PPPoE

PPPoE () — сетевой протокол канального уровня (второй уровень сетевой модели OSI) передачи кадров PPP через Ethernet. В основном используется xDSL-сервисами. Предоставляет дополнительные возможности (аутентификация, сжатие данных, шифрование).

Стандартное MTU протокола ниже, чем на стандартном Ethernet (Ethernet — 1500 байт; PPPoE — 1492 байт), что иногда вызывает проблемы с плохо настроенными межсетевыми экранами.

PPPoE — это туннелирующий протокол, который позволяет настраивать (или инкапсулировать) IP или другие протоколы, которые настраиваются на PPP, через соединения Ethernet, но с программными возможностями PPP-соединений, и поэтому используется для виртуальных «звонков» на соседнюю Ethernet-машину и устанавливает соединение точку, которое используется для транспортировки IP-пакетов, работающее с возможностями PPP.

Это позволяет применять традиционное PPP-ориентированное ПО для настройки соединения, которое использует не последовательный канал, а пакетно-ориентированную сеть (как Ethernet), чтобы организовать классическое соединение с логином, паролем для Интернет-соединений. Также IP-адрес по другую сторону соединения назначается, только когда PPPoE-соединение открыто, допуская динамическое переиспользование IP-адресов.

PPPoE разработан UUNET, Redback Networks и RouterWare. Протокол описан в RFC 2516.

Стоит отметить, что некоторые поставщики оборудования (Cisco и Juniper, например) используют термин PPPoEoE (PPPoE over Ethernet), означающий PPPoE, работающий напрямую через Ethernet или другие IEEE 802.3 сети, а также PPPoE, работающий через связанные в Ethernet (Ethernet bridged over) ATM, для того, чтобы отличать от PPPoEoA (PPPoE over ATM), который работает на ATM virtual circuit по спецификации RFC 2684 и SNAP и инкапсулирует PPPoE. PPPoEoA — это не то же самое, что Point-to-Point Protocol over ATM (PPPoA), поскольку он не использует SNAP.

Работа PPPoE осуществляется следующим образом. Существует Ethernet-среда, то есть несколько соединённых сетевых карт, которые адресуются MAC-адресами. Заголовки Ethernet-кадров содержат адрес отправителя кадра, адрес получателя кадра и тип кадра. Одну из карт слушает PPPoE-сервер. Клиент посылает широковещательный Ethernet-кадр, на который должен ответить PPPoE-сервер (адрес отправителя кадра — свой MAC-адрес, адрес получателя кадра — FF:FF:FF:FF:FF:FF и тип кадра — PPPoE Active Discovery Initiation). PPPoE-сервер посылает клиенту ответ (адрес отправителя кадра — свой MAC-адрес, адрес получателя кадра — МАС-адрес клиента и тип кадра — PPPoE Active Discovery Offer). Если в сети несколько PPPoE-серверов, то все они посылают ответ. Клиент выбирает подходящий сервер и посылает ему запрос на соединение. Сервер посылает клиенту подтверждение с уникальным идентификатором сессии, все последующие кадры в сессии будут иметь этот идентификатор. Таким образом, между сервером и клиентом создается виртуальный канал, который идентифицируется идентификатором сессии и MAC-адресами клиента и сервера. Затем в этом канале устанавливается PPP-соединение, а уже в PPP-пакеты упаковывается IP-трафик.

PPPoE Discovery (PPPoED)

PADI 
PADI — PPPoE Active Discovery Initiation.
Если пользователь хочет подключиться к интернету по DSL, сначала его машина должна обнаружить концентратор доступа (DSL access concentrator или DSL-AC) на стороне провайдера (point of presence (POP)).
Взаимодействие через Ethernet возможно только через MAC-адреса. Если компьютер не знает MAC-адреса DSL-AC, он посылает PADI-пакет через Ethernet broadcast (MAC: ff: ff: ff: ff: ff: ff) Этот PADI-пакет содержит МАС-адрес пославшей его машины.

Пример PADI-пакета:
Frame 1: 32 bytes on wire (256 bits), 32 bytes captured (256 bits)
Ethernet II, Src: ZyxelCom_b9:a7:b9 (28:28:5d:b9:a7:b9), Dst: Broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff)
PPP-over-Ethernet Discovery
    0001 .... = Version: 1
    .... 0001 = Type: 1
    Code: Active Discovery Initiation (PADI) (0x09)
    Session ID: 0x0000
    Payload Length: 12
    PPPoE Tags
        Host-Uniq: 00002771

Src. (=source) представляет MAC-адрес машины, пославшей PADI.
Dst. (=destination) является широковещательным Ethernet-адресом.
PADI-пакет может быть получен более чем одним DSL-AC.

PADO 
PADO — PPPoE Active Discovery Offer.

Как только пользовательская машина отослала PADI-пакет, DSL-AC отвечает, посылая PADO-пакет, используя MAC-адреса, пришедшие с PADI. PADO-пакет содержит MAC-адреса DSL-AC, их имена и имя сервиса. Если же более одной точки DSL-AC ответило PADO-пакетом, пользовательская машина выбирает DSL-AC конкретный POP, используя пришедшие имена или имена сервисов.

Пример PADO-пакета:
Frame 2: 64 bytes on wire (512 bits), 64 bytes captured (512 bits)
Ethernet II, Src: MS-NLB-PhysServer-04_5a:30:00 (02:04:00:5a:30:00), Dst: ZyxelCom_b9:a7:b9 (28:28:5d:b9:a7:b9)
PPP-over-Ethernet Discovery
    0001 .... = Version: 1
    .... 0001 = Type: 1
    Code: Active Discovery Offer (PADO) (0x07)
    Session ID: 0x0000
    Payload Length: 33
    PPPoE Tags
        Host-Uniq: 00002771
        AC-Name: STREAM
        Service-Name: mtu
        Service-Name: mgts
AC-Name — String Data представляет строковое AC имя, в данном случае «STREAM» (сеть МГТС в Москве).
Src. представляет MAC-адрес DSL-AC.
MAC-адрес DSL-AC также идентифицирует производителя DSL-AC.

PADR 
PADR расшифровывается как PPPoE Active Discovery Request.

Как сказано выше, пользовательская машина должна выбрать POP (точку доступа) — это делается с помощью PADR-пакета, который посылается на MAC-адрес выбранного DSL-AC.

Пример PADR-пакета:
Frame 3: 32 bytes on wire (256 bits), 32 bytes captured (256 bits)
Ethernet II, Src: ZyxelCom_b9:a7:b9 (28:28:5d:b9:a7:b9), Dst: MS-NLB-PhysServer-04_5a:30:00 (02:04:00:5a:30:00)
PPP-over-Ethernet Discovery
    0001 .... = Version: 1
    .... 0001 = Type: 1
    Code: Active Discovery Request (PADR) (0x19)
    Session ID: 0x0000
    Payload Length: 12
    PPPoE Tags
        Host-Uniq: 00002771

PADS 
PADS — PPPoE Active Discovery Session-confirmation.

PADR-пакет подтверждается концентратором пересылкой PADS-пакета, в нём же приходит Session ID. Соединение с DSL-AC для этой точки доступа теперь полностью установлено.

Пример PADS-пакета:
Frame 4: 64 bytes on wire (512 bits), 64 bytes captured (512 bits)
Ethernet II, Src: MS-NLB-PhysServer-04_5a:30:00 (02:04:00:5a:30:00), Dst: ZyxelCom_b9:a7:b9 (28:28:5d:b9:a7:b9)
PPP-over-Ethernet Discovery
    0001 .... = Version: 1
    .... 0001 = Type: 1
    Code: Active Discovery Session-confirmation (PADS) (0x65)
    Session ID: 0x0254
    Payload Length: 22
    PPPoE Tags
        Host-Uniq: 00002771
        AC-Name: STREAM

PADT 
PADT — (PPPoE) Active Discovery Termination.

Этот пакет обрывает соединение с POP. Он может быть послан либо со стороны пользователя, либо со стороны DSL-AC.

Пример PADT-пакета:
Frame 5: 28 bytes on wire (224 bits), 28 bytes captured (224 bits)
Ethernet II, Src: ZyxelCom_b9:a7:b9 (28:28:5d:b9:a7:b9), Dst: MS-NLB-PhysServer-04_5a:30:00 (02:04:00:5a:30:00)
PPP-over-Ethernet Discovery
    0001 .... = Version: 1
    .... 0001 = Type: 1
    Code: Active Discovery Terminate (PADT) (0xa7)
    Session ID: 0x0254
    Payload Length: 8
    PPPoE Tags
        Host-Uniq: 00002771

Преимущества схемы 
 IP-заголовки в Ethernet-среде игнорируются. То есть пользователь может назначить IP-адрес своей сетевой карте, но это не приведет к «обвалу» сети (теоретически при работе с сетевым концентратором не должно произойти «обвала» и при смене пользователем MAC-адреса даже на адрес сервера, а при работе с сетевым коммутатором все зависит от конструкции коммутатора).
 Каждое соединение отделено от других (работает в своем канале).
 Настройки (IP-адрес, адрес шлюза, адреса DNS-серверов) могут передаваться сервером.
 PPP-соединение легко аутентифицируется и обсчитывается (например, при помощи RADIUS).
 PPP-соединение можно шифровать. Например, при работе с сетевым концентратором (когда на каждой сетевой карте может быть виден весь Ethernet-трафик) прочитать чужой IP-трафик весьма затруднительно.

См. также 
 Rp-pppoe

Примечания

Ссылки 
 RFC 2516 — A Method for Transmitting PPP Over Ethernet (PPPoE)
 RFC 3817 — Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Active Discovery Relay for PPP over Ethernet (PPPoE)
 RFC 4638 — Accommodating a Maximum Transit Unit/Maximum Receive Unit (MTU/MRU) Greater Than 1492 in the Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE)

Сетевые протоколы
VPN
Протоколы туннелирования