ppp实验
ppp实验
PPP协议全称是点对点协议，英文是Point-to-Point Protocol。
它是计算机网络中数据链路层的一个非常重要的协议，主要用于在两个节点（通常是两台路由器或一台计算机与一个网络接入服务器）之间建立直接的、点对点的连接，并通过这个连接传输多种网络层协议的数据包。
核心目的和应用场景：
- 建立连接： 在物理连接（如串行电缆、电话线、光纤、移动网络等）之上建立逻辑数据链路。
- 认证： 提供可选的用户身份验证机制，确保连接的安全性（常用PAP和CHAP）。
- 封装多协议： 能够封装多种网络层协议（如IP、IPX、AppleTalk等）的数据包，使其能够在点对点链路上传输。
- 配置与协商： 动态协商链路参数（如最大接收单元MRU、认证协议、压缩方式等）。
- 错误检测： 提供帧校验序列来检测传输错误（但不负责纠错和重传，这通常由上层协议如TCP处理）。
- 链路质量监控： 可选地监控链路的质量。
- 网络层地址协商： 为两端设备动态分配IP地址（常见于拨号上网）。
经典的早期应用： 拨号上网 (Dial-up Internet Access)。当用户通过调制解调器（Modem）拨号到ISP（互联网服务提供商）的接入服务器时，在电话线上建立的就是PPP连接。PPP负责完成“握手”、用户名密码认证（PAP/CHAP）以及为用户的计算机分配动态IP地址。
现代应用：
- 路由器之间的广域网串行链路： 虽然以太网更常见，但在一些专线或租用线路上，仍然使用PPP（或其变种如PPP over HDLC）来连接两个远端路由器。
- PPPoE： PPP over Ethernet，这是现代宽带（如ADSL、光纤到户）接入的基石。它将PPP帧封装在以太网帧中传输，利用PPP的认证和配置功能，在以太网这种多路访问网络上实现了点对点的会话。
- PPPoA： PPP over ATM，用于基于ATM的DSL接入。
- VPN隧道： 一些VPN协议（如L2TP）在建立隧道时内部会使用PPP来封装用户数据。
PPP协议的核心组成部分：
PPP协议栈主要包含三个组件：
- 封装方法/帧格式： 定义如何将网络层数据包封装成PPP帧进行传输。PPP帧包含标志位、地址字段、控制字段、协议字段、数据字段和帧校验序列。
- 协议字段： 非常重要，指示数据字段中封装的是哪种网络层协议（例如，0x0021代表IPv4, 0x0057代表IPv6, 0xC021代表LCP, 0xC023代表PAP等）。
- 链路控制协议： 负责建立、配置、测试、维护和终止点对点链路。它在链路建立阶段运行，协商链路参数（如MRU、认证协议、是否启用压缩/加密等）。
- 网络控制协议族： 一系列协议，每个协议负责配置和管理一种特定的网络层协议。最常用的是：
- IPCP： 负责在PPP链路上配置、启用和禁用在两端使用的IPv4协议。它可以动态分配IP地址（常见于拨号）。
- IPv6CP： 负责IPv6协议的配置。
PPP的认证机制：
PPP提供了两种主要的身份验证协议，在LCP阶段协商使用：
- PAP：
- 全称：Password Authentication Protocol (密码认证协议)。
- 工作方式：客户端（被认证方）以明文方式重复发送用户名和密码给服务器（认证方），直到收到确认或连接终止。
- 安全性： 非常低，密码容易被窃听。不推荐使用。
- CHAP：
- 全称：Challenge-Handshake Authentication Protocol (挑战握手认证协议)。
- 工作方式：
- 认证方发送一个随机的“挑战”字符串给被认证方。
- 被认证方使用一个预共享的密钥（密码），结合收到的挑战字符串，通过哈希算法（通常是MD5）计算出一个值（响应）。
- 被认证方将这个哈希值发送回认证方。
- 认证方根据自己存储的密钥和之前发送的挑战字符串，用相同的哈希算法计算出一个值。
- 认证方比较自己计算的值和收到的值。如果匹配，则认证成功；否则，连接终止。
- 安全性： 比PAP高得多。密码（密钥）本身不在线路上传输，且每次认证使用的挑战字符串是随机的，防止重放攻击。是推荐使用的认证方式。
实验拓扑
实验需求
- R1 和 R2 使用 PPP 链路直连，R2 和 R3 把 2 条 PPP 链路捆绑为 PPP MP 直连
- 按照图示配置 IP 地址
- R2 对 R1 的 PPP 进行单向 chap 验证
- R2 和 R3 的 PPP 进行双向 chap 验证
第一步，R2和R3配置链路链路捆绑为 PPP MP 直连
R2
[R2]INT MP 1
[R2-MP-group1]INT S1/0
[R2-Serial1/0]PPP MP MP 1
[R2-Serial1/0]INT S2/0
[R2-Serial2/0]PPP MP MP 1
[R2-Serial2/0]QU
R3
[R3]INT MP 1
[R3-MP-group1]QU
[R3]INT S1/0
[R3-Serial1/0]PPP MP MP 1
[R3-Serial1/0]INT S2/0
[R3-Serial2/0]PPP MP MP 1
[R3-Serial2/0]QU
第二步，配置ip
略
第三步，R2 对 R1 的 PPP 进行单向 chap 验证
r2
[R2]local-user LUOQI1 class network New local user added.
[R2-luser-network-user1]password simple 123
[R2-luser-network-user1]service-type ppp
[R2-Serial3/0]ppp authentication-mode chap
R1
[R1-Serial1/0]ppp chap user LUOQI1
[R1-Serial1/0]ppp chap password simple 123
第四步，R2 和 R3 的 PPP 进行双向 chap 验证
R2
[R2]local-user LUOQI2 class network New local user added.
[R2-luser-network-maoqi]password simple 123
[R2-luser-network-maoqi]service-type ppp
[R2-Serial1/0]ppp authentication-mode chap
[R2-Serial1/0]ppp chap user maoqi
[R2-Serial1/0]int s2/0
[R2-Serial2/0]ppp authentication-mode chap
[R2-Serial2/0]ppp chap user maoqi
R3
[R3]local-user LUOQI2 class network New local user added.
[R3-luser-network-maoqi]password simple 123
[R3-luser-network-maoqi]service-type ppp
[R3-Serial1/0]ppp authentication-mode chap
[R3-Serial1/0]ppp chap user maoqi
[R3-Serial1/0]int s2/0
[R3-Serial2/0]ppp authentication-mode chap
[R3-Serial2/0]ppp chap user maoqi