《路由交換技術(shù)與應(yīng)用》課件第26章

第26章PPP協(xié)議在廣域網(wǎng)中的應(yīng)用26.1PPP協(xié)議簡(jiǎn)介26.2PPP協(xié)議的組成26.3PPP協(xié)議棧26.4PPP協(xié)商流程26.5PPP的認(rèn)證小結(jié)

主要內(nèi)容：

PPP協(xié)議的組成及協(xié)議棧分層結(jié)構(gòu)

PPP協(xié)商流程

PPP的認(rèn)證方式

PPP協(xié)議簡(jiǎn)介如圖26-1所示。PPP協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路上進(jìn)行多協(xié)議包傳送的協(xié)議，它是在SLIP的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的位于第二層的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。由于SLIP只支持異步傳輸方式、無(wú)協(xié)商過(guò)程，因此它逐漸被PPP協(xié)議所替代。PPP協(xié)議下層的物理層可以是同步電路或異步電路。26.1PPP協(xié)議簡(jiǎn)介

圖26-1PPP協(xié)議簡(jiǎn)介

PPP協(xié)議的特點(diǎn)可以概括為：物理層可以是同步方式或異步方式，支持各種NCP協(xié)議，如IPCP，IPXCP；具有驗(yàn)證功能，通過(guò)PAP或CHAP方式驗(yàn)證，保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(PPP)提供在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路上傳輸多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)的功能。

PPP協(xié)議的組成如圖26-2所示。PPP協(xié)議主要由以下三部分組成：

(1)封裝多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)的方法；

26.2PPP協(xié)議的組成

(2)用于建立、配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議(LCP)；

(3)一組用于建立、配置不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)。

圖26-2PPP協(xié)議的組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(PPP)被設(shè)計(jì)用來(lái)在鏈路的兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間傳輸報(bào)文，這個(gè)鏈路是全雙工的，而且報(bào)文的到達(dá)順序和發(fā)送順序一致。PPP適用于多種不同特性的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行傳輸系統(tǒng)，是一種用于連接各種類(lèi)型的主機(jī)、網(wǎng)橋和路由器的通行方法。

PPP的協(xié)議棧是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)，如圖26-3所示。

在物理層底層，PPP可以使用同步方式(如同步DDN)，也可以使用異步方式(如異步DDN、撥號(hào)的PSTN網(wǎng)絡(luò))。

26.3PPP協(xié)議棧圖26-3PPP的協(xié)議棧在數(shù)據(jù)鏈路層，PPP以LCP協(xié)商方式提供建立鏈路的服務(wù)。

在網(wǎng)絡(luò)層，PPP通過(guò)NCP提供對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的支持，如PPP可以支持常見(jiàn)的IP和IPX。

PPP協(xié)商流程如圖26-4所示。26.4PPP協(xié)商流程

圖26-4PPP協(xié)商流程

LCP是為建立鏈路連接而進(jìn)行的一系列參數(shù)協(xié)商。其核心是一個(gè)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)遷移過(guò)程——通過(guò)狀態(tài)從“初始”狀態(tài)遷移到“打開(kāi)”狀態(tài)，為網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)傳輸通道。

鏈路控制協(xié)議(LCP)的作用就是在兩個(gè)PPP對(duì)等實(shí)體之間建立、維持和終止點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路。為了使PPP協(xié)議能夠適用于各種環(huán)境，LCP為兩個(gè)PPP對(duì)等實(shí)體提供了協(xié)商參數(shù)的功能。這些可用于協(xié)商的參數(shù)包括最大幀長(zhǎng)度、PPP幀結(jié)構(gòu)、用于檢測(cè)鏈路回路的模式和是否進(jìn)行口令認(rèn)證等。同時(shí)，LCP還提供了對(duì)鏈路質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)、鏈路可達(dá)性檢測(cè)等功能。LCP的過(guò)程按以下四個(gè)階段進(jìn)行：

(1)鏈路的建路和配置協(xié)調(diào)。在網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)(如IP)交換前，LCP首先必須打開(kāi)連接，并協(xié)調(diào)配置參數(shù)。完成一個(gè)配置確認(rèn)幀的發(fā)送和接收后，這一階段才算完成。

(2)鏈路質(zhì)量檢測(cè)。在鏈路建立、配置協(xié)調(diào)之后，LCP允許有一個(gè)可選的鏈路質(zhì)量檢測(cè)階段。在這一階段，通過(guò)對(duì)鏈路的檢測(cè)來(lái)決定鏈路是否滿足網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議信息的傳輸，直到這一階段完成。

(3)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議配置階段。在LCP完成鏈路質(zhì)量檢測(cè)后，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議通過(guò)適當(dāng)?shù)腘CP協(xié)議進(jìn)行單獨(dú)的配置，而且可以在任何時(shí)候被激活和關(guān)閉。如果LCP關(guān)閉了鏈路，它會(huì)通知網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議采取相應(yīng)的操作。

(4)關(guān)閉鏈路。LCP可以在任何時(shí)刻關(guān)閉鏈路，但多數(shù)關(guān)閉是因用戶的要求或者發(fā)生物理故障所致，如載波丟失或是空閑時(shí)間超長(zhǎng)。

LCP幀有三種，其中鏈路建立幀用來(lái)建立和配置鏈路，鏈路終止幀用來(lái)終止鏈路，而鏈路維護(hù)幀用來(lái)管理和維護(hù)鏈路。這三種幀可以完成LCP各階段的工作。

PPP的認(rèn)證包括兩種方式：口令認(rèn)證協(xié)議(PAP)和挑戰(zhàn)握手認(rèn)證協(xié)議(CHAP)。

1.口令認(rèn)證協(xié)議(PAP)

PAP是最簡(jiǎn)單的，安全性最低的一種鑒別方法。它是一個(gè)兩次握手協(xié)議，就是說(shuō)，為了完成協(xié)商，每個(gè)對(duì)等體都需要和對(duì)方交換一個(gè)包，讓對(duì)方來(lái)認(rèn)證自己(認(rèn)為自己是合法用戶)。26.5PPP的認(rèn)證

PAP是一種通過(guò)兩次握手，完成對(duì)等實(shí)體間相互身份確認(rèn)的方法，它只是在鏈路剛建立時(shí)使用，在鏈路存在期間，不能重復(fù)用PAP對(duì)等實(shí)體之間身份進(jìn)行確認(rèn)。PAP認(rèn)證如圖26-5所示。

圖26-5PAP的認(rèn)證在數(shù)據(jù)鏈路處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，需要認(rèn)證的一方反復(fù)向?qū)Ψ?認(rèn)證者)傳送用戶標(biāo)識(shí)符和口令，直到認(rèn)證者回送一個(gè)確認(rèn)信息或者數(shù)據(jù)鏈路被終止。

PAP不是一種強(qiáng)有力的認(rèn)證手段，用戶標(biāo)識(shí)符和口令以明碼的方式在串行線路上傳輸，因此，只適用于類(lèi)似遠(yuǎn)程登錄等允許以明碼方式傳輸用戶標(biāo)志符和口令的應(yīng)用。

2.挑戰(zhàn)握手認(rèn)證協(xié)議(CHAP)

CHAP是比PAP安全的一種認(rèn)證協(xié)議。與PAP一樣，它也是依賴于一個(gè)雙方都知道的“共同秘密”，但是該秘密不再在線上傳輸，而是傳遞一對(duì)質(zhì)詢值/響應(yīng)值(由散列算法得出)來(lái)保證秘密不被竊取。從而提高了安全性。

CHAP是一種通過(guò)三次握手，周期性地驗(yàn)證對(duì)方身份的方法。它在數(shù)據(jù)鏈路剛建立時(shí)使用，在整個(gè)數(shù)據(jù)鏈路存在期間可以重復(fù)使用。CHAP的認(rèn)證如圖26-6所示。

圖26-6CHAP的認(rèn)證在數(shù)據(jù)鏈路處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，認(rèn)證者給需要認(rèn)證的PPP實(shí)體發(fā)送一個(gè)挑戰(zhàn)信息，需要認(rèn)證的PPP實(shí)體按照事先給定的算法對(duì)挑戰(zhàn)信息進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果返回給認(rèn)證者。認(rèn)證者將返回的計(jì)算結(jié)果和自己在本地計(jì)算后得到的結(jié)果進(jìn)行比較，若一致，表示認(rèn)證通過(guò)，給需要認(rèn)證的PPP實(shí)體發(fā)送認(rèn)證確認(rèn)幀；否則，應(yīng)該終止數(shù)據(jù)鏈路。

CHAP是比PAP具有保密功能更強(qiáng)的認(rèn)證協(xié)議，它適用于數(shù)據(jù)鏈路兩端都能訪問(wèn)到共同密鑰的情況。

本章主要講述了如下內(nèi)容：

(1)

PPP協(xié)議提供在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路上傳輸多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)的功能。

(2)

PPP協(xié)議棧具有分層結(jié)構(gòu)(物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層)。

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