Как всем известно, протокол PPPoE, используемый в промышленных маршрутизаторах, представляет собой распространённый способ доступа в Интернет по телефонной линии. Так в чём же заключается принцип его работы?
PPPoE: протокол DNS
Интернет, по сути, представляет собой просто очень большую компьютерную сеть и во многих отношениях напоминает локальную сеть (LAN). Однако между ними есть ряд важных отличий. Глобальные сети также требуют собственной технологии ввиду масштабов и возможностей интернет-провайдеров и их серверов. Эта технология реализована в виде так называемого протокола «точка-точка» по Ethernet (PPPoE). Для чего нужен этот протокол?
Зачем нужен протокол «точка-точка» по сети Ethernet?
Для установления подключения к Интернету локальный компьютер (или другое аналогичное конечное устройство) должен быть подключен к Интернету через маршрутизатор. Доступ предоставляется интернет-провайдером (ISP), которому также необходимо проверить, имеет ли клиент действительное право на доступ. Протокол «точка-точка» (PPP) используется для выполнения этой проверки, когда Интернет подключается к частному дому через ISDN. В ходе этого процесса устройство доступа (модем или маршрутизатор) подключается напрямую к узлу интернет-провайдера. Провайдер проверяет данные и открывает доступ к Интернету.
Для интернет-провайдеров преимущество протокола PPP заключается в том, что он позволяет им не только проверять право доступа, но и определять объем переданных данных и время подключения. Провайдеры извлекают выгоду из этого соглашения с тех пор, когда за пользование сетью было принято платить небольшую плату. С появлением DSL и тем, что в каждом домохозяйстве к Интернету стали подключаться одновременно несколько устройств, возникла необходимость в новой технологии.
Протокол PPPoE обладает теми же преимуществами, что и PPP, но позволяет использовать эту технологию в сетях Ethernet. При этом данная сетевая технология является повсеместным стандартом, обеспечивающим создание сложных и высокоскоростных соединений. Знакомая часть пакета данных, относящаяся к протоколу PPP, интегрирована в кадр Ethernet.
Как работает PPP по Ethernet
PPPoE входит в состав стека протоколов TCP/IP — на самом нижнем уровне: доступа к сети. Работа сети проходит в два этапа, что, в свою очередь, влияет на процесс настройки. Все начинается с обнаружения PPPoE. На этом этапе протокол определяет MAC-адрес узла, чтобы использовать его для доступа в Интернет. Поиск осуществляется посредством широковещательной рассылки: пакеты отправляются в сеть без указания конкретного адресата. Затем узел, также известный как точка присутствия (PoP), отвечает и создаёт канал связи между двумя участниками сети.
Далее начинается второй этап: сеанс PPPoE. На этом этапе происходит согласование деталей. Например, узел проверяет право доступа клиента. Затем следует фактическое использование Интернета — но это по-прежнему является частью этапа сеанса PPPoE.
Определить, какая фаза активна, можно по полю «Type» кадра Ethernet. Здесь для фазы обнаружения указано значение 0x8863, а для фазы сеанса — 0x8864. За полем «Type» следует кадр PPPoE, встроенный в поле данных кадра Ethernet. Разделы PPPoE также могут быть отнесены к разным разделам. Сначала отправляется версия PPPoE. Однако, поскольку существует только одна версия протокола, здесь всегда указывается значение 1. Далее следует тип PPPoE, который также всегда обозначается цифрой 1.
Хотя первые две части занимают всего по 4 бита каждая, за ними следует поле кода размером в 1 байт (т. е. 8 бит). Это очень важно для фазы обнаружения PPPoE и показывает, на каком этапе находятся оба участника связи. Если вы уже находитесь на этапе сеанса, это поле содержит только значение 0x00. Однако на этапе обнаружения возможны пять различных значений:
● 0x09: Инициирование активного обнаружения PPPoE (PADI)
● 0x07: Скидка при активном обнаружении PPPoE (PADO)
● 0x19: запрос на активное обнаружение PPPoE (PADR)
● 0x65: Подтверждение сеанса обнаружения активности PPPoE (PADS)
● 0xa7: Терминал активного обнаружения PPPoE (PADT)
Таким образом, этап обнаружения начинается с широковещательного запроса (PADI). На этом этапе клиент также отправляет свой MAC-адрес, чтобы впоследствии получить ответ. Следующий пакет от PoP содержит его собственный MAC-адрес и имя (PADO). На широковещательную рассылку клиента, скорее всего, ответят несколько узлов. Затем, на основании имени, локальный компьютер или маршрутизатор должен определить, к какому PoP он хочет подключиться. Он сообщает об этом решении соответствующим узлам посредством другого сообщения (PADR). Затем PoP вновь связывается с участником сети, подтверждает соединение и присваивает устройству идентификатор сеанса (PADS). После этого клиент подключается к Интернету. Если один из участников желает прервать соединение, это сообщение передаётся другому устройству вместе с последним пакетом данных (PADT).
После установления соединения и генерации идентификатора сеанса точкой присутствия в игру вступают другие поля кадра. Во-первых, здесь необходимо указать идентификатор сеанса. Это позволяет идентифицировать все последующие пакеты. Затем укажите длину поля конечной полезной нагрузки. Это гарантирует, что при передаче не будет потеряна никакая информация. Следующее поле протокола содержит информацию о том, какой протокол использует поле полезной нагрузки (например, IPv4 или IPv6). Каждое из этих трёх полей имеет длину в два байта. Наконец, поле полезной нагрузки содержит фактические данные для передачи. Длина этой части может варьироваться (хотя она сообщается заранее), и на этом кадр PPPoE завершается.
Преимущества протокола PPPoE
Технология «точка-точка» по сети Ethernet тесно связана с развитием DSL и общей популярностью Интернета. Предыдущий протокол, PPP, был разработан для линий доступа по телефонной сети, таких как ISDN. Стандарты Ethernet также внедряются в сетях DSL. В результате старые протоколы, которые ранее пользовались успехом, пришлось адаптировать. Кроме того, Ethernet позволяет нескольким устройствам совместно использовать одно подключение для доступа в Интернет. Традиционные протоколы «равный-равному» также не способны на это.
В большинстве случаев маршрутизатор отвечает за установление прямого соединения с интернет-провайдером и, следовательно, за установку подключения к Интернету. Однако при использовании протокола PPPoE отдельное устройство также может напрямую взаимодействовать с точкой доступа (PoP). Для этого в маршрутизаторе необходимо активировать функцию пропуска PPPoE. После этого маршрутизатор будет напрямую
Ключевые слова: Промышленный 4G-маршрутизатор
