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PPP（Point to Point Protocol，點對點協議）協議是為在兩個對等實體間傳輸數據包，建立簡單連接而設計的。這種連接提供了同時的雙向全雙工操作，並且假定數據包是按順 序投遞的。PPP協議還滿足了動態分配IP地址的需要，並能夠對上層的多種協議提供支持。PPP在TCP/IP協議集中是位於數據鏈路層的協議，其物理實 現方式有兩種：一種是通過以太網口（這時稱之為PPPoE，即PPP over Ethernet），另一種就是利用普通的串行接口。本文主要討論的就是後一種PPP協議的具體實現過程。

　　PPP協議是目前應用得最廣的一種廣域網協議，它主要由以下3部分組成：（1） 在串行線路中對上層數據包的封裝（HDLC）；（2） 用於建立、配置和檢測數據鏈路連接的鏈路控制協議(LCP) ；（3） 用於建立和配置不同網絡層協議的網絡控制協議(NCP) 協議簇。下面從PPP協議的封裝結構和PPP鏈路協商兩個部分對PPP協議進行詳細剖析。

PPP協議封裝

　　PPP 封裝用於消除上層多種協議數據包的歧義，加入幀頭、幀尾， 使之成為互相獨立的串行數據幀。PPP 采用HDLC 的組幀格式，它是面向字符的。在完整的PPP 幀中，幀頭由幀開始標記、地址域、控制域、協議域組成，幀尾由校驗域、幀結束標記組成(如表1 所示)。

　　表1：PPP幀封裝格式

表2：PPP協議代碼 表3：編碼對應含義

PPP幀以0x7e作為一幀的開始和結束的標記，占一個字節。地址域和控制域固定的值，分別為0xff 和0x03，各占一個字節。協議域為兩個字節,在實際應用中因數據包的不同而不同。PPP 幀具有錯誤檢測機制，校驗和中填寫的就是發送方對幀數據的檢驗碼，接收方在接收到該幀後對數據做校驗，通過校驗來判斷數據幀在傳送過程中是否有誤。其中校 驗和采用的是CRC算法，校驗範圍從地址字節到校驗和位置之前的最後一個數據載荷。

PPP協議包含豐富的內容， 它能實現包括IP協議在內的多種網絡協議的封裝，那麽，如何區分某個PPP包究竟是哪種數據協議包？這就是PPP協議幀第四、五兩個字節關心的問題，表2列出常用的協議代碼及其對應的協議。

PPP鏈路協商

通常，在一次PPP鏈路會話中，協商的雙方並沒有區分誰是服務器端誰是客戶端。為了敘述方便，這裏把申請請求PPP服務 的一端稱為用戶端，而把能提供PPP服務的機構稱為ISP（比如本項目中的聯通CDMA網絡）。一般來講，與ISP建立一次正常的PPP鏈路連接，要經歷 下面3個階段： （1）LCP協商，建立和配置連接以及幀參數設置等；（2）用戶認證，這裏將選擇PAP認證；（3）NCP協商，即負責IP地址的動態分配等事務。這裏把 常用的編碼字節的意義列成上表3，這些代碼對上述協議都適用。至於PPP封裝幀結構中的ID字節，表示的是PPP包的序號，這在協商階段用來識別該對哪個 包進行應答。需要說明的是，當PPP報文封裝的是IP報文時，則已經不存在編碼和ID部分了。

3 PPP協議在聯通CDMA網絡中的具體實現

PPP協議的格式雖然嚴格遵循既定標準，但不同的ISP可以有其自己的協商規範，也就是說協商的過程會因為使用網絡的不同而有差別。因此PPP技術的應 用，關鍵的問題是要弄清楚不同的ISP提供商它們各自的一套協商會話流程，一旦協商過程完成，用戶獲得ISP分配的動態IP，剩下的工作只不過是把用戶數 據以IP報文形式封裝在一個個PPP報文中進行傳輸了。下圖2就是利用中國聯通CDMA網絡實現視頻傳輸的協商階段的全過程。

圖2 PPP協商過程數據幀實例

1 U

2 I

3 I

4 U

5 I

6 U

7 U

8 I

9 I

10U

11U

12I

13U

14I

15I

16U

在上圖中，每個報文最左邊的數字是協商過程的報文序號，緊接著的U字母代表的是申請PPP服務的用戶發出的PPP協商報文，而I則代表ISP發出的PPP協商報文，這裏具體就是聯通的CDMA網絡。下面對整個協商過程進行詳細解析：

1）在真正進行PPP協商之前，還有一個AT命令撥號過程，聯通CDMA要求撥#777申請數據業務，而Q2358C模塊的撥號命令是ATD，因此 合起來就是：ATD#777;，註意，Q2358撥號命令後面要加一個分號；撥號完後，要等待CDMA返回“CONNECT”，這時候才能進行後續的 PPP協商；

2）第一個起始PPP問旬包必須由用戶發起，否則聯通CDMA不會響應。包的內容見上圖中第1序號包，這裏要說明一點：在PPP協商的LCP階段， 除了起始和結束的PPP報標誌符7E，報文中任何地方的值小於0x20的字符，以及字符7F,7E和7D，都要轉義，轉義的方法是把其值和0x20異或後 的值緊接著7D發送。

3）從第1序號報的第三個框的“C0 21”字符結合上表2可以看出，這是一個LCP報文，第四個框“7D 21”就是01，根據上表3可以看出這是用戶發出的請求報，而根據第五個框的內容知道這是用戶發出的第一個報，第六個框是整個報文的長度，占兩個字節，後 面的內容是各種選項，倒數第二個框的內容則是FCS校驗值填充的地方，占兩個字節；

4）CDMA接受到第1序號報後，將先後發送第2序號和第3序號LCP報，其中第2序號報是請求報，請求用戶對其攜帶到選項進行同意或者拒絕，如2 號報第7個框“7D 21 7D 24 7D 25 EA”中“7D 21”表示第1個LCP協商選項，其長度為“7D 24”即4個字節，後面兩個字節“7D 25 EA”即“05 EA”是其選項值，整個1號選項的用途就是規定PPP報文最大數據有限載荷是5EA，也就是1514個字節，其他選項的結構的理解與此完全一樣，後面不再 贅述。關於LCP報文各種選項的意義，可參閱相關RFC文檔；

5）CDMA的發出的第3序號報是同意用戶發出的第1序號報的，這可以從其第四個框的值“7D 22”也即02，根據表3，其表示接受配置的意思；

6）從第4序號報的第4框內容“7D 23”即03，結合表3，可以得知用戶拒絕了CDMA請求報中選項3的配置，表示用戶不接受CHAP（C2 23）認證，用戶只接受PAP認證（C0 23）；

7）CDMA收到用戶剛才的反應後，馬上發出第2個請求報，這時候把第3選項的配置改成了用戶希望的PAP認證（C0 23），見上圖5號報；

8）第6序號報表示用戶同意CDMA的LCP配置，這裏要說明一點，選項2是設置是否要對0x20以下的字符值進行轉義的，因為選項2的值是全0，則說明以後的PPP報文不再對值為0x20以下的值轉義，但是對於值為7D、7E、7F的字符依然要進行轉義發送；

9）從第7序號報開始，LCP協商過程結束，現在開始進行的是PAP認證，聯通的PAP認證的用戶名和密碼都是“CARD”，也即ASCII值“0x43、0x41、0x52、0x44”；第8序號報表示CDMA通過了用戶的認證；

10）根據表2，可以看出，第9序號報開始是NCP會話也即IPCP會話階段，CDMA請求用戶是否同意其網關IP地址：DC.C0.0.9，見其倒數第3個框也即3號選項所包含的值；

11）之後的過程完全可以按照上面類推分析下去，當全部16個PPP報文會話完畢後，將獲得四項關健值：即分配的IP地址： DC.CF.57.8C； 遠程網關：DC.C0.0.9；主DNS：DC.C0.0.82；次DNS：DC.C0.8.3A。之後就可以嵌入真正的IP數據報進行數據打包傳輸。

ppp協議解析二