Настройка ppp соединения. Протокол PPP

РРР обеспечивает метод передачи дейтаграмм через последовательные каналы связи с непосредственным соединением типа "точка-точка" (point-to-point). Он включает три основных компонента:

1. Метод инкапсуляции (метод формирования дейтаграмм для передачи по последовательным каналам). РРР в качестве базиса для формирования дейтаграмм при прохождении через каналы с непосредственным соединением использует кадры, подобные кадрам процедуры HDLC (High-level Data Link Control - управление каналом передачи данных высокого уровня).

2. Расширяемый протокол контроля канала LCP (Link Control Protocol). LCP предназначен для организации, выбора конфигурации и проверки соединения канала передачи данных.

3. Семейство протоколов контроля сети NCP (Network Control Protocols). Служит для организации и выбора конфигурации различных протоколов сетевого уровня.

РРР может использовать множество различных протоколов контроля сети, описанных в других источниках, поэтому в этой спецификации они рассмотрены обобщенно. Данное описание протокола PPP содержит рассмотрение его общих принципов, метода инкапсуляции и подробное описание протокола LCP.

§1.2. Основные принципы работы

Для того, чтобы организовать связь через канал с непосредственным соединением, инициирующий РРР в начале отправляет пакеты LCР для задания конфигурации соединения, а также проверки канала передачи данных. После того, как канал установлен и пакетом LCР выполнено необходимое согласование факультативных средств, инициирующий РРР отправляет пакеты NCP, чтобы выбрать и определить конфигурацию одного или более протоколов сетевого уровня. Как только конфигурация каждого выбранного протокола определена, дейтаграммы из каждого протокола сетевого уровня могут быть отправлены через данный канал. Канал сохраняет свою конфигурацию до тех пор, пока пакеты LCP или NCP явно не закроют его или пока не произойдет какое-нибудь внешнее событие (например, истечет срок бездействия таймера или вмешается какой-нибудь пользователь).

§1.3. Требования, определяемые физическим уровнем

РРР может работать через любой интерфейс DTE/DCE (например, EIA RS-232-C, EIA RS-422, EIA RS-423 и МСЭ-Т V.35). Единственным абсолютным требованием, которое предъявляет РРР, является требование обеспечения дублированных схем (либо специально назначенных, либо переключаемых), которые могут работать как в синхронном, так и в асинхронном последовательном режиме, прозрачном для блоков данных канального уровня РРР. Протокол РРР не предъявляет каких-либо ограничений, касающихся скорости передачи информации, кроме тех, которые определяются используемым интерфейсом DTE/DCE.

РРР использует принципы, терминологию и структуру блока данных процедур HDLC (ISO 3309-1979) Международной организации по стандартизации (ISO - International Standards Organization), модифицированных стандартом ISO 3309-1984/PDAD1 "Addendum 1:Start/stop Trasmission" (Приложение 1: Стартстопная передача"). ISO 3309-1979 определяет структуру блока данных HLDC для применения в синхронных окружениях. ISO 3309-1984/PDAD1 определяет предложенные для стандарта ISO 3309-1979 модификации, которые позволяют его использование в асинхронных окружениях. Процедуры управления РРР используют определение и кодирование управляющих полей, стандартизированных ISO 4335-1979 и ISO 4335-1979/Addendum 1-1979.

Протокол PPP разработан для каналов связи, которые транспортируют пакеты между двумя одноранговыми объектами. Эти каналы обеспечивают полнодуплексное одновременное двунаправленное функционирование и передают пакеты в соответствующем порядке. Предполагается, что PPP обеспечит общее решение для несложной связи широкого разнообразия хостов, мостов и маршрутизаторов .

PPP (Point-to-Point-Protocol) – протокол второго уровня модели OSI, использующийся на WAN линках. PPP – открытый протокол, что позволяет его использовать при необходимости соединения устройств Cisco с устройствами других производителей (в отличие от HDLC, в отношении спецификации которого у циски своё мнение).

Сразу стоит сделать важное замечание: протокол PPP – многофункциональный и широко распространённый, в то же время, в рамках курса CCNA рассматривается только один способ его применения: подключение двух маршрутизаторов друг к другу через serial кабель. На самом деле, сфера применения протокола не ограничивается этими случаями. PPP может работать через нуль-модемный кабель, телефонную линию, в сотовой связи. Другие популярные способы использования протокола PPP – инкапсуляция его в другие протоколы второго уровня. Поясню: сам PPP находится на втором уровне модели OSI и обеспечивает прямое соединение между двумя устройствами, но если его инкапсулировать в другой протокол второго уровня – Ethernet (PPP over Ethernet – PPPoE), то ethernet будет заниматься доставкой фреймов с мак адреса отправителя на мак адрес получателя, после получатель будет декапсулировать из Ethernet-а PPP фрейм и дальше для завёрнутых в PPP протоколов (IPv4, IPX, …) будет создаваться полная «иллюзия» того, что соединение точка-точка. Сам же PPP в этом случае будет заниматься такими вещами как аутентификация и сжатие траффика. Существуют другие способы использования PPP, например PPP over ATM – PPPoA, Microsoft Windows использует для создания VPN протокол PPTP, который так же является надстройкой над PPP. Но это всё лирическое отступление, чтобы было понятно, зачем вообще изучать PPP. В курсе «CCNA Accessing the WAN» PPP – это протокол для соединения двух маршрутизаторов через serial кабель.

Что умеет PPP в сравнении с HDLC?

1. Управление качеством линии (PPP отключает линк, если количество ошибок превысит заданное значение).
2. Аутентификация с помощью PAP или CHAP.
3. Multilink – технология напоминающая Etherchannel в Ethernet-е: несколько разных линков объединяются в один логический, со скоростью, равной сумме входящих в него линков.
4. PPP Callback – технология, использующаяся для повышения безопасности: клиент устанавливает соединение с сервером, сервер разрывает соединение и устанавливает со своей стороны новое – к клиенту.

На самом деле, при передачи данных с маршрутизатора на маршрутизатор, PPP инкапсулируется в HDLC, который выполняет «транспортные» функции для PPP фреймов. Подробнее про HDLC можно почитать в статье «Протокол HDLC – пример настройки и описание». PPP – обладает уровневой структурой, когда фрейм PPP приходит из сети он поднимается по внутренним подуровням PPP снизу вверх:

1. Первый подуровень HDLC – получает фрейм, проверяет адрес получателя, контрольную сумму и передаёт полезнуюинформацию дальше.
2. Подуровень LCP (Link Control Protocol), как видно из названия, занимается управлением соединением, отправляет и получает разные служебные флаги, следит за состоянием соединения (подключено/выключено), следит за качеством линии, следит за согласованностью параметров конфигурации между точками.
3. Подуровень NCP (Network Control Protocol) состоит из большого количества модулей, каждый из которых занимается связью с каким-то конкретным протоколом третьего уровня (IPv4, IPv6, IPX, AppleTalk, …). Благодаря этому, в рамках одного установленного PPP соединения с одним логином и паролем, можно передавать траффик разных протоколов сетевого уровня.

Установка связи между двумя маршрутизаторами по протоколу PPP происходит по уровням снизу вверх, разрыв связи – сверху вниз.

То есть устанавливается связь в таком порядке: LCP,NCP, полезные данные третьего уровня. А разрывается: конец передачи полезных данных, NCP, LCP. Как видно, HDLC не устанавливает и не разрывает соединения, так как в PPP используются HDLC фреймы без подтверждения доставки.

Структура PPP фрейма имеет следующий вид:

1. FLAG – признак начала фрейма, специальная последовательность нулей и единиц («01111110»), которая говорит получателю, что далее будет следовать тело фрэйма.
2. ADDRESS – адрес получателя, в протоколе PPP всегда используется широковещательный «11111111».
3. CONTROL – поле содержит значение «00000011»
4. PROTOCOL – поле, содержащее номер протокола третьего уровня, пакет которого «завёрнут» в данный фрейм.
5. DATA – поле с полезными данными вышестоящих протоколов.
6. FCS – контрольная сумма, которая считается при отправке фрейма и сравнивается с полученным пересчётом, который делается при получении фрейма. В результате, если суммы не совпадают, кадр считается «битым» и отбрасывается.
7. FLAG – признак окончания фрейма, содержит то же значение что и признак начала фрейма.

Настройка PPP на оборудовании cisco, как уже было сказано, в курсе CCNA не сложная. Выполняется она на интерфесе:

1. Выбираем алгоритм сжатия командой compress
2. Устанавливаем качество линии, которое будет считаться приемлемым (при количестве ошибок, больше заданного связь будет разрываться). Для этого служит команда ppp quality .
3. Выбираем способ аутентификации PAP или CHAP (подробнее об этом можно узнать из статьи «В чём разница между PAP и CHAP ». Способ аутентификации задаётся командной ppp authentication .
4. Необходимо настроить пользователя под которым наш маршрутизатор будет подключаться к другому. Здесь команды разнятся для CHAP и PAP. Сам поьзователь добавляется командой username <имя> password <пароль>, причём делать это надо не на интерфейсе, а в режиме глобальной конфигурации, но в случае использования PAP, надо ещё использовать на интерфейсе команду ppp pap sent-username <имя> password <пароль>.

Использование PAP в реальных конфигурациях не желательно, поэтому мы ограничимся примером настройки CHAP. Итак, предположим, что топология следующая, необходимо настроить PPP с аутентификацией CHAP. Настройка на первом маршрутизаторе:

Router#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#hostname R1 R1(config)#username R2 password 123456789 R1(config)#interface serial 0/3/0 R1(config-if)#en R1(config-if)#encapsulation ppp R1(config-if)#ppp authentication chap R1(config-if)#ip address 192.168.0.1 255.255.255.0 R1(config-if)#no shutdown %LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/3/0, changed state to down

Настройка на втором маршрутизаторе:

Router#configure terminal Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#hostname R2 R2(config)#username R1 password 123456789 R2(config)#interface serial0/3/0 R2(config-if)#encapsulation ppp R2(config-if)#ppp authentication chap R2(config-if)#ip address 192.168.0.2 255.255.255.0 R2(config-if)#no shutdown %LINK-5-CHANGED: Interface Serial0/3/0, changed state to up %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial0/3/0, changed state to up

Обратите внимание, что пользователь, которого мы заводим на маршрутизаторе R1 имеет имя R2, а на R2 – R1. Это необходимо, так как когда один роутер подключается к другому, он указывает своё имя, соответственно, другой должен знать это имя (видеть его в своём списке локальных пользователей). Ещё одна немаловажная деталь: пароли к пользователям R1 и R2 обязательно должны совпадать.

Для проверки можем выполнить команду:

R2#sh ip inter brief Interface IP-Address OK? Method Status Protocol … Serial0/3/0 192.168.0.2 YES manual up up …

Если status будет «up», а протокол – «down», то это, как правило означает, что какие-то проблемы с PPP – не та аутентификация, не совпали пароли, качество линии ниже того, что мы заказывали и т.п. В этом случае придётся проверять конфиги и запускать debug ppp, чего я не пожелаю и врагу.

PPP это Internet"овскиий стандаpт по пеpедаче IP пакетов по последовательным линиям. PPP поддеpживает синхpонными и асинхpонными линиями. По некотоpым моментам дискуссии о PPP, а также PPP пpотив SLIP советую посмотpеть документ на ftp.uu.net:vendor/MorningStar/papers/sug91-cheapIP.ps.Z (paper) и sug91-cheapIP.shar.Z (overhead projector slides)

2.2 PPP features which may or may not be present

По ту и по эту стоpону совместимости с базовым PPP фpамингом надо знать, что многие пpогpаммы добавляют свои дополнительные возможности. Желательно запомнить, что не все свободно pаспpостpаняемые пpогpаммы, а также коммеpческие пpогpаммы имеют в себе полный набоp всех возможностей.

2.3 PPP glossary

Каждая технология со вpеменем обpастает акpонимами... PPP не исключение. т.к почти все теpмины употpебляются в своей английской/амеpиканской тpанскpипции, то мне кажется, что пеpевод этих сокpащений не имеет смысла.

Общая инфоpмация

Point-to-Point Protocol (PPP) pазpаботан для pазpешения пpоблем связанных с недостаточным количеством стандаpтных сpедств инкапсуляции пpотоколов вида "point-to-point IP". Ко всему пpочему PPP был также pазpаботан для упpощения выдачи и упpавления IP адpесами, асинхpонной и bit-oriented синхpонной инкапсуляцией, смешивания сетевых пpотоколов(network protocol multiplexing), конфигуpиpования и тестиpования качества связи, обнаpужения ошибок и опциями для установления таких особеностей сетевого уpовня как настpойка адpесов и установка сжатия данных. Для поддеpжки выше пеpечисленных качеств, PPP должен пpедоставлять упpавление по pасшиpенному Link Control Protocol (LCP) и семейству пpотоколов Network Control Protocols (NCPs) котоpые используются для установления паpаметpов связи. Hа сегодняшний день PPP поддеpживает не только IP, но и дpугие пpотоколы, включая IPX и DECNet.

PPP Components

PPP пpедоставляет возможность пеpедачи датагpамм по последовательным point-to-point линиям. Он имеет 3 компоненты:

• Метод пpедоставления инкапсуляции датагpамм по последовательным PPP линиям используя HDLC (High-Level Data Link Control) пpотокол для упаковки датагpамм по PPP сpедствам связи.
• Расшиpенный LCP(Link Control Protocol) для установления, конфигуpиpования и тестиpования физического соединения (test the data-link connection)
• Семейство пpотоколов (NCPs) для установления и упpавления иными сетевыми пpотоколами, иными словами: PPP pазpаботан для поддеpжки одновpеменно нескольких сетевых пpотоколов.

General Operation

В момент установления связи чеpез PPP соединение, PPP дpайвеp вначале шлет пакеты LCP для конфигуpиpования и (возможно) тестиpования линии связи. После того как связь и дополнительные возможности будут установлены как надо посpедством LCP, PPP дpайвеp посылает NCP фpеймы для изменения и/или настpойки одного или более сетевых пpотоколов. Когда этот пpоцесс закончиться, то сетевые пакеты получают возможность быть пеpеданными чеpез установленное соединение. Оно будет оставаться настpоенным и активным до тех поp, пока опpеделенные LCP или NCP пакеты не закpоют соединение, или до тех поp пока не пpоизойдет какое-нибудь внешнее событие, котоpое пpиведет к потеpе соединения (к пpимеpу: таймеp отсутствия активности или вмешательство пользователя)

Physical-Layer Requirements

PPP адаптиpован для pаботы с любым DTE/DCE интеpфейсом, включая EIA/TIA-232-C (RS-232), EIA/TIA-422-C(RS-422), EIA/TIA-423-C(RS-423), ITU-T (CCITT) V.35. Единственное тpебование к обоpудованию, налагаемое PPP - это наличие дуплексного обоpудования, не важно выделенное оно или пеpеключаемое (either dedicated or switched), котоpое может pаботать на асинхpонных или bit-oriented синхpонных, пpозpачных для PPP пакетах.

PPP Link Layer

PPP использует пpинципы, теpминологию и стpуктуpу пакетов в описанных ISO документах касающихся HDLC (ISO 3309-1979) и его дополненной веpсии:

• ISO 3309:1984/PDAD1 "Addendum 1: Start/stop transmission."
• ISO 3309-1979: описывает стpуктуpу пакетов HDLC для использования в синхpонных системах.
• ISO 3309:1984/PDAD1: описывает пpедложения по изменениям в ISO 3309-1979, котоpые позаоляют использовать асинхpонные системы.

Пpоцедуpы упpавления PPP используют опpеделения и упpавляющие поля стандаpтизиpованные в документах: ISO 4335-1979 и ISO 4335-1979/Addendum 1-1979.

Фоpмат пакета PPP:

PPP Link Control Protocol

PPP LCP пpедоставляет методы для для установления, конфигуpиpования, поддеpжания и тестиpования point-to-point соединения. LCP pаспадается на 4 фазы:

• Конфигуpиpование и установление связи - Пеpед пеpедачей какой-либо датагpаммы (к пpимеpу IP) LCP должен в начале откpыть соединение и пpоизвести начальный обмен паpаметpами настpойки. Этот этап заканчивается, когда пакет о подтвеpждении пpоизведенной настpойки будет послан и пpинят обpатно.
• Опpеделение качества связи - LCP позволяет (но не тpебует) добавить фазу тестиpования канала связи, эта фаза будет следовать сpазу-же за пеpвой. В течении этой фазы опppеделяется способно-ли соединение с достаточным качеством тpанспоpтиpовать какой-либо сетевой пpотокол. Эта фаза не является обязательной. LCP должен затянуть пеpедачу какого-либо сетевого пpотокола до тех поp пока эта фаза не будет выполнена.
• Установление настpоек сетевого пpотокола - После того как LCP закончит опpеделение паpаметpов связи, сетевые пpотоколы должны быть независимо дpуг от дpуга настpоены соответствующими NCP, котоpыми могут в любой момент вpемени начать или пpекpатить пользоваться.
• Окончание связи - LCP может в любое вpемя пpеpвать установленную связь. Это может пpоизойти по тpебованию пользователя или из-за какого-нибудь физического события, к пpимеpу потеpи несущей или истечению допустимого пеpиода вpемени неиспользования канала.

Существует тpи типа LCP пекетов:

• Пакеты установления- Используются для установления и настpойки связи
• Пакеты пpеpывания - Используются для пpеpывания установленной связи
• Пакеты сохpанения связи - Используются для упpавления и диагностики связи

2.4 PPP relevant RFCs

Это список документов RFC посвященных PPP. Часть этих документов (obsoleted) устаpела...

• 1717 - Sklower, K.; Lloyd, B.; McGregor, G.; Carr, DThe PPP Multilink Protocol (MP). 1994 November; 21 p. (Format: TXT=46264 bytes)
• 1663 - Rand, DPPP Reliable Transmission. 1994 July; 8 p. (Format: TXT=17281 bytes)
• 1662 - Simpson, W.,edPPP in HDLC-like Framing. 1994 July; 25 p. (Format: TXT=48058 bytes) (Obsoletes RFC 1549)
• 1661 - Simpson, W.,edThe Point-to-Point Protocol (PPP). 1994 July; 52 p. (Format: TXT=103026 bytes) (Obsoletes RFC 1548)
• 1638 - Baker, F.; Bowen, R.,edsPPP Bridging Control Protocol (BCP). 1994 June; 28 p. (Format:TXT=58477 bytes)
• 1619 - Simpson, WPPP over SONET/SDH. 1994 May; 4 p. Format: TXT=8893 bytes)
• 1618 - Simpson, WPPP over ISDN. 1994 May; 6 p. (Format: TXT=14896 bytes)
• 1598 - Simpson, WPPP in X.25. 1994 March; 7 p. (Format: TXT=13835 bytes)
• 1570 - Simpson, W.,ed. PPP LCP Extensions. 1994 January; 18 p. (Format: TXT=35719 bytes) (Updates RFC 1548)
• 1553 - Mathur, S.; Lewis, M. Compressing IPX Headers Over WAN Media (CIPX). 1993 December; 23 p. (Format: TXT=47450 bytes)
• 1552 - Simpson, W. The PPP Internetwork Packet Exchange Control Protocol (IPXCP). 1993 December; 14 p. Format: TXT=29174 bytes)
• 1551 - Allen, M. Novell IPX Over Various WAN Media IPXWAN). 1993 December; 22 p. (Format: TXT=54210 bytes) (Obsoletes RFC 1362)
• 1549 - Simpson, W.,ed. PPP in HDLC Framing. 1993 December; 18 p. (Format: TXT=36353 bytes) Obsoleted by RFC 1662)
• 1548 - Simpson, W. The Point-to-Point Protocol (PPP). 1993 December; 53 p. (Format: TXT=111638 bytes) (Obsoletes RFC 1331; Obsoleted by RFC 1661; Updated by RFC 1570)
• 1547 - Perkins, D. Requirements for an Internet Standard Pointto-Point Protocol. 1993 December; 21 p. Format: TXT=49811 bytes)
• 1378 - PPP AppleTalk Control Protocol (ATCP). Parker, B. 1992 November; 16 p. (Format: TXT=28496 bytes)
• 1377 - PPP OSI Network Layer Control Protocol (OSINLCP). Katz, D. 1992 November; 10 p. (Format: TXT=22109 bytes)
• 1376 - PPP DECnet Phase IV Control Protocol (DNCP). Senum, S.J. 1992 November; 6 p. (Format: TXT=12448 bytes)
• 1362 - Allen, M. Novell IPX Over Various WAN Media IPXWAN). 1992 September; 18 p. (Format: TXT=30220 bytes)
• 1334 - PPP authentication protocols. Lloyd, B.; Simpson, W.A. 1992 October; 16 p. (Format: TXT=33248 bytes)
• 1333 - PPP link quality monitoring. Simpson, W.A. 1992 May; 15 p. (Format: TXT=29965 bytes)
• 1332 - PPP Internet Protocol Control Protocol (IPCP). McGregor, G. 1992 May; 12 p. (Format: TXT=17613 bytes) (Obsoletes RFC1172)
• 1331 - Point-to-Point Protocol (PPP) for the transmission of multi-protocol datagrams over point-to-point links. Simpson, W.A. 1992 May; 66 p. (Format: TXT=129892 bytes) (Obsoletes RFC1171, RFC1172; obsoleted by RFC 1548)
• 1220 - Point-to-Point Protocol extensions for bridging. Baker, F.,ed. 1991 April; 18 p. (Format: TXT=38165 bytes)
• 1172 - Point-to-Point Protocol (PPP) initial configuration options. Perkins, D.; Hobby, R. 1990 July; 38 p. (Format: TXT=76132 bytes) (Obsoleted by RFC1331, RFC1332)
• 1171 - Point-to-Point Protocol for the transmission of multi-protocol datagrams over Point-to-Point links. Perkins, D. 1990 July; 48 p. (Format: TXT=92321 bytes) (Obsoletes RFC1134; Obsoleted by RFC1331)
• 1134 - Point-to-Point Protocol: A proposal for multi-protocol transmission of datagrams over Point-to-Point links. Perkins, D. 1989 November; 38 p. (Format: TXT=87352 bytes) (Obsoleted by RFC1171)
• 1144 - Compressing TCP/IP headers for low-speed serial links. Jacobson, V. 1990 February; 43 p. Format: TXT=120959 PS=534729 bytes)

• Authentication (Аутентификация). Соединённые маршрутизаторы обмениваются сообщениями проверки подлинности. Доступны два варианта аутентификации: на основе протокола PAP и на основе протокола CHAP.

• Compression (Сжатие). Эта функция повышает эффективную пропускную способность подключений PPP, уменьшая объём данных в кадре, передаваемом по каналу. Протокол распаковывает кадр в месте назначения. На маршрутизаторах Cisco доступно два протокола сжатия: Stacker и Predictor.

• Error detection (Обнаружение ошибок) . Эта функция определяет состояния сбоя. Параметры Quality и Magic Number способствуют обеспечению надёжного беспетлевого канала передачи данных. Поле Magic Number используется для обнаружения каналов, в которых возникла петля. До тех пор, пока не будет успешно завершено согласование параметра настройки Magic-Number, должно передаваться нулевое значение этого параметра. Значения параметра Magic-Number генерируются случайным образом на каждом конце подключения.

• PPP Callback (Обратный вызов PPP) . Обратный вызов PPP используется для повышения безопасности. При использовании этого параметра протокола LCP маршрутизатор Cisco может работать как клиент или сервер обратного вызова. Клиент выполняет начальный вызов, запрашивает у сервера обратный вызов и завершает начальный вызов. Маршрутизатор обратного вызова отвечает на начальный вызов и выполняет ответный вызов клиента на основе команд настройки. Используется команда ppp callback [ accept | request ] .

После настройки параметров соответствующее значение поля вставляется в поле параметра протокола LCP.

Команды базовой настройки PPP

Запуск PPP на интерфейсе

Для настройки PPP в качестве метода инкапсуляции, используемого последовательным интерфейсом, служит команда настройки интерфейсаencapsulation ppp .

В следующем примере активируется инкапсуляция PPP на интерфейсе serial 0/0/0.

R3# configure terminal

R3(config)# interface serial 0/0/0

R3(config-if)# encapsulation ppp

У команды encapsulation ppp нет аргументов. Помните, что если на маршрутизаторе Cisco не настроена инкапсуляция PPP, то по умолчанию для последовательных интерфейсов будет использоваться инкапсуляция HDLC.

На рисунке показаны маршрутизаторы R1 и R2, настроенные на использование на последовательных интерфейсах как адреса IPv4, так и адреса IPv6. PPP является инкапсуляцией уровня 2, поддерживающей различные протоколы уровня 3 протокола, включая IPv4 и IPv6.

Команды сжатия PPP

Настроить в протоколе «точка-точка» программное сжатие на последовательных интерфейсах можно после активирования инкапсуляции PPP. Поскольку в этом режиме вызывается процесс сжатия программным способом, он может повлиять на производительность системы. Если трафик уже состоит из сжатых файлов, таких как.zip, .tar или.mpeg, этой возможностью не следует пользоваться. На рисунке показан синтаксис командыcompress .

Для настройки сжатия при передаче по протоколу PPP введите следующие команды.

R3(config)# interface serial 0/0/0

R3(config-if)# encapsulation ppp

R3(config-if)# compress [ predictor | stac ]

Команда мониторинга качества канала PPP

Помните, что LCP обеспечивает дополнительный этап определения качества канала. На этом этапе LCP проверяет канал, чтобы определить, является ли качество канала достаточным для использования протоколов уровня 3.

Команда ppp quality percentage обеспечивает соответствие канала установленному требованию к качеству; в противном случае канал закрывается.

Процентная величина рассчитывается как для входящего, так и для исходящего направления. Качество канала в исходящем направлении рассчитывается путем сравнения общего числа отправленных пакетов и байтов с общим числом пакетов и байтов, полученных узлом назначения. Качество канала во входящем направлении рассчитывается путем сравнения общего числа полученных пакетов и байтов с общим числом пакетов и байтов, отправленных узлом назначения.

Если процентное выражение качества канала не поддерживается, то качество канала считается низким и канал отключается. В средстве наблюдения за качеством (LQM) реализован механизм задержки во времени, чтобы канал не подвергался последовательным активированиям и отключениям.

В следующем примере настройки осуществляется наблюдение за данными, переданными в канал, и обеспечивается предотвращение петель генерации кадров (см.рис).

R3(config)# interface serial 0/0/0

R3(config-if)# encapsulation ppp

R3(config-if)# ppp quality 80

Для отключения средства LQM используется команда no ppp quality .

Команды многоканального протокола PPP

Многоканальный протокол PPP (обозначается также MP, MPPP, MLP или Multilink) предоставляет метод распределения трафика между несколькими физическими каналами WAN. Многоканальный протокол PPP обеспечивает также фрагментацию и повторную сборку пакетов, надлежащее упорядочивание, возможность использования оборудования различных поставщиков и распределение нагрузки входящего и исходящего трафика.

MPPP позволяет фрагментировать пакеты и отправлять эти фрагменты одновременно по нескольким каналам «точка-точка» по одному и тому же удалённому адресу. В ответ на определённое пользователем пороговое значение нагрузки открываются несколько физических каналов. MPPP может измерить нагрузку только во входящем трафике или только в исходящем трафике, но не общую нагрузку обоих трафиков.

Настройка MPPP выполняется в два шага (см. рисунок).

Шаг 1. Создание многоканальной группы.

• Многоканальный интерфейс создаётся командой interface multilink number .

• В режиме настройки интерфейса многоканальному интерфейсу назначается IP-адрес. В этом примере как адрес IPv4, так и адрес IPv6 настроены на маршрутизаторах R3 и R4.

• На интерфейсе запускается многоканальный PPP.

• Интерфейсу назначается номер многоканальной группы.

Шаг 2. Назначение интерфейсов многоканальной группе.

На каждом интерфейсе, входящем в многоканальную группу, выполняются следующие настройки.

• Активируется инкапсуляция PPP.

• Активируется многоканальный PPP.

• Производится привязка к группе посредством указания номера группы, настроенного в действии 1.

Для отключения многоканального PPP используется команда no ppp multilink .

Проверка настройки PPP

Для проверки правильности настройки инкапсуляции HDLC или PPP используется команда show interfaces serial . В выходных данных команды отображается настройка PPP (см. рис.).

После настройки HDLC в выходных данных команды show interfaces serial должна отобразиться строкаencapsulation HDL C . Если настроен протокол PPP, должны отобразиться также состояния протоколов LCP и NCP. Обратите внимание, что протоколы управления сетью IPCP и IPV6CP открыты для IPv4 и IPv6, поскольку на маршрутизаторах R1 и R2 установлены и адреса IPv4, и адреса IPv6.

На рис. показан список команд для проверки PPP.

Команда show ppp multilink проверяет, активирован ли многоканальный протокол PPP на R3 (см. рис. 3).

В выходных данных отражены интерфейс Multilink 1, имена узлов локальной и удалённой оконечных точек и последовательные интерфейсы, включённые в многоканальную группу.

Аутентификация PPP

PPP определяет расширяемый протокол LCP, позволяющий согласовывать протокол аутентификации для проверки подлинности собеседника, прежде чем разрешить протоколам сетевого уровня осуществлять передачу данных по каналу. В документе RFC 1334 для аутентификации определяются два протокола, PAP и CHAP (см. рисунок).

Протокол PAP (Password Authentication Protocol, «протокол аутентификации по паролю») - это очень простой двухэтапный процесс. В нём не используется шифрование. Имя пользователя и пароль отправляются в незашифрованном виде. При их получении разрешается установка подключения. У протокола CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol, «протокол аутентификации с запросом») более высокий уровень защиты, чем у PAP. В нём применяется трёхэтапный обмен совместно используемым секретным ключом.

Этап проверки подлинности сеанса PPP не является обязательным. Если он используется, собеседник проходит проверку подлинности после того, как LCP устанавливает канал и выбирает протокол аутентификации. Если он используется, проверка подлинности выполняется до начала этапа настройки протокола сетевого уровня.

Параметры аутентификации требуют ввода данных аутентификации вызывающей стороной. Это позволяет убедиться в том, что у пользователя есть разрешение сетевого администратора на выполнение вызова. Соединённые маршрутизаторы обмениваются сообщениями аутентификации.

Password Authentication Protocol (PAP)

Одна из многих функций протокола PPP состоит в выполнении аутентификации уровня 2 в дополнение к проверке подлинности, шифрованию, управлению доступом и общим процедурам обеспечения безопасности на других уровнях.

Инициализация PAP

Протокол PAP предоставляет простой метод подтверждения узла путём двухэтапного «рукопожатия». PAP - не интерактивный протокол. Если используется команда ppp authentication pap , имя пользователя и пароль можно отправить в виде одного пакета данных LCP вместо отправки сервером запроса на ввод имени для входа и ожидания ответа, как показано на рис. 1. После того, как PPP выполнит этап установления подключения, удалённый узел повторно отправляет пару имя пользователя-пароль по каналу до тех пор, пока принимающий узел не подтвердит её или не завершит подключение.

Завершение PAP

На принимающем узле имя пользователя-пароль проверяется сервером аутентификации, который либо разрешает, либо или отклоняет подключение. Сообщение о принятии или отклонении возвращаются инициатору запроса, как показано на рис. 2.

PAP не является сильным протоколом аутентификации. С помощью РАР пароли отправляются в незашифрованном виде, так что защита от атак повторной передачи или повторяющихся атак методом проб и ошибок отсутствует. Удалённый узел управляет частотой и временем попыток входа в сеть.

Тем не менее, существуют ситуации, в которых использование PAP оправдано. Например, несмотря на свои недостатки, PAP можно использовать в следующих условиях.

• Большой парк установленных клиентских приложений, которые не поддерживают протокол CHAP

• Несовместимость между реализациями CHAP от различных поставщиков

Инкапсуляция и процесс аутентификации PPP

Схема на рис. поясняет процесс аутентификации PPP при выполнении настройки PPP. На схеме приведён визуальный пример логики принятия решений протоколом PPP.

Например, если входящий запрос PPP не требует проверки подлинности, PPP переходит к следующему уровню. Если входящему запросу PPP требуется проверка подлинности, запрос может пройти проверку подлинности с помощью либо локальной базы данных, либо сервера безопасности. Как показано на схеме, после успешной аутентификации процесс переходит на новый уровень, а при непрохождении проверки подлинности подключение завершается, и входящий запрос PPP игнорируется.

Проследите за этапами на рис., чтобы ознакомиться с процессом установления маршрутизатором R1 прошедшего аутентификацию CHAP подключения РРР к маршрутизатору R2.

Шаг 1. Сначала R1 с использованием LCP выполняет согласование подключения канала с маршрутизатором R2, и две системы договариваются использовать аутентификацию CHAP во время согласования PPP LCP.

Шаг 2. R2 генерирует идентификатор и случайное число, затем отправляет маршрутизатору R1 эти данные и своё имя пользователя в качестве контрольного пакета CHAP.

Шаг 3. Маршрутизатор R1 использует имя пользователя претендента (R2) и на основе этого имени с помощью перекрёстных ссылок ищет соответствующий пароль в своей локальной базе данных. Затем R1 генерирует хэш-код MD5, используя имя пользователя маршрутизатора R2, идентификатор, случайное число и совместно используемый секретный пароль. В этом примере совместно используемый секретный пароль - boardwalk.

Шаг 4. Затем маршрутизатор R1 передает маршрутизатору R2 идентификатор контрольного пакета, значение хэш-кода и своё имя пользователя (R1).

Шаг 5. R2 генерирует своё собственное значение хэш-кода с использованием идентификатора, совместно используемого секретного пароля и случайного числа, изначально отправлявшегося маршрутизатору R1.

Шаг 6. R2 сравнивает своё значение хеш-кода со значением, отправленным маршрутизатором R1. Если значения совпадают, то R2 отправляет маршрутизатору R1 ответ об установлении канала.

Если запрос не прошёл проверку подлинности, формируется пакет CHAP с информацией об ошибке, состоящий из следующих компонентов:

• 04 = тип сообщения CHAP об ошибке

• id = копируется из пакета ответа

• «Authentication failure» (Ошибка аутентификации) или подобное текстовое сообщение, понятное пользователю.

Совместно используемый секретный пароль должен быть идентичным на обоих маршрутизаторах R1 и R2.

Настройка аутентификации PPP

Для указания порядка, в котором протоколы CHAP и PAP запрашиваются на интерфейсе, используется команда настройки интерфейса ppp authentication , как показано на рисунке. Для отключения аутентификации используется вариант этой команды с отрицанием (no ).

После включения аутентификации CHAP, PAP или обеих локальный маршрутизатор, прежде чем разрешить передачу потока данных, запрашивает у удалённого устройства доказательства его подлинности. Для этого выполняются следующие действия.

• Аутентификация PAP запрашивает у удалённого устройства имя и пароль, чтобы сравнить их с соответствующей записью в локальной базе данных имён пользователей или в удалённой базе данных TACACS/TACACS+.

• Аутентификация CHAP отправляет удалённому устройству контрольный запрос. Удалённое устройство должно зашифровать контрольное значение с использованием совместно используемого секретного ключа и в ответном сообщении вернуть локальному маршрутизатору зашифрованное значение и своё имя. Локальный маршрутизатор использует имя удалённого устройства для поиска соответствующего секретного ключа в локальной базе данных имён пользователей или в удалённой базе данных TACACS/TACACS+. Он использует найденный секретный ключ для шифрования исходного контрольного значения и проверяет зашифрованные значения на тождественность.

Примечание . TACACS - выделенный сервер аутентификации, авторизации и учета (AAA), используемый для проверки подлинности пользователей. Клиенты TACACS отправляют запрос серверу аутентификации TACACS. Сервер выполняет проверку подлинности пользователя, авторизует действия пользователя и отслеживает выполненные пользователем действия.

Можно включить PAP, CHAP или оба протокола. Если включены оба метода, во время согласования связи запрашивается метод, указанный первым. Если удалённый узел предлагает использовать второй метод или просто отказывается использовать первый метод, предпринимается попытка использовать второй метод. Некоторые удалённые устройства поддерживают только CHAP, а некоторые - только PAP. Порядок, в котором указываются методы, основывается на соображениях относительно способности удалённого устройства правильно провести согласование соответствующего метода, а также на соображениях безопасности канала данных. Имена пользователей PAP и пароли отправляются в виде открытых строк и могут быть перехвачены и повторно использованы. В протоколе CHAP удалось устранить большинство известных брешей в защите.

Настройка PPP с аутентификацией

В таблице описана процедура настройки инкапсуляции PPP и протоколы аутентификации PAP/CHAP. Важно правильно выполнить настройку, поскольку PAP и CHAP используют эти параметры для аутентификации.

Настройка аутентификации PAP

На рис. приведён пример настройки двухсторонней аутентификации PAP. Каждый из маршрутизаторов и проводит аутентификацию, и проходит её, поэтому соответствующие команды аутентификации PAP зеркально отражают друг друга. Отправляемые каждым из маршрутизаторов имя пользователя и пароль PAP должны совпадать с указанными в командеusername name password password другого маршрутизатора.

Протокол PAP предоставляет простой метод подтверждения узла путём двухэтапного «рукопожатия». Это выполняется только после первоначального создания канала. Имя узла на одном маршрутизаторе должно совпадать с именем пользователя, настроенным для PPP другим маршрутизатором. Пароли также должны совпадать. Параметры, передающие имя пользователя и пароль, укажите в команде ppp pap sent-username name password password .

Настройка аутентификации CHAP

CHAP периодически проверяет подлинность удалённого узла с использованием трёхэтапного рукопожатия. Имя узла на одном маршрутизаторе должно совпадать с именем пользователя, настроенным другим маршрутизатором. Пароли также должны совпадать. Процедура выполняется после первоначального создания канала и может повторяться в любой момент времени после установления связи. На рис. приведён пример настройки CHAP.

И так. Так получилось, что достался DSL модем и телефонная линия для интернета. Возникла задача это всё дело настроить. Приступим.

Добавляем строки в /etc/rc.conf

ppp_enable="YES"
ppp_mode="ddial"
ppp_profile="provider"

Слово provider — может быть произвольным. Это идентифицирует настройки именно того подключения, которое будет использоваться. На самом деле в конфигурационном файле (имеется ввиду /etc/ppp/ppp.conf ) может быть несколько описаний, и каждое может использоваться для своего подключения.

Далее, переходим в каталог /etc/ppp . Для этого вы должны обладать рутовыми правами (иначе не пустит). Чаще всего, что дефолтный конфиг уже присутствует. Но если это не так — читаем ниже. В любом случае, приводим файл ppp.conf к такому виду.

set device PPPoE:em0:provider
set speed sync
set mru 1492
set mtu 1492
set ctsrts off
set timeout 0
set redial 0 0
enable lqr
set lqrperiod 5

provider:
set authname ЛОГИН
set authkey ПАРОЛЬ
add default HISADDR

Поясним некоторые параметры.

em0 — имя внешнего интерфейса
set authname — задаём логин для доступа к интернету
set authkey — собственно пароль 🙂

Пару слов об MTU.

MTU – Maximum Transmission Unit . Это максимальный размер блока данных, который может быть передан через интерфейс. Это понятие находится на пересечении L2 и L3 и его интерпретация может различаться для разных вендоров.

Например, типичный размер MTU для физического L3 -интерфейса 1500 . То есть, грубо говоря, IP -пакет размером 1500 байт будет обработан, а 1501 – отброшен или фрагментирован. Зачастую фрагментация пакетов запрещена, и потому большие пакеты отбрасываются.

Если вы используете туннелирование, размер пакета увеличивается засчёт дополнительных заголовков (GRE , IPSec и т.д.) Например:

— для GRE: 24 байта (GRE , Новый IP).
— для GRE over IPSec: 56 и более байтов (зависит от режима работы и типа шифрования)
— для PPPoE: 36 (PPP , PPPoE , Ethernet )

Если у вас на маршрутизаторе MTU=1514 , но у провайдера на физическом интерфейсе стоит MTU=1500 , и на нём пакет будет отброшен.

Для всевозможных туннелей это совершенно типичная проблема.

ОЧЕНЬ СУЩЕСТВЕННЫ ОТСТУПЫ В ЭТОМ ФАЙЛЕ!!! Слова provider и default начинаются строго с начала строки, все остальные параметры начинаются строго с отступа. Собственно это и всё. Запустить соединение можно так

#ppp -ddial provider

Для управлением настроек соединения в режиме реального времени служит утилита pppctl . С её помощью вы можете налету менять настройки соединения.

Дополнения:

При этом в логах будет отображаться меньше записей о подключении

2) Обрыв в произвольное время

Виной может быть строка набора номера для вашего модема

set dial "...... ATS10=10 OK ......"

Попробовать выставить меньше/больше таймаут

3) Прочие обрывы

Как вариант отключить компрессию

disable pred1 deflate deflate24 protocomp acfcomp shortseq vj
deny pred1 deflate deflate24 protocomp acfcomp shortseq vj