# Layer 2 Tunneling Protocol

Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) ist ein Netzwerkprotokoll, das Frames von Protokollen der Sicherungsschicht (Schicht 2) des OSI-Modells durch Router zwischen zwei Netzwerken über ein IP-Netz tunnelt. L2TP-Router sowie die IP-Verbindungen zwischen diesen erscheinen als L2-Switch.
Hierzu werden in einem lokalen Netzwerk Frames durch einen L2TP Access Concentrator (LAC) – in der Regel ein Router mit entsprechender L2TP-Protokollfunktionalität – in eine L2TP-Datennachricht verpackt und über ein IP-Netz an einen L2TP Network Server (LNS) des Zielnetzes gesendet. Dieser entpackt die Nachricht und sendet den Inhalt als OSI-Layer-2-Rahmen in das dortige Netz.
L2TP ist eine Tunnel-Lösung, die die Vorteile von PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) und L2F (Layer 2 Forwarding) vereint. Mit Hilfe einer Tunnel-ID im L2TP-Header sind mehrere Tunnel nebeneinander ebenso möglich wie die Nutzung von NAT (Network Address Translation).
Als Authentifizierungsverfahren bietet L2TP die Verfahren CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol) und PAP (Password Authentication Protocol) an. Eine Verschlüsselung ist in L2TP direkt nicht enthalten. Dies muss bei Bedarf von anderen Protokollen übernommen werden. L2TP wird deshalb oft in Kombination mit IPsec verwendet (RFC 3193).

## L2TP Version 2

Layer 2 Tunneling Protocol Version 2 ist für das Tunneln von PPP-Frames entwickelt worden. Frames anderer Protokolle können nicht übertragen werden. Die Tunnelung erfolgt über UDP oder andere paketbasierte Netzwerke (Frame Relay oder ATM).
L2TPv2 ist ein Proposed Standard nach IETF (Internet Engineering Task Force) und ist als RFC 2661 definiert.

## L2TP Version 3

Layer 2 Tunneling Protocol Version 3 ist eine Weiterentwicklung von L2TP, das eine Alternative zum MPLS-Protokoll zur Verkapselung von verschiedenen Protokollen auf der Ebene 2 des OSI-Modells darstellt. Es arbeitet wie L2TPv2 über UDP oder andere PSNs (Packet Switched Networks), kann aber auch direkt IP nutzen. Außerdem können statt PPP auch andere Protokolle der Sicherungsschicht getunnelt werden.
Die Spezifikationen sind in RFC 3931 definiert.
L2TPv3 kann als eine abgespeckte Version von MPLS angesehen werden. Ein nicht eingebautes Feature stellt z. B. das Traffic Engineering dar. Features könnten jedoch in künftigen Produkten problemlos hinzugefügt werden.

## Header-Formate

L2TP-Struktur :
| Tunneled Frame | L2TP Control Message |
| L2TP Data Header | L2TP Control Header |
| L2TP Data Channel (unreliable) | L2TP Control Channel (reliable) |
| Packet-Switched Netz (UDP, Frame Relay, ATM, MPLS, IP (bei v3) etc.) ||
Felder im L2TP-Header:
* T = Message Type. Dieses Feld definiert, ob es sich um eine Kontrollmitteilung (Wert 1) oder um Daten (Wert 0) handelt.
* L = Length. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit gesetzt haben.
* S = Sequence. Wenn dieses Bit gesetzt ist, sind die Felder Ns und Nr sichtbar. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit gesetzt haben.
* O = Offset. Wenn dieses Bit gesetzt ist, ist das Feld Offset Size sichtbar. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit auf Null gesetzt haben.
* P = Priority. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit auf Null gesetzt haben.
* Version. Beschreibt, welches L2TP Protokoll verwendet wird (Version 2 = 2). Pakete mit einem unbekannten Wert müssen verworfen werden.
* Length (Länge) ist optional (existiert, wenn L gesetzt). Die Gesamtlänge der Nachricht in Bytes.
* Tunnel ID.
* Session ID.
* Ns = sequence number (existiert, wenn S gesetzt).
* Nr = sequence number expected (existiert, wenn S gesetzt).
* Offset Size (Offset Größe, existiert, wenn O gesetzt).
* Offset Pads (Offset Auflage) haben optional eine variable Länge.
* Daten (variable Länge).
Felder im AVP (Attribute Value Pair):
* M = Mandatory
* H = Hidden
* AVP Length (Werte 6 bis 1023). Spezifiziert, wie viele Bytes das AVP beinhaltet.
* AVP Vendor ID. Das IANA teilt den „SMI Network Management Private Enterprise Codes“ Werte zu (RFC 1700).
* AVP Type beträgt 16 Bit.

### L2TPv2 Header

L2TPv2 Header :
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| T | L | 0 | 0 | S | 0 | O | P | 0 | 0 | 0 | 0 | Version | Version | Version | Version | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) |
| Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Tunnel ID (Tunnel Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) | Session ID (Session Bezeichner) |
| Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) |
| Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Size (Offset Größe) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) | Offset Pad (Offset Auflage) |
| Data (Daten) ||||||||||||||||||||||||||||||||

#### Attribute Value Pair bei Version 2

AVP bei Version 2 :
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| M | H | 0 | 0 | 0 | 0 | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID |
| AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … |

### L2TPv3 Header

L2TPv3 Control Message Header :
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| T | L | 0 | 0 | S | 0 | O | P | 0 | 0 | 0 | 0 | Version | Version | Version | Version | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) |
| Control Connection ID (Steuerverbindung-Bezeichner) ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Ns (sequence number) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) | Nr (sequence number expected) |
L2TPv3 Session Header :
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| T | L | 0 | 0 | S | 0 | O | P | 0 | 0 | 0 | 0 | Version | Version | Version | Version | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) | Length (Länge) |
| Session ID (Sitzungsbezeichner) ||||||||||||||||||||||||||||||||
Tunnel ID und Session ID aus Version 2 (jeweils 16 Bit) werden durch eine jeweils 32 Bit lange Session ID und Control Connection ID ersetzt.

#### Attribute Value Pair bei Version 3

AVP bei Version 3 :
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| M | H | 0 | 0 | 0 | 0 | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID | AVP Vendor ID |
| AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … | AVP Attribute Value … |
| bis Length erreicht wurde … ||||||||||||||||||||||||||||||||
AVP Version 3 mit erweitertem Vendor ID :
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| M | H | 0 | 0 | 0 | 0 | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | AVP Length | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 58 | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID | 32-bit AVP Vendor ID |
| | | | | | | | | | | | | | | | | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type | AVP Attribute Type |
| AVP Attribute Value ||||||||||||||||||||||||||||||||
| bis Length erreicht wurde … ||||||||||||||||||||||||||||||||
Hierbei wird über den gesetzten Wert 58 festgelegt, dass der erweiterte AVP Vendor ID verwendet wird.

### Attribute Value Pair Typ

| Typ | Beschreibung | Referenz |
| 0 | Message Type | RFC 2661 |
| 1 | Result Code | RFC 2661 |
| 2 | Protocol Version | RFC 2661 |
| 3 | Framing Capabilities | RFC 2661 |
| 4 | Bearer Capabilities | RFC 2661 |
| 5 | Tie Breaker | RFC 2661 |
| 6 | Firmware Revision | RFC 2661 |
| 7 | Host Name | RFC 2661 |
| 8 | Vendor Name | RFC 2661 |
| 9 | Assigned Tunnel ID | RFC 2661 |
| 10 | Receive Window Size | RFC 2661 |
| 11 | Challenge | RFC 2661 |
| 12 | Q.931 Cause Code | RFC 2661 |
| 13 | Response | RFC 2661 |
| 14 | Assigned Session ID | RFC 2661 |
| 15 | Call Serial Number | RFC 2661 |
| 16 | Minimum BPS | RFC 2661 |
| 17 | Maximum BPS | RFC 2661 |
| 18 | Bearer Type | RFC 2661 |
| 19 | Framing Type | RFC 2661 |
| 20 | | |
| 21 | Called Number | RFC 2661 |
| 22 | Calling Number | RFC 2661 |
| 23 | Sub-Address | RFC 2661 |
| 24 | Tx Connect Speed BPS | RFC 2661 |
| 25 | Physical Channel ID | RFC 2661 |
| 26 | Initial Received LCP CONFREQ | RFC 2661 |
| 27 | Last Sent LCP CONFREQ | RFC 2661 |
| 28 | Last Received LCP CONFREQ | RFC 2661 |
| 29 | Proxy Authen Type | RFC 2661 |
| 30 | Proxy Authen Name | RFC 2661 |
| 31 | Proxy Authen Challenge | RFC 2661 |
| 32 | Proxy Authen ID | RFC 2661 |
| 33 | Proxy Authen Response | RFC 2661 |
| 34 | Call Errors | RFC 2661 |
| 35 | ACCM | RFC 2661 |
| 36 | Random Vector | RFC 2661 |
| 37 | Private Group ID | RFC 2661 |
| 38 | Rx Connect Speed | RFC 2661 |
| 39 | Sequencing Required | RFC 2661 |
| 40 | Rx Minimum | RFC 3301 |
| 41 | Rx Maximum | RFC 3301 |
| 42 | Service Category | RFC 3301 |
| 43 | Service Name | RFC 3301 |
| 44 | Calling Sub-Address | RFC 3301 |
| 45 | VPI/VCI Identifier | RFC 3301 |
| 46 | PPP Disconnect Cause Code | RFC 3145 |
| 47 | CCDS | RFC 3308 |
| 48 | SDS | RFC 3308 |
| 49 | LCP Want Options | RFC 3437 |
| 50 | LCP Allow Options | RFC 3437 |
| 51 | LNS Last Sent LCP Confreq | RFC 3437 |
| 52 | LNS Last Received LCP Confreq | RFC 3437 |
| 53 | Modem On-Hold Capable | RFC 3573 |
| 54 | Modem On-Hold Status | RFC 3573 |
| 55 | PPPoE Relay | RFC 3817 |
| 56 | PPPoE Relay Response Capability | RFC 3817 |
| 57 | PPPoE Relay Forward Capability | RFC 3817 |
| 58 | Extended Vendor ID | |
| 59 | Message Digest | |
| 60 | Router ID | |
| 61 | Assigned Control Connection ID | |
| 62 | Pseudowire Capabilities List | |
| 63 | Local Session ID | |
| 64 | Remote Session ID | |
| 65 | Assigned Cookie | |
| 66 | Remote End ID | |
| 67 | Application Code | |
| 68 | Pseudowire Type | |
| 69 | L2-Specific Sublayer | |
| 70 | Data Sequencing | |
| 71 | Circuit Status | |
| 72 | Preferred Language | |
| 73 | Control Message Authentication Nonce | |
| 74 | Tx Connect Speed | |
| 75 | Rx Connect Speed | |
| 76 | Failover Capability | |
| 77 | Tunnel Recovery | |
| 78 | Suggested Control Sequence | |
| 79 | Failover Session State | |
| 80 | Multicast Capability | RFC 4045 |
| 81 | New Outgoing Sessions | RFC 4045 |
| 82 | New Outgoing Sessions Acknowledgement | RFC 4045 |
| 83 | Withdraw Outgoing Sessions | RFC 4045 |
| 84 | Multicast Packets Priority | RFC 4045 |

## RFCs für L2TP

* RFC 2661 – Layer Two Tunneling Protocol “L2TP”. (defines L2TP version 2, englisch).
* RFC 2809 – Implementation of L2TP Compulsory Tunneling via RADIUS. (englisch).
* RFC 2888 – Secure Remote Access with L2TP. (englisch).
* RFC 3070 – Layer Two Tunneling Protocol (L2TP) over Frame Relay. (englisch).
* RFC 3145 – L2TP Disconnect Cause Information. (englisch).
* RFC 3193 – Securing L2TP using IPsec. (englisch).
* RFC 3301 – Layer Two Tunnelling Protocol (L2TP): ATM access network extensions. (englisch).
* RFC 3308 – Layer Two Tunneling Protocol (L2TP) Differentiated Services Extension. (englisch).
* RFC 3355 – Layer Two Tunnelling Protocol (L2TP) Over ATM Adaptation Layer 5 (AAL5). (englisch).
* RFC 3371 – Layer Two Tunneling Protocol “L2TP” Management Information Base. (englisch).
* RFC 3437 – Layer-Two Tunneling Protocol Extensions for PPP Link Control Protocol Negotiation. (englisch).
* RFC 3438 – Layer Two Tunneling Protocol (L2TP) Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Considerations Update. (englisch).
* RFC 3573 – Signaling of Modem-On-Hold status in Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP). (englisch).
* RFC 3817 – Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Active Discovery Relay for PPP over Ethernet (PPPoE). (englisch).
* RFC 3931 – Layer Two Tunneling Protocol – Version 3 (L2TPv3). (defines L2TP version 3, englisch).
* RFC 4045 – Extensions to Support Efficient Carrying of Multicast Traffic in Layer-2 Tunneling Protocol (L2TP). (englisch).