HCNA Routing&Switching之PPPoE協議

　　前文我們了解了廣域網中的HDLC和PPP協議相關話題，回顧請參考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15174240.html；今天我們來聊一聊PPPoE協議相關話題；

　　數字用戶線路DSL（Digital Subscriber Line）是以電話線為傳輸介質的傳輸技術，我們通常把所有的DSL技術統稱為xDSL,x代表不同種類的數字用戶線路技術；目前比較流行的寬帶接入方式是ADSL，ADSL是非對稱DSL技術，使用的是PPPoE（PPP over Ethernet）協議；PPPoE協議通過在以太網上提供點到點的連接，建立PPP會話，使得以太網中的主機能夠連接到遠端的寬帶接入服務器，PPPoE具有使用范圍廣、安全性高、計費方便等特點；

　　DSL技術應用場景

　　提示：BRAS是運營商的寬帶接入設備；DSLAM是Digital Subscriber Line Access Multiplexer的簡稱，中文稱呼數字用戶線路接入復用器，DSLAM是各種DSL系統的局端設備，屬于最后一公里接入設備（the last mile），其功能是接納所有的DSL線路，匯聚流量，相當于一個二層交換機，

　　PPPoE在DSL中的應用

　　提示：在企業內部，我們通過PPPoE客戶端通過網線和Modem連接；Modem的作用就是將數字信號轉換為模擬信號，它有兩個種介面，一種是連接PPPoE客戶端的網口，一種是連接DSLAM的電話口；運營商希望通過一臺接入設備來連接遠程的多個主機，同時接入設備能夠提供訪問控制和計費功能；在眾多的接入技術中，把多個主機連接到接入設備的最經濟的方法就是以太網，而PPP協議可以提供良好的訪問控制和計費功能，于是產生了在以太網上傳輸的PPP報文技術，即PPPoE；PPPoE利用以太網將大量主機組成網路，通過一個遠端接入設備連接因特網，并運用PPP協議對接入的每個主機進行控制，具有使用范圍廣，安全性高，計費放備案的特點；PPPoE解決了用戶上網收費等實際應用問題，得到了寬帶接入運營商店認可并被廣泛應用；

　　PPPoE報文格式

　　提示：PPPoE報文是使用Ethernet格式進行封裝，所以PPPoE是以太網的上層協議；在封裝程序中首先要先封裝以太網首部，隨后才是PPPoE首部；以太網首部中的Type是用來表示上層協議的型別；當Type的值為0x8863時，就表示承載的是PPPoE發現階段的報文；當type的值為0x8864時就表示承載的是PPPoE會話階段的報文；

　　PPPoE會話建立程序

　　提示：PPPoE建立會話的程序主要要經過上述二個階段，發現階段和會話階段；其中發現階段主要是發現PPPoE服務器，獲取對方以太網地址；會話階段主要是PPP協議的各種協商；經過上述兩個階段以后，一個PPPoE會話就建立好了，后續用戶就可以通過PPPoE會話進行上網，資料傳輸；會話終結階段是用戶側發送PPPoE終止報文，隨后PPPoE會話終止；

　　PPPoE資料包型別

　　提示：PPPoE會話建立和終止程序中主要有以上5中型別的報文；PADI是PPPoE發現初始報文，主要用戶尋找PPPoE服務端；當PPPoE服務端收到PPPoE客戶端發送的PADI報文后，對應服務端會向客戶端發送PADO，該型別報文主要是告訴PPPoE客戶端對應服務端能夠滿足客戶端的請求；當客戶端收到服務端發送的PADO時（可能會有多個服務端發送PADO），它會選擇最早收到的PADO對應的服務端發送PADR；PADR是客戶端向服務端請求建立會話，同時也拒絕其他服務端發送的PADO報文；服務端收到客戶端發送的PADR后，會回復一個PADS報文，該型別報文主要作用是告訴客戶端會話id等資訊；當客戶端或服務端需要斷開連接時，客戶端或服務端會向對端發送PADT，表示終止連接，該型別報文的主要作用是通知對端PPPoE會話結束；對端收到該型別報文，會話會立即斷開；

　　PPPoE作業流程

　　提示：客戶端通過廣播發送PADI報文來發送接入服務器；類似DHCP中的DHCP discover包；

　　提示：當服務器收到客戶端發送的PADI報文后，將客戶端請求的服務于自己能夠提供的服務進行比較，如果可以提供，則單播恢復PADO報文；類似DHCP中的DHCP offer包；

　　提示：PPPoE客戶端會根據自己收到的PADO選擇最優的PADO報文對應的服務器，并單播發送一個PADR報文；PADR報文有兩層作用，一層是向對應服務端請求建立會話等資訊，二是拒絕其他服務端的PADO；類似DHCP中的DHCP Request包；

　　提示：PPPoE服務端收到客戶端的PADR報文后，服務端會生成一個唯一的PPPoE session ID，并通過發送PADS報文給客戶端，表示會話建立成功；類似DHCP中的DHCP ack包；

　　提示：當PPPoE會話建立成功以后，后續就是PPP引數協商；ppp引數協商和串口鏈路上的PPP引數協商程序一樣；主要分LCP和NCP協商；如果有認證，還需要進行認證；當PPP引數協商成功以后，對應客戶端會通過服務端獲取到一個規劃的ip地址等引數，后續客戶端就可以通過這個ip地址等進行上網，資料傳輸；

　　PPPoE會話建立全程序

　　提示：只有PPP中NCP協商完成以后，對應客戶端才會獲取到ip地址，后續的通信客戶端會通過這個ip地址來進行資料傳輸；

　　PPPoE會話終止程序

　　提示：當PPPoE客戶端或者服務端需要關閉連接時，可以向服務端或者客服端發送PADT報文；表示關閉連接；在PADT報文中，目的mac地址為單播地址，session id為希望關閉的session id；一旦收到一個PADT報文后，對應會話會隨即關閉；

　　PPPoE配置

　　實驗：如下拓撲，配置PPPoE客戶端和服務端

　　服務端配置

　　1、在服務端上建立用于認證的用戶名和密碼

　　2、創建用于分配ip地址等資訊的地址池

　　提示：地址池中可以添加網關、dns、排除地址等等資訊；

　　3、創建虛擬模板介面

　　提示：虛擬模板介面里主要配置ppp認證模式，以及關聯地址池，和本端的ip地址；

　　4、將物理介面和虛擬模板介面關聯

　　服務端全部配置

sys
sys server
aaa
local-user qiuhom password cipher admin123.com
local-user qiuhom server ppp
q
ip pool PPPoE
net 100.1.1.0 mask 255.255.255.252
q
int virtual-template 1
ppp authentication-mode chap
remote address pool PPPoE
ip add 100.1.1.1 30
q
int g0/0/0
pppoe-server bind virtual-template 1

　　客戶端配置

　　1、創建撥號規則

　　提示：上述命令表示允許所有ip協議的報文進行撥號；

　　2、創建撥號介面，并在介面下配置ppp認證，并系結撥號規則

　　提示：dialer user xxx 中的用戶名稱它只用于標識和系結dialer的作用，不用于ppp認證，所以這里的用戶名可以是任意的；

　　3、將物理介面和撥號介面做系結

　　驗證：看看對應撥號介面是否獲取到ip地址？

　　提示：可以看到對應撥號介面已經正常獲取到ip地址；說明我們的配置沒有問題；

　　4、配置默認路由，將出介面指向對應的撥號介面

　　提示：配置好默認路由以后，對應客戶端就可以通過pppoe的會話鏈路進行上網；

　　客戶端全部配置

sys 
sys client
dialer-rule
dialer-rule 1 ip permit
q
int dialer 1
dialer user xxx
dialer bundle 1
ppp chap user qiuhom
ppp chap password ci admin123.com
ip add ppp-negotiate
int g0/0/0
pppoe-client dial-bundle-number 1
q
ip route-s 0.0.0.0 0 dialer 1

　　在客戶端驗證PPPoE會話資訊

　　在服務端驗證PPPoE會話資訊

　　在客戶端驗證對應撥號介面

　　提示：可以看到對應撥號介面使用的是PPP協議，對應LCP和IPCP都是opened，并且對應介面也通過ppp協商獲取到100.1.1.2地址；

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