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一、PPP 基本概念

PPP（Point-to-Point Protocol）协议是一种点到点链路层协议，主要用于在全双工的同

异步链路上进行点到点的数据传输。

PPP协议在 TCP/IP协议栈中位于数据链路层，是目前应用最广泛的点到点链路层协议。

二、PPP 的三大组件

1、数据封装方式：定义封装多协议数据包的方法。

2、链路控制协议（ LCP） ：定义建立、协商和测试数据链路层连接的方法。

3、网络层控制协议（ NCP） ：包含一组协议，用于对不同的网络层协议进行连接建立和参

数协商。

数据封装方式定义了如何封装多种类型的上层协议数据包。

为了能适应多种多样的链路类型，PPP 定义了链路控制协议 LCP。LCP 可以自动检测链

路环境，如是否存在环路；协商链路参数，如最大数据包长度，使用何种认证协议等等。与

其他数据链路层协议相比，PPP 协议的一个重要特点是可以提供认证功能，链路两端可以协

商使用何种认证协议并实施认证过程，只有认证成功才会建立连接。这个特点使 PPP 协议

适合运营商用来接入分散的用户。

PPP 定义了一组网络层控制协议 NCP，每一个协议对应一种网络层协议，用于协商网络

层地址等参数，例如 IPCP 用于协商控制 IP，IPXCP 用于协商控制 IPX 协议等。

三、报文结构

1、PPP 报文封转格式

Flag 域

Flag 域标识一个物理帧的起始和结束，该字节为 0x7E。

Address 域

Address 域可以唯一标识对端。PPP 协议是被运用在点对点的链路上，因此，使用 PPP

协议互连的两个通信设备无须知道对方的数据链路层地址。按照协议的规定将该字节填充为

全 1 的广播地址，对于 PPP 协议来说，该字段无实际意义。

Control 域

该字段默认值为 0x03，表明为无序号帧，PPP 默认没有采用序列号和确认来实现可靠传

输。

Address 和 Control 域一起标识此报文为 PPP 报文，即 PPP 报文头为 FF03。

Protocol 域

协议域可用来区分 PPP 数据帧中信息域所承载的数据报类型。

2、 LCP 报文封装格式

Code 域

代码域的长度为一个字节，主要是用来标识 LCP 数据报文的类型。

Identifier 域

标识域为 1 个字节，用来匹配请求和响应，当标识域值为非法时，该报文将被丢弃。

通常一个配置请求报文的 ID 是从 0x01 开始逐步加 1 的。当对端接收到该配置请求报文

后，无论使用何种报文回应对方，但必须要求回应报文中的 ID 要与接收报文中的 ID 一致。

Length 域

长度域的值就是该 LCP 报文的总字节数据。它是代码域、标志域、长度域和数据域四个

域长度的总和。

长度域所指示字节数之外的字节将被当作填充字节而忽略掉，而且该域的内容不能超过

MRU 的值。

Data 域

Type 为协商选项类型。

Length 为协商选项长度，它是指 Data 域的总长度，也就是包含 Type、Length 和 Data。

三、PPP的链路建立过程

Dead 阶段（链路不可用阶段）、Establish 阶段（链路建立阶段）、Authenticate 阶段（验证阶

段）、Network 阶段（网络层协商阶段）、Terminate 阶段（网络终止阶段）

（1）通信双方开始建立 PPP 链路时，先进入到 Establish 阶段。Dead 阶段也称为物理层不

可用阶段。PPP 链路都需从这个阶段开始和结束。当通信双方的两端检测到物理线路激活

（通常是检测到链路上有载波信号）时，就会从 Dead 阶段跃迁至 Establish 阶段，即链路建

立阶段。链路被断开后也同样会返回到链路不可用阶段。

（2）在 Establish 阶段，PPP 链路进行 LCP 协商。协商内容包括工作方式是 SP（Single-link

PPP）还是 MP（Multilink PPP）、最大接收单元 MRU（Maximum Receive Unit）、验证方式和

魔术字（magic number）等选项。LCP 协商成功后进入 Opened 状态，表示底层链路已经建

立。如果配置了验证，将进入 Authenticate 阶段，开始 CHAP 或 PAP 验证。如果没有配置

验证，则直接进入 Network 阶段。

（3）在 Authenticate 阶段，如果验证失败，进入 Terminate 阶段，拆除链路，LCP 状态转为

Down。如果验证成功，进入 Network 阶段，此时 LCP 状态仍为 Opened。

（4）在 Network 阶段，PPP 链路进行 NCP 协商。通过 NCP 协商来选择和配置一个网络层

协议并进行网络层参数协商。只有相应的网络层协议协商成功后，该网络层协议才可以通过

这条 PPP 链路发送报文。

NCP 协商包括 IPCP、MPLSCP（MPLS Control Protocol）、IPv6CP

等协商。IPCP 协商内容主要包括双方的 IP 地址。PPP 完成了前面几个阶段，通过 NCP 协商

来选择和配置一个网络层协议并进行网络层参数协商。每个 NCP 协议可在任何时间打开和

关闭，当一个 NCP 的状态机变成 Opened 状态时，则 PPP 就可以开始在链路上承载网络层

数据传输

（5）NCP 协商成功后，PPP 链路将一直保持通信。PPP 运行过程中，可以随时中断连接，

物理链路断开、认证失败、超时定时器时间到、管理员通过配置关闭连接等动作都可能导致

链路进入 Terminate 阶段。

（6）在 Terminate 阶段，如果所有的资源都被释放，通信双方将回到 Dead 阶段，直到通信

双方重新建立 PPP 连接，开始新的 PPP 链路建立。PPP 能在任何时候终止链路。当载波丢

失、认证失败或管理员人为关闭链路等情况均会导致链路终止。

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