Алексей Стахнов - Linux

Мы уже настраивали исходящее соединение, когда организовывали шлюз в Интернет для локальной сети. В этой главе мы более полно рассмотрим настройку модемного соединения. А начнем – с теории.

Протокол РРР

Последние года три протокол РРР стал стандартом de-facto для организации соединения по коммутируемым каналам и выделенным линиям. Поэтому для нормальной работы модемного соединения и извлечения из него максимальной пользы необходимо иметь понятие о протоколе РРР. Итак, РРР – это интернет-стандарт по передаче IP-пакетов по последовательным линиям. РРР поддерживает синхронные и асинхронные линии.

Общая информация

Point-to-Point Protocol (РРР, протокол «точка-точка») разработан для инкапсуляции протоколов вида «point-to-point IP». Помимо этого, целями создания протокола РРР было упрощение выдачи и управления IP-адресами, асинхронной и синхронной инкапсуляцией, смешиванием сетевых протоколов (network protocol multiplexing), конфигурированием и тестированием качества связи, обнаружением ошибок и опциями для установления таких особенностей сетевого уровня, как настройка адресов и установка сжатия данных. Для поддержки вышеперечисленных качеств РРР должен предоставлять управление по расширенному протоколу Link Control Protocol (LCP, протокол управления соединением) и семейству протоколов Network Control Protocols (NCPs, протоколы управления сетью), которые используются для установления параметров связи. На сегодняшний день РРР поддерживает не только IP, но и другие протоколы, включая IPX и DECNet.

Свойства протокола РРР

В табл. 31.1 приведены основные возможности, реализованные протоколом РРР. Однако следует учитывать, что программное обеспечение может не в полной мере воплощать эти возможности, а зачастую и привносит что-то свое, поэтому прежде чем пытаться реализовать то или иное свойство, заявленное в стандарте протокола РРР, рекомендуется предварительно ознакомиться с описанием используемых программ, особенно в гетерогенной среде.

Таблица 31.1. Основные возможности, реализуемые протоколом РРР

Как видите, возможности протокола богатые, и не удивительно, что некоторые возможности не реализованы в полной мере.

Составляющие РРР

РРР предоставляет возможность передачи датаграмм по последовательным point-to-point-линиям и имеет три составляющие:

• метод предоставления инкапсуляции датаграмм по последовательным РРР-линиям с использованием HDLC (High-Level Data Link Control, высокоуровневого управления данными соединения) – протокол для упаковки датаграмм по РРР средствами связи;

• расширенный протокол LCP для установления, конфигурирования и тестирования физического соединения;

• семейство протоколов NCP для установления и управления другими сетевыми протоколами, что позволяет протоколу РРР поддерживать одновременно несколько сетевых протоколов.

Функционирование протокола РРР

В момент установления связи через РРР-соединение РРР-демон вначале шлет пакеты LCP для конфигурирования и тестирования линии связи. После того как связь и дополнительные возможности будут установлены посредством протокола LCP, РРР-демон посылает NCP-фреймы для изменения и настройки одного или более сетевых протоколов. По окончании процесса настройки сетевые пакеты могут передаваться через установленное соединение. Оно будет оставаться активным до тех пор, пока специальные LCP– или NCP-пакеты не закроют соединение, или до тех пор, пока не произойдет какое-нибудь внешнее событие, которое приведет к потере соединения, например, сработает таймер отсутствия активности или разорвется модемное соединение.

Поддерживаемое оборудование

Протокол РРР адаптирован для работы с любым DTE/DCE интерфейсом, включая RS-232, RS-422, RS-423, CITT V.35. Помимо этих интерфейсов протокол может работать практически на любом оборудовании, единственное требование – наличие дуплексного режима.

Структура пакета протокола РРР

Протокол РРР использует принципы, терминологию и структуру пакетов, описанных в стандартах ISO, касающихся HDLC:

• ISO 3309–1984/PDAD1 "Addendum 1: Start/stop transmission";

• ISO 3309–1979 – описывает структуру пакетов HDLC для использования в синхронных системах;

• ISO 3309:1984/PDAD1 – описывает предложения по изменениям в ISO 3309–1979, которые позволяют использовать асинхронные системы.

На рис. 31.1 изображен формат пакета протокола РРР.

Рис. 31.1. Структура пакета протокола РРР

Рассмотрим значения полей пакета протокола РРР:

• Флаг – один байт, обозначающий начало или конец пакета. Поле флага содержит двоичную последовательность: 01111110;

• Адрес – один байт, содержащий двоичную последовательность: 11111111, стандартный широковещательный адрес. РРР не поддерживает индивидуальную адресацию станций;

• Управление – один байт, содержащий двоичную последовательность: 00000011, который посылается для передачи пользовательских данных в неразделенных пакетах;

• Протокол – 2 байта определяют протокол, упакованный в пакете протокола РРР. Значения протоколов можно узнать в соответствующем RFC;

• Данные – 0 или больше байтов, составляющих датаграмму протокола, указанного в поле протокол. Конец информационного поля определяется нахождением заканчивающей последовательности и 2-байтной последовательности в поле контрольной суммы. По умолчанию максимальная длина поля данных 1500 байтов. Однако во время установления сеанса программы pppd могут договориться использовать другое значение поля данных;

• Контрольная сумма – обычно 16 битов. Однако при установлении соединения pppd могут договориться об использовании 32-битной контрольной суммы.

РРР-протокол управления соединением (LCP)

РРР-протокол управления соединением (LCP) предоставляет методы для установления, конфигурирования, поддержания и тестирования РРР-соединения. Протокол LCP выполняет функции, приведенные ниже:

• Конфигурирование и установление связи. Перед передачей какой-либо информации (к примеру, пакет IP) протокол LCP должен открыть соединение и произвести начальный обмен параметрами настройки. Этот этап заканчивается, когда пакет о подтверждении произведенной настройки будет послан и принят обратно.

• Определение качества связи. Протокол LCP позволяет (но эту возможность зачастую не используют) добавить фазу тестирования канала связи. Тестирование канала связи должно происходить сразу же за конфигурированием и установлением связи. Во время проверки качества связи определяется – способно ли соединение с достаточным качеством транспортировать какой-либо сетевой протокол.

• Установление настроек сетевого протокола. После того как протокол LCP закончит определение параметров связи, сетевые протоколы должны быть независимо друг от друга настроены соответствующими протоколами NCP, которыми могут в любой момент времени начать или прекратить пользоваться.