb.cc00.1000 L:aabb.cc00.2000 Et0/0

\*Dec  3 08:29:39.255:  Service tag: NULL Tag

Server\#

\*Dec  3 08:29:41.341: PPPoE 0: I **PADR**  R:aabb.cc00.2000 L:aabb.cc00.1000 Et0/0

\*Dec  3 08:29:41.341:  Service tag: NULL Tag

\*Dec  3 08:29:41.341: PPPoE : encap string prepared

\*Dec  3 08:29:41.341: \[2\]PPPoE 2: Access IE handle allocated

\*Dec  3 08:29:41.341: \[2\]PPPoE 2: AAA unique ID E allocated

\*Dec  3 08:29:41.341: \[2\]PPPoE 2: No AAA accounting method list

\*Dec  3 08:29:41.341: \[2\]PPPoE 2: Service request sent to SSS

\*Dec  3 08:29:41.341: \[2\]PPPoE 2: Created, Service: None R:aabb.cc00.1000 L:aabb.cc00.2000 Et0/0

\*Dec  3 08:29:41.341: \[2\]PPPoE 2: State NAS\_PORT\_POLICY\_INQUIRY    Event SSS MORE KEYS

\*Dec  3 08:29:41.345: \[2\]PPPoE 2: data path set to PPP

\*Dec  3 08:29:41.346: \[2\]PPPoE 2: Segment (SSS class): PROVISION

\*Dec  3 08:29:41.346: \[2\]PPPoE 2: State PROVISION\_PPP    Event SSM PROVISIONED

\*Dec  3 08:29:41.346: \[2\]PPPoE 2: O **PADS**  R:aabb.cc00.2000 L:aabb.cc00.1000 Et0/0

\*Dec  3 08:29:41.390: \[2\]PPPoE 2: State LCP\_NEGOTIATION    Event SSS CONNECT LOCAL

\*Dec  3 08:29:41.398: \[2\]PPPoE 2: Segment (SSS class): UPDATED

\*Dec  3 08:29:41.398: \[2\]PPPoE 2: Segment (SSS class): BOUND

\*Dec  3 08:29:41.398: \[2\]PPPoE 2: data path set to Virtual Acess

\*Dec  3 08:29:41.398: \[2\]PPPoE 2: **State LCP\_NEGOTIATION    Event SSM UPDATED**

\*Dec  3 08:29:41.398: \[2\]PPPoE 2: State PTA\_BINDING    Event STATIC BIND RESPONSE

Server\#

\*Dec  3 08:29:41.398: \[2\]PPPoE 2: Connected PTA

\*Dec  3 08:29:41.432: PPPoE : ipfib\_encapstr  prepared

Server\#

通过wireshark抓包显示如下：

![图片.png][.png 3]

**PPPoE优化：**

二次封装耗费资源，降低了传输效能  
MTU1492:  
以太网最大负载1500，pppoe头为6字节，PPP协议为2字节，而整个二层帧为1518，那么PPPoE的MTU=1518-18-6-2=1492字节  
MSS(Maxitum Segment Size )是TCP数据包每次能够传输的最大数据分段。为了达到最佳的传输效能TCP协议在建立连接的时候通常要协商双方的MSS值，这个值TCP协议在实现的时候为1460  
  
**interface Dialer1  
 ip mtu 1492    //修改 MTU 为1492  
 ip tcp adjust-mss 1452   //修改最大数据分段大小为1452   MSS=1500byte-IP 20byte-tcp 20byte- pppoe 6byte-ppp 2byte=1452**

转载于:https://blog.51cto.com/3965485/2325531

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[.png 3]: https://s1.51cto.com/images/20181203/1543831143105298.png?x-oss-process=image/watermark,size_16,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_90,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=