5.5.5. Протокол ppp

Протокол PPP так же, как и HDLC, представляет собой целое семейство протоколов, в которое входят:

• протокол управления линией связи (Link Control Protocol, LCP);

• протокол управления сетью (Network Control Protocol, NCP);

• многоканальный PPP (Multi Link PPP, MLPPP);

• протокол аутентификации по паролю (Password Authentication Protocol, PAP);

• протокол аутентификации по квитированию вызова (Challenge Handshake Authentication Protocol, CHAP).

Протокол PPP разработан как часть стека TCP/IP для передачи кадров информации по последовательным глобальным каналам связи взамен устаревшего протокола SLIP. PPP стал фактическим стандартом для глобальных линий связи при соединении удаленных клиентов с серверами и для образования соединений между маршрутизаторами в корпоративной сети. Он является стандартным протоколом Internet. При разработке PPP за основу был взят формат кадров протокола HDLC и дополнен собственными полями. Поля PPP вложены в поле данных кадра HDLC. Позднее научились делать вложение кадра PPP в кадры FR и других протоколов ГС.

Особенности протокола PPP: переговорное принятие параметров соединения, поддержка многих протоколов, расширяемость, независимость от глобальных служб. В отличие от других протоколов канального уровня PPP добивается согласованной работы различных устройств с помощью переговорной процедуры, во время которой передаются различные параметры (качество линии, протоколы аутентификации, инкапсулируемые протоколы сетевого уровня). Переговорная процедура выполняется во время установления соединения.

В корпоративной сети конечные системы часто различаются размерами буферов для временного хранения пакетов, ограничениями на размер пакета, списком поддерживаемых протоколов сетевого уровня. Физическая линия, связывающая конечные устройства, может представлять собой вариант от низкоскоростной аналоговой линии до высокоскоростной цифровой линии с различными уровнями QoS.

Принятие параметров соединения обеспечивает протокол LCP. PPP имеет набор стандартных установок (на разные случаи), действующих по умолчанию и учитывающих все стандартные конфигурации. При установлении соединения два взаимодействующих устройства сначала пытаются использовать эти установки. Каждый конечный узел описывает свои возможности и требования. Затем на основе этой информации в процедуре переговоров (предложение значения параметра узлом 1 → отказ от него узла 2 и предложение своего иного значения и т.д.) делается попытка принять параметры соединения, устраивающие обе стороны. Но по истечению тайм-аута переговорная процедура может и не завершиться согласием по какому-то параметру.

Одним из важных параметров PPP-соединения является режим аутентификации. Для этих целей PPP предлагает по умолчанию протокол PAP, передающий пароль по линии связи в открытом виде или протокол CHAP, не передающий пароль и поэтому обеспечивающий более высокий уровень безопасности сети. Пользователям разрешается добавлять новые алгоритмы аутентификации, а также участвовать в выборе алгоритмов компрессии заголовка и данных.

PPP поддерживает несколько протоколов сетевого уровня. Например, внутри одного PPP-соединения могут передаваться потоки данных протоколов: IP, Novel IPX, AppleTalk, DECnet, XNS, Banyan VINES и OSI, а также данные протоколов канального уровня ЛС.

Каждый протокол сетевого уровня конфигурируется отдельно с помощью протокола NCP. Конфигурирование предусматривает:

• включение данного протокола в число используемых в текущем сеансе PPP;

• переговорное согласование некоторых параметров данного протокола. Наибольшее число параметров устанавливается для протокола IP (IP-адреса взаимодействующих узлов, IP-адреса DNS-серверов, признак компрессии заголовка IP-пакета и др.).

Для каждого протокола конфигурирования протокола верхнего уровня, помимо общего названия NCP, используется особое название вида: <протокол верхнего уровня>CP, например, для IP – IPCP, для IPX – IPXCP.

Расширяемость протокола PPP предполагает возможность включения новых протоколов в стек PPP, а также возможность использования собственных протоколов пользователей вместо рекомендуемых в PPP по умолчанию. Это позволяет эффективно настроить PPP в каждой конкретной ситуации реального функционирования.

Одной из возможностей PPP является использование нескольких физических линий для образования одного логического канала – транкинг каналов. Эту возможность реализует протокол MLPPP. Многие пользователи поддерживают такое свойство в своих маршрутизаторах и серверах удаленного доступа фирменным способом. Но использование стандартного способа всегда лучше, так как он гарантирует совместимость оборудования разных производителей.

Общий логический канал может состоять из каналов разной физической природы (например, один образован в телефонной сети, другой является виртуальным коммутируемым каналом сети FR).

Кроме рассмотренных протоколов, в ГС на выделенных каналах IP-маршрутизаторы нередко используют какой-либо из высокоскоростных вариантов Ethernet: Fast Ethernet, GE или 10GE. Все эти варианты не поддерживают отмеченных полезных при работе в ГС процедур, но решающую роль играет популярность технологии Ethernet в ЛС [1, 5].