计算机网络实验2 - PPP与PPPoE协议

文章目录

• 实验一: PPP与PPPoE学习
• • 背景知识
  • • 1. PPP
    • 2. PPP认证方式
    • 2. PPPoE
    • PPPoE的工作过程
  • 实验步骤
  • • 实验环境
    • 实验过程
    • • 准备阶段
      • • 交换机初始化：
        • 建立PPPoE链接
      • 任务一：观察PPPoE和PPP数据封装格式：
      • • Ethernet II帧：
        • PPPoE帧：
        • PPP帧：
      • 任务二：观察PPP的PAP认证机制

实验一: PPP与PPPoE学习

    

背景知识

    

1. PPP

    点到点协议( Point-to-Point Protocol， PPP)
    点对点链路中应用最广的一种数据链路层协议。
    PPP具有差错检测、支持多种网络层协议、允许动态协商IP地址、允许身份认证等功能。
    PPP不提供可靠传输，不提供流量控制，不支持多点链路通信，因此，协议比较简单。

PPP主要由以下三部分组成:
    ① 封装成帧，PPP提供一种封装多协议数据报的方法;
    ② 链路控制协议(Link Control Protocol, LCP)， 用来建立、配置、管理和测试数据链路连接，在建立连接过程中，通信双方可以协商一些选项;
    ③ 一组网络控制协议( Network Control Protocol, NCP),如IPCP和IPXCP等，每一个NCP支持不同的网络层协议。

PPP的帧格式

    

2. PPP认证方式

2.1 PAP

    两次握手，发起端反复向认证端发送用户名/口令，知道认证端响应确认或拒绝。明文发送用户名和密码，且不限制尝试次数，安全性较差。

2.2 CHAP(Challenge Handshake AuthenticationProtocol)

    三次握手方法周期性地认证对端节点。

    原理
        认证端向对端发送“挑战”信息，对端节点根据挑战信息和指定算法计算出应答信息，并回复给认证端，认证端通过验证应答信息判定认证是否成功。
        与PAP相比，CHAP通过使用唯一且不可预测的可变询问消息值提供回送攻击防护功能。
        认证端每隔一段时间就会发出-一个新的“挑战"信息，以确认对端连接是否经过授权。
    

2. PPPoE

    
    基于以太网的点对点协议，简称PPPoE协议( Point-to-Point Protocol over
Ethernet)。提供方便的接入控制和计费。ADSL使用了PPPoE协议。

    

PPPoE的工作过程

分成两个阶段，即==发现阶段(Discorvery)和PPP会话（承载阶段）==阶段。

1. 客户端的用广播的方式发出PADI (PPPOE Active Discovery Initiatio) 包，准备去获得所有可连接的服务端的MAC地址
2. 服务端收到PADI包后，返回PADO (PPPOE Active Discovery Offer) 回应；
3. 客户端从收到的多个PADO包中，根据其名称类型名或者服务名，选择一个合适的服务端，然后发送PADR (PPPOE Active Discovery Request) 包，另外如果一个客户端在发出PADI后在规定时间内没有收到PADO，会重发PADI；
4. 客户端收到PADR包后，返回PAS (PPPOE Active Discovery Session-confirmation) 包，其中包含了一个唯一session ID，进入PPP会话阶段。
5. 双方随时可以发送PADT包，停止PPP会话。

绘制示意图：

    

实验步骤

实验环境

1：拓扑图
    ISP1已经配置为PPPoE服务器，ISP1 和ISP2之间的链路使用PPP协议，ISP2对ISP1的单向PAP认证; ISP2 和ISP3之间的链路也使用PPP协议，ISP3对ISP2的单向CHAP认证。

    
2：IP地址
PPPoE有类DHCP的功能，客户机可以通过拨号获取PPPoE地址池中的IP地址。
（ISP1的地址池是：220.10.0.1-220.10.0.100）

    

实验过程

准备阶段

交换机初始化：

    交换机端口指示灯呈橙色，则单击主窗口右下角Realtime 和Simulation模式切换按钮数次，直至交换机指示灯呈绿色。这一操作可以使交换机快速完成初始化工作。

建立PPPoE链接

PPPoE拨号连接后：
    此处有错误，子网掩码显示为255.255.255.255，显然不对，地址池是220.10.0.10-220.10.0.100，对应的子网掩码应该是是255.255.255.0。

    

任务一：观察PPPoE和PPP数据封装格式：

从PC1发送报文到PC2，查看帧结构。

    
根据上述帧结构并结合资料，绘制如下示意图：

    

Ethernet II帧：

Preamble：前导码：由0、1间隔代码组成，用来通知目标站作好接收准备。以太网帧使用8个字节的0、1间隔代码作为起始符。

Destination MAC：目的MAC地址，对于discovery数据包，是以太网的广播地址(0xffffffff)，广播地址用于PPPoE Client寻找PPPoE Server。因为我们发送的是用户名和密码，所以应该是PAP认证，认证后发送的帧des段填写ISP的MAC地址。

Source MAC：源MAC地址。

Type：指定接收数据的高层协议类型。
    0x8863：Discovery Stage
    0x8864：PPP Session Stage

Data段：该数据段的长度最小应当不低于46个字节，最大应不超过1500字节。如果数据段长度过小，那么将会在数据段后自动填充（Trailer）字符。相反，如果数据段长度过大，那么将会把数据段分段后传输。
FCS：包含长度为4个字节的循环冗余校验值（CRC），由客户端计算产生，在服务端重新计算以确定帧在传送过程中是否被损坏。

PPPoE帧：

PPP帧：

任务二：观察PPP的PAP认证机制

标签：PAP,协议,认证,MAC,PPP,PPPoE
来源： https://blog.csdn.net/qq_52196579/article/details/115108836