什么是PPPOE?它的工作原理和优势是什么?

作者:课课家教育更新于： 2019-02-25 09:13:02

　　也许你在上网的时候有看到过PPPOE这个东西，但是你有了解过这是什么吗?它在网络上的作用是什么呢?如果大家想要了解PPPOE的基本原理、优势的内容的话不妨可以来看一下哦。在本篇文章中，我们主要针对其工作原理和优势来展开阐述。

　　什么是PPPOE

　　pppoe是point-to-point protocol over ethernet的简称，也就是以太网上点对点协议，它可以使以太网的主机通过一个简单的桥接设备连到一个远端的接入集中器上。通过pppoe协议，远端接入设备能够实现对每个接入用户的控制和计费。与传统的接入方式相比，pppoe具有较高的性能价格比，它在包括小区组网建设等一系列应用中被广泛采用，目前流行的宽带接入方式ADSL 就使用了pppoe协议。

　　PPPOE协议的目标就是解决modem接入技术面临一些相互矛盾的目标，既要通过同一个用户前置接入设备连接远程的多个用户主机，又要提供类似拨号一样的接入控制，计费等功能，而且要尽可能地减少用户的配置操作等问题的一种网络技术。

　　PPPoE协议工作原理

　　PPPoE协议的工作流程包含发现和会话两个阶段，发现阶段是无状态的，目的是获得PPPoE终结端(在局端的ADSL设备上)的以太网MAC地址，并建立一个唯一的PPPoESESSION-ID。发现阶段结束后，就进入标准的PPP会话阶段。

　　当一个主机想开始一个PPPoE会话，它必须首先进行发现阶段，以识别局端的以太网MAC地址，并建立一个PPPoESESSION-ID。在发现阶段，基于网络的拓扑，主机可以发现多个接入集中器，然后允许用户选择一个。当发现阶段成功完成，主机和选择的接入集中器都有了他们在以太网上建立PPP连接的信息。直到PPP会话建立，发现阶段一直保持无状态的Client/Server(客户/服务器)模式。一旦PPP会话建立，主机和接入集中器都必须为PPP虚接口分配资源。

　　PPPoE协议会话的发现和会话两个阶段具体进程如下。

　　1.发现(Discovery)阶段

  在发现(Discovery)阶段中用户主机以广播方式寻找所连接的所有接入集中器(或交换机)，并获得其以太网MAC地址。然后选择需要连接的主机，并确定所要建立的PPP会话标识号码。发现阶段有4个步骤，当此阶段完成，通信的两端都知道PPPoESESSION-ID和对端的以太网地址，他们一起唯一定义PPPoE会话。这4个步骤如下。

图1 PPPoE的发现阶段

　　(1)主机广播发起分组(PADI)

　　(1)主机广播发起分组(PADI)，分组的目的地址为以太网的广播地址0×ffffffffffff，CODE(代码)字段值为0×09，SESSION-ID(会话ID)字段值为0×0000。PADI分组必须至少包含一个服务名称类型的标签(标签类型字段值为0×0101)，向接入集中器提出所要求提供的服务。

　　(2)接入集中器

　　(2)接入集中器收到在服务范围内的PADI分组，发送PPPoE有效发现提供包(PADO)分组，以响应请求。其中CODE字段值为0×07，SESSION-ID字段值仍为0×0000。PADO分组必须包含一个接入集中器名称类型的标签(标签类型字段值为0×0102)，以及一个或多个服务名称类型标签，表明可向主机提供的服务种类。

　　(3)主机选择一个合适的PADO分组

　　(3)主机在可能收到的多个PADO分组中选择一个合适的PADO分组，然后向所选择的接入集中器发送PPPoE有效发现请求分组(PADR)。其中CODE字段为0×19，SESSION_ID字段值仍为0×0000。PADR分组必须包含一个服务名称类型标签，确定向接入集线器(或交换机)请求的服务种类。当主机在指定的时间内没有接收到PADO，它应该重新发送它的PADI分组，并且加倍等待时间，这个过程会被重复期望的次数。

　　(4)准备开始PPP会话

　　(4)接入集中器收到PADR分组后准备开始PPP会话，它发送一个PPPoE有效发现会话确认PADS分组。其中CODE字段值为0×65，SESSION-ID字段值为接入集中器所产生的一个唯一的PPPoE会话标识号码。PADS分组也必须包含一个接入集中器名称类型的标签以确认向主机提供的服务。当主机收到PADS分组确认后，双方就进入PPP会话阶段。

　　2.PPP会话阶段

　　用户主机与接入集中器根据在发现阶段所协商的PPP会话连接参数进行PPP会话。一旦PPPoE会话开始，PPP数据就可以以任何其他的PPP封装形式发送。所有的以太网帧都是单播的。PPPoE会话的SESSION-ID一定不能改变，并且必须是发现阶段分配的值。

　　PPPoE还有一个PADT分组，它可以在会话建立后的任何时候发送，来终止PPPoE会话，也就是会话释放。它可以由主机或者接入集中器发送。当对方接收到一个PADT分组，就不再允许使用这个会话来发送PPP业务。PADT分组不需要任何标签，其CODE字段值为0×a7，SESSION-ID字段值为需要终止的PPP会话的会话标识号码。在发送或接收PADT后，即使正常的PPP终止分组也不必发送。PPP对端应该使用PPP协议自身来终止PPPoE会话，但是当PPP不能使用时，可以使用PADT。

　　PPPoE的帧格式和种类

　　Discovery阶段：以太网帧的ETHER_TYPE域都设置为0x8863。

　　PPPoE Active Discovery Initiation (PADI)

　　PPPoE Active Discovery Offer(PADO)

　　PPPoE Active Discovery Request (PADR)

　　PPPoE Active Discovery Sessionconfirmation (PADS)

　　PPPoE Active Discovery Terminate(PADT)。

　　PPP会话阶段： 以太网帧的ETHER_TYPE域都设置为0x8864。

      PPPoE的payload部分包含O个或多个TAG。一个TAG是一个TLV(type-length-value)结构，TAG_TYPE域为16位值(网络字节序)，

图2 PPPoE的帧格式

　　PPPoE的优势

　　PPPoE不仅有以太网的快速简便的特点，同时还有PPP的强大功能，任何能被PPP封装的协议都可以通过PPPoE传输，此外还有如下特点：

　　1、PPPoE很容易检查到用户下线，可通过一个PPP会话的建立和释放对用户进行基于时长或流量的统计，计费方式灵活方便。

　　2、PPPoE可以提供动态IP地址分配方式，用户无需任何配置，网管维护简单，无需添加设备就可解决IP地址短缺问题，同时根据分配的IP地址，可以很好地定位用户在本网内的活动。

　　3、用户通过免费的PPPoE客户端软件(如EnterNet)，输入用户名和密码就可以上网，跟传统的拨号上网差不多，最大程度地延续了用户的习惯，从运营商的角度来看，PPPoE对其现存的网络结构进行变更也很小。

　　PPPoE的工作原理以及优势在上文中已经有详细的讲解了，如果大家有需要去了解的话可以来看一下哦，相信阅读本文后会使你有所收获的，毕竟学到的东西会保存在你的知识库当中，无论多少都是一笔收获。假如还想学习其他的内容，可以前往课课家关注我们哦。