PPPoE

PPPoE (англ. Point-to-point protocol over Ethernet) — сетевой протокол канального уровня передачи кадров PPP через Ethernet. В основном используется xDSL-сервисами. Предоставляет дополнительные возможности (аутентификация, сжатие данных, шифрование).

Стандартное MTU протокола ниже (1492 байт), чем на стандартном Ethernet (1500 байт), что иногда вызывает проблемы с плохо настроенными межсетевыми экранами.

PPPoE — это туннелирующий протокол, который позволяет настраивать (или инкапсулировать) IP, или другие протоколы, которые настраиваются на PPP, через соединения Ethernet, но с программными возможностями PPP соединений, и поэтому используется для виртуальных «звонков» на соседнюю Ethernet-машину и устанавливает соединение точка-точка, которое используется для транспортировки IP-пакетов, работающее с возможностями PPP.

Это позволяет применять традиционное PPP-ориентированное ПО для настройки соединения, которое использует не последовательный канал, а пакетно-ориентированную сеть (как Ethernet), чтобы организовать классическое соединение с логином, паролем для Интернет-соединений. Также, IP-адрес по другую сторону соединения назначается только когда PPPoE соединение открыто, позволяя динамическое переиспользование IP адресов.

PPPoE разработан UUNET, Redback Networks и RouterWare. Протокол описан в RFC 2516.

Стоит отметить, что некоторые поставщики оборудования (Cisco и Juniper, например) используют термин PPPoEoE (PPPoE over Ethernet), означающий PPPoE, работающий напрямую через Ethernet или другие IEEE 802.3 сети, а также PPPoE, работающий через связанные в Ethernet (Ethernet bridged over) ATM, для того чтобы отличать от PPPoEoA (PPPoE over ATM), который работает на ATM virtual circuit по спецификации RFC 2684 и SNAP и инкапсулирует PPPoE. PPPoEoA — это не то же самое, что Point-to-Point Protocol over ATM (PPPoA), поскольку он не использует SNAP.

Работа PPPoE осуществляется следующим образом. Существует Ethernet-среда, то есть несколько соединённых сетевых карт, которые адресуются MAC-адресами. Заголовки Ethernet-кадров содержат адрес отправителя кадра, адрес получателя кадра и тип кадра. Одну из карт слушает PPPoE-сервер. Клиент посылает широковещательный Ethernet-кадр, на который должен ответить PPPoE-сервер (адрес отправителя кадра — свой MAC-адрес, адрес получателя кадра — FF:FF:FF:FF:FF:FF и тип кадра — PPPoE Active Discovery Initiation). PPPoE сервер посылает клиенту ответ (адрес отправителя кадра — свой MAC-адрес, адрес получателя кадра — МАС-адрес клиента и тип кадра — PPPoE Active Discovery Offer). Если в сети несколько PPPoE серверов, то все они посылают ответ. Клиент выбирает подходящий сервер и посылает ему запрос на соединение. Сервер посылает клиенту подтверждение с уникальным идентификатором сессии, все последующие кадры в сессии будут иметь этот идентификатор. Таким образом, между сервером и клиентом создается виртуальный канал, который идентифицируется идентификатором сессии и MAC-адресами клиента и сервера. Затем в этом канале устанавливается PPP соединение, а уже в PPP пакеты упаковывается IP-трафик.

PPPoE Discovery (PPPoED)

PADI

PADI — PPPoE Active Discovery Initiation.

Если пользователь хочет подключиться к интернету по DSL, сначала его машина должна обнаружить концентратор доступа (DSL access concentrator или DSL-AC) на стороне провайдера (point of presence (POP)). Взаимодействие через Ethernet возможно только через MAC-адреса. Если компьютер не знает MAC-адреса DSL-AC, он посылает PADI пакет через Ethernet broadcast (MAC: ff:ff:ff:ff:ff:ff) Этот PADI-пакет содержит МАС-адрес пославшей его машины.

Пример PADI-пакета:

Frame 1 (44 bytes on wire, 44 bytes captured)
Ethernet II, Src: 00:50:da:42:d7:df, Dst: ff:ff:ff:ff:ff:ff 
PPP-over-Ethernet Discovery
  Version: 1 
  Type 1
  Code Active Discovery Initiation (PADI)
  Session ID: 0000
  Payload Length: 24
PPPoE Tags
  Tag: Service-Name 
  Tag: Host-Uniq
    Binary Data: (16 bytes)

Src. (=source) представляет MAC-адрес машины, пославшей PADI.
Dst. (=destination) является широковещательным Ethernet-адресом.
PADI-пакет может быть получен более чем одним DSL-AC.

PADO

PADO — PPPoE Active Discovery Offer.

Как только пользовательская машина отослала PADI-пакет, DSL-AC отвечает, посылая PADO-пакет, используя MAC-адреса, пришедшие с PADI. PADO-пакет содержит MAC-адреса DSL-AC, их имена (например LEIX11-erx для концентратора T-Com DSL-AC в Лейпциге) и имя сервиса. Если же более одной точки DSL-AC ответило PADO-пакетом, пользовательская машина выбирает DSL-AC конкретный POP, используя пришедшие имена или имена сервисов.

Пример PADO-пакета:

Frame 2 (60 bytes on wire, 60 bytes captured)
Ethernet II, Src: 00:0e:40:7b:f3:8a, Dst: 00:50:da:42:d7:df 
PPP-over-Ethernet Discovery
  Version: 1 
  Type 1
  Code Active Discovery Offer (PADO)
  Session ID: 0000 Payload Length: 36
PPPoE Tags
  Tag: Service-Name 
  Tag: AC-Name
    String Data: IpzbrOOl 
  Tag: Host-Uniq
    Binary Data: (16 bytes)

AC-Name — String Data представляет строковое AC имя, в данном случае «Ipzbr001» (Arcor DSL-AC в Лейпциге).
Src. представляет MAC-адрес DSL-AC.
MAC-адрес DSL-AC также идентифицирует производителя DSL-AC (в данном случае, Nortel Networks).

PADR

PADR расшифровывается как PPPoE Active Discovery Request.

Как сказано выше, пользовательская машина должна выбрать POP (точку доступа) — это делается с помощью PADR-пакета, который посылается на MAC-адрес выбранного DSL-AC.

PADS

PADS — PPPoE Active Discovery Session-confirmation.

PADR-пакет подтверждается концентратором пересылкой PADS-пакета, в нем же приходит Session ID. Соединение с DSL-AC для этой точки доступа теперь полностью установлено.

PADT

PADT — (PPPoE) Active Discovery Termination.

Этот пакет обрывает соединение с POP. Он может быть послан либо со стороны пользователя, либо со стороны DSL-AC.

Преимущества схемы

• IP-заголовки в Ethernet среде игнорируются. То есть пользователь может назначить IP-адрес своей сетевой карте, но это не приведет к «обвалу» сети (теоретически, при работе с сетевым концентратором не должно произойти «обвала» и при смене пользователем MAC-адреса даже на адрес сервера, а при работе с сетевым коммутатором все зависит от конструкции коммутатора).
• Каждое соединение отделено от других (работает в своем канале).
• Настройки (IP-адрес, адрес шлюза, адреса DNS серверов) могут передаваться сервером.
• PPP соединение легко аутентифицируется и обсчитывается (например, при помощи RADIUS).
• PPP соединение можно шифровать. Например, при работе с сетевым концентратором (когда на каждой сетевой карте может быть виден весь Ethernet-трафик) прочитать чужой IP-трафик весьма затруднительно.

Ссылки

• RFC 2516 — A Method for Transmitting PPP Over Ethernet (PPPoE)
• RFC 3817 — Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Active Discovery Relay for PPP over Ethernet (PPPoE)
• RFC 4638 — Accommodating a Maximum Transit Unit/Maximum Receive Unit (MTU/MRU) Greater Than 1492 in the Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE)

См. также

• Rp-pppoe