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PPPoE

PPPoE是对PPP的扩展,提供了在以太网上建立PPPoE会话以及封装PPP数据帧的方法。

帧格式

PPPoE帧格式
+-----------+-----------+-------------+--------------------+-----------
|   DMAC   |   SMAC   | Type/Length |   Payload Data   |   FCS   |
| 6 Bytes | 6 Bytes |   2 Bytes   | Variable length   | 4 Bytes |
+-----------+-----------+-------------+--------------------+-----------
                                    |                   |
                          |                               |
                  |                                           |
        |                                                         |
|                                                                     |
+----------+----------+--------+------------+----------+---------------
|   Ver   |   Type   | Code | Session ID | Length | Payload Data1|
| 4 bits | 4 bits | 1 Byte | 2 Bytes   | 2 Bytes |             |
+----------+----------+--------+------------+----------+---------------
PPPoE帧中字段解释
字段 长度 含义
DMAC 6字节 以太网单播目的地址或者以太网广播地址(0xFFFFFFFF)。在Discovery数据包中,该域的值是以太网广播地址;在PPPoE会话阶段中,该域必须是Discovery阶段已经确定的通信对方的单播地址。
SMAC 6字节 发送该数据帧的源设备的MAC地址。
Type/Length 2字节 该字段有两种含义:Length:如果该字段值小于或等于二进制1500(或十六进制0x05DC)时,该字段指后续数据的字节长度,但不包括FCS字段。Type:如果该字段值大于或等于二进制1536(或十六进制0x0600)时,该字段指链路直接封装的上层协议类型。对于PPPoE报文,该字段只表示Type:当值为0x8863时表示Discovery阶段;当值为0x8864时表示PPPoE会话阶段。
Payload Data 可变 以太帧的数据字段。
FCS 4字节 帧校验序列FCS(Frame Check Sequence)是为接收网卡提供判断是否传输错误的一种方法,如果发现错误,丢弃此帧。FCS只是通用叫法,具体的FCS还可以细分多种校验方法。在以太帧中,FCS通常采用循环冗余码校验CRC(Cyclical Redundancy Check)。
Ver 4比特 PPPoE版本,必须设置为0x01。
Type 4比特 PPPoE类型,必须设置为0x01。
Code 1字节 其定义在后面的Discovery和PPPoE会话中分别指定,即类型不同的PPPoE报文对应不同的Code值。
Session ID 2字节 是一个按网络字节顺序(即,将低位字节排在前)的无符号值。其值在后面Discovery数据包中定义。对一个给定的PPPoE会话来说该值是一个固定值,并且与以太网DMAC和SMAC一起实际地定义了一个PPPoE会话。值0xFFFF保留给将来使用,当前不允许使用。
Length 2字节 该值是PPPoE的Payload长度。它不包括以太网头部和PPPoE头部的长度。
Payload Data1 可变

PPPOE协议共包括两个阶段,即PPPOE的发现阶段(PPPOE Discovery Stage)和PPPOE的会话阶段(PPPOE Session Stage)。在PPPOE的会话阶段,Payload Data域携带的是PPP的报文;而在PPPOE的发现阶段时,Payload Data域内则会填充一些Tag(标记)。一个Tag是一个TLV(Type-Length-Value)结构,其格式如下:+------------------------+

| Tag_Type (2 bytes) |

+------------------------+ | Tag_Length (2 bytes) | +------------------------+ | Tag_value (variable) |

+------------------------+

| Tag_Length (2 bytes) |

+------------------------+

| Tag_value (variable) |

+------------------------+

Tag_type:2字节,网络字节序。各种Tag_Type值对应的含义表2-14列出了各种Tag_Type值对应的含义。Tag_Length:2字节,是一个网络字节序的无符号值,表明Tag_Value的字节数。如果收到的Discovery数据包中包含未知的Tag_Type,则必须忽略掉该Tag。Tag_value:可变长度,Tag的数据字段。

Tag_Type值

各种Tag_Type值对应的含义
各种Tag_Type值对应的含义
Value Tag_Type 含义
0x0000 End-Of-List 该Tag值表明是最后一个Tag。该Tag的Tag_Length必须总是0。不要求使用该标签,它是为了向后兼容,在有些报文中有应用。
0x0101 Service-Name 该Tag表明后面紧跟的是服务的名称,主要用来表明网络侧所能提供给用户的服务。Tag_Value是不以NULL结束的字符串。当Tag_Length为0时,该TAG用于表明接受任何服务。使用Service-Name标签的例子是表明Internet服务提供商ISP或者一类服务或者服务的质量。
0x0102 AC-Name 该Tag表明后面紧跟的字符串唯一地表示了某个特定的接入服务器。它可以是商标、型号以及序列号等信息的集合,或者该接入服务器MAC地址的一个简单表示。它不以NULL来结束。
0x0103 Host-Uniq 该Tag由主机用于把接入服务器的响应报文(PADO或者PADS)与主机的某个唯一特定的请求联系起来。Tag_Value是主机选择的长度和值,可以是任意的二进制数据。它不能由接入服务器解释。主机可以在PADI或者PADR中包含一个Host-Uniq标签。如果接入服务器收到了该标签,它必须在对应的PADO或者PADS中不加改变的包含该标签。
0x0104 AC-Cookie 该Tag由接入服务器用于防止服务攻击。接入服务器可以在PADO数据包中包含该Tag。如果主机收到了该标签,它必须在接下来的PADR中不加改变的包含该标签。Tag_Value的长度和值都是任意的二进制数据。
0x0105 Vendor-Specific 该Tag用来传送厂商自定义的信息。Tag_Value的前4个字节包含了厂商的识别码,其余字节尚未定义。厂商识别码的高字节为0,低3个字节为网络字节序的厂商的SMI网络管理专用企业码。不推荐使用该Tag。为了确保互操作性,在实现过程中,可以忽略Vendor-Specific Tag。
0x0110 Relay-Session-Id 中继会话ID,对于PPPOE的数据报文也同样可以像DHCP报文一样被中断到另外的AC上终结,这个字段则是用来维护另一个连接的。可由中继流量的中间代理加入到Discovery数据包中。所有的PADI数据包必须保证足够空间来加入Tag_Value长度为12字节的Relay-Session-Id标签。如果Discovery数据包中已经包含一个Relay-Session-Id标签,则不允许再加入该标签。这种情况下,中间代理应该使用该Relay-Session-Id标签。如果它不能使用现有的标签,或者没有足够空间来增加一个Relay-Session-Id标签,那么它应该向发送者返回一个Generic-Error标签。
0x0201 Service-Name-Error 服务名错误,当请求的服务名不被对端所接受时,会在响应的报文中携带这个标记。它表明了由于某种原因,没有理睬所请求的Service-Name。如果有数据部分,并且数据部分的头一个字节非0,那么它必须是一个可打印字符串,解释请求被拒绝的原因。该字符串可以不以NULL结束。
0x0202 AC-System-Error 该Tag表明了接入服务器在处理主机请求时出现了某个错误。例如没有足够资源来创建一个虚拟电路。PADS数据包中可以包含该标签。如果有数据,并且数据的第一个字节不为0,那么数据必须是一个可打印字符串,该字符串解释了错误的性质。该字符串可以不以NULL结束。
0x0203 Generic-Error 该Tag表明发生了一般性错误。当发生一个不可恢复的错误并且没有其它合适的Tag时,它可被加到PADO、PADR或PADS数据包中。如果出现数据部分,那么数据必须是一个解释错误性质的字符串。该字符串不允许以NULL结束。

参考标准

标准 描述
RFC 2516 A Method for Transmitting PPP Over Ethernet (PPPoE)