PPP协议实例详解

　　今天小编主要给大家介绍PPP，就是说点到点协议的基础知识，然后对PPP协议在思科路由器上的基本配置进行实例演示，在文章的后半部分就重点介绍PPP的两种验证方式。

　　（一）PPP概述

　　（1）HDLC封装协议

　　HDLC是思科路由器串行接口所默认的封装协议，因为串行线路在远距离通信中的所占的优势，一般情况下，远距离传输数据都使用串行线路，另外的计算机的内部通信都采用并行通信。标准的HDLC封装只可以支持单协议，就是说IP协议，思科对标准的DHLC进行改进，增加了协议域字段来支持多种网络层协议。即使改进后的DHLC是思科私有的，现在大多网络设备都可以使用它。

　　在"GNS3"中启动一台c3640路由器，保证这个路由器添加了串行接口模块，通过以下命令对串行接口默认的封装协议进行查看：

　　思科路由默认使用HDLC封装的原因是路由器之间用同步串行接口连接时，CiscoHDLC封装要比PPP封装效率高很多。但是，剩下的不一定都支持思科HDLC，这就是为什么在不同厂商设备混用的时候，最好采用PPP作为串口封装协议的原因了。

　　将串行接口的封装改成PPP：

　　（2）同步和异步串行通信

　　串行通信可以分为同步传输以及异步传输。

　　A.异步传输:异步传输是以字符为传输单位的，每个字符添加一位起始位以及一位停止位，可以用来标记一个字符的开始和结束。这种传输方式中，传输一个字符要附加2-3位，通信效率较低。这种传输方式发送方发出数据之后，可以不等待对方发回响应，然后发送下一个数据包。

　　B.同步传输:一般情况下，同步传输是以数据块为传输单位，每个数据块的头部和尾部都附加一个特殊的字符或者比特序列，标记一个数据块的开始和结束，通常还会附加效验序列，方便对数据块进行差错控制。该方式发送方发出数据后要等待接收方发回响应，再发下一个数据包。路由器的串行接口属于快速的同步接口，要在DCE端配置"时钟"来进行信号同步。

　　在需要配置时钟的接口中执行以下命令：

　　（3）PPP特点

　　PPP是IETF，即因特网工程任务组推出的点到点类型线路的数据链路层封装协议，支持以下几类物理接口：

　　A.同步串行接口

　　B.异步串行接口

　　C.高速串行接口（HSSI）

　　D.综合业务数字网（ISDN）

　　此外，PPP还广泛的应用在ATM以及以太网上。

　　PPP利用三个组件解决网际网络连接问题：

　　在点对点链路上使用高级数据链路控制（即HDLC）封装数据。PPP帧格式把HDLC帧格式作为基础，做一点改动。

　　使用链路控制协议（LCP）进行建立、设定和测试数据链路连接。

　　使用网络控制协议系列（NCPS）进行建立和设定不同的网络层协议。

　　（4）PPP分层体系结构

　　PPP分层体系架构是一个逻辑模型，下面是这一构架和OSI参考模型的对比：

　　点到点类型的线路都可以运行PPP，在数据链路层PPP通过LCP协议进行链路管理，就等于以太网数据链路层的MAC子层，在网络层NCP为不同协议提供服务，就等同于以太网数据链路层的LLC子层。

　　以下为PPP的LCP子层和NCP子层的简介：

　　A.LCP子层

　　LCP子层是位于物理层上，不仅有建立、配置和测试数据链路连接等功能，还提供以下功能；

　　身份验证：提供PAP以及CHAP验证。

　　压缩：将需要传输的数据先压缩然后传输。支持Stac、Predictor、MPPC以及TCP头部压缩。

　　错误检测：可以确保链路的质量。

　　多链路：可以实现链路的负载均衡。

　　PPP回拨：能提高安全性和节约用户拨号费用。

　　B.NCP子层

　　在LCP把链路建立好之后，PPP就根据不同用户的需要配置上层协议所需环境，NCP被用来为上层服务提供服务接口，针对不同的上层协议NCP提供不同的服务组件。

　　（5）PPP会话建立过程

　　从开始发起呼叫到最终通信完成，PPP后释放链路要经历以下四个步骤：

　　第一步：链路的建立以及配置协商，由LCP主要完成，通信的发起方发送LCP帧来配置和检测数据链路。

　　第二步：链路质量检测(可选)，属于LCP的可选功能，主要是测试链路的质量能否满足要求。

　　第三步：网络层协议的配置阶段,重要的是NCP的功能，通信双方交换一系列NCP分组来配置网络层，NCP配置好之后双方的逻辑通信链路就完成了。

　　第四步：链路终止，在数据传送完成之后，亦或是一些外部事件发生的时候，一方会发起断开连接的请求，然后，使用NCP来释放网络层的链接，再使用LCP来关闭数据链路层的链接，最后双方的通信设备关闭物理链路。

　　（6）PPP身份验证协议

　　PPP有两种可选的身份验证协议PAP和CHAP。

　　A.PAP（即密码验证协议）

　　这是两次握手协议，采用的是明文传输方式传输用户口令，验证步骤如下：

　　首先，被验证方发起验证请求，把本地配置的用户名和密码用明文的方式发送给验证方，验证方接收到验证请求后检查此用户名和密码有没有正确（注意：在验证方的数据库中也配置有此用户名和密码），正确的话就发回接受报文，错误的话就发送拒绝报文；该方式是采用明文传输，很容易被破解。

　　B.CHAP（即挑战握手验证协议）

　　这是三次握手协议，它在网络上只能传输用户名，密码没有在网络上传输，以下为CHAP验证示意图：

　　以下为CHAP的验证过程：

　　在PPP链路建立阶段完成之后，R1作为被验证方拨入，验证方R2主动发起验证挑战"Challenge"，挑战报文中"01"是序列号；R2上会有多个拨入请求，"ID"用来识别是哪个拨入者发起的挑战；"Random"是一个随机数；"R2"是发起挑战路由器的名字。

　　验证方收到验证方发来的请求之后，这个报文中的路由器名为R2，在本地数据库中找到R2对应的密码，要是找到对应的密码，就用验证方发送过来的报文的ID和随机数加上本地数据库中找到的密码，以MD5算法生成一个"hash"值。

　　在生成hash后，把这个hash值、验证方R2发送过来的ID号以及本路由的名称R1，回给验证方R2。当中报文的序列号是"02"，"ID"是R2发送过来的ID不变，"hash"是R1计算以后得到的哈希值。

　　在R2接收到这个报文，利用报文中的ID值找到储存在本地数据库中的随机数，然后，根据发送过来的报文中路由器的名称(R1)找到本地数据库对应这个名称的密码，再利用ID、随机数、R1对应的密码使用MD5算法生成一个hash值，然后用这个hash值与R1发送过来的hash比较，同样的话验证就通过，发回序号是"03"的确认报文，要是不一样验证就会失败，发回序号是"04"的验证失败报文。

　　以上能看出，只要双方配置相同的验证密码，就能完成验证，这个密码是不会在链路上传输的，传输的只是一个随机数、一个ID值、路由器的名称以及发回的hash值。

　　（二）PPP基本配置

　　（1）配置PPP封装

　　在GNS3里配置下面这个简单拓扑：

　　R1和R2配置：

　　（2）配置压缩

　　配置压缩能够影响路由性能增加CPU负荷，要是需要传送的文件被压缩过，例如：ZIP，RAR等，不建议在路由上开启压缩：

　　（3）配置链路质量监控(LQM)

　　在这个阶段LCP测试链路并且决定链路的质量是否能满足第三层协议的需要，要是不可以满足，链路将会关闭。可以用以下命令来配置质量监控：

　　（4）配置链路负载均衡

　　PPP链路负载均衡（注意：多链路PPP，也称MP、MPPP、MLP或者是Multilink）允许包被分段，到对方的多条点对点线路上就被同时发送，配置命令如下：

　　（三）PPP验证配置

　　使用上图作为拓扑图进行PPP验证部分在GNS3中配置。

　　（1）PAP验证

　　R1配置：

　　R2配置：

　　在配置完成后，对R1和R2连通性进行检测，发现能正常通信，PAP不是路由器推荐的验证方式。

　　（2）CHAP验证

　　用CHAP验证配置本文中的拓扑：

　　R1配置：

　　R2配置:

　　配置完成之后，对双方可以通信进行测试。

　　此外，能用下面的命令查看PPP验证过程：

　　以上就是点到点协议的基础知识，还有关于对PPP协议在思科路由器上的基本配置进行实例演示以及PPP的两种验证方式的讨论了。如果希望能够学习到更多关于CCNA的内容，那就请继续关注我们的网站：编程学习网教育吧。