PPPoE內(nèi)核模式撥號的設(shè)計與實現(xiàn)

　PPPoE（Point．to．Point Protoeol over Ethernet）是將PPP協(xié)議封裝在以太網(wǎng)幀上進行傳輸，它的通信過程分為探測（Discovery）和PPP會話（Session）2個階段。PPPoE Discovery階段主要是客戶機確定AC（Access Concentrator）以及客戶機與AC協(xié)商Session ID。而PPPoE Sess-ion用于完成數(shù)據(jù)包的接收與發(fā)送，同時它也用于完成PPP鏈路的協(xié)商（LCP），以及網(wǎng)絡(luò)層的控制協(xié)商（IPCP）等。
　　傳統(tǒng)的PPPoE先會用Raw socket讀取數(shù)據(jù)，然后采用用戶態(tài)程序?qū)ζ浞獍獍?，然后再發(fā)送給內(nèi)核。但是這種方法會引起大量的內(nèi)核空間與用戶空間的上下文切換，從而帶來不必要的開銷。而對于實現(xiàn)于內(nèi)核態(tài)的PPPoE，它會把所有的封包以及解包實現(xiàn)于內(nèi)核，這樣就大大提高PPPoE的效率。
　　1 PPPoE協(xié)議概述
　　1. 1 PPPoE Discovery階段
　　在PPPoE Discovery階段，客戶機首先廣播一個PADI（0x09）幀。收到PADI幀的一個或多個服務(wù)器會發(fā)送PADO（0x07）幀，這個包中包含了服務(wù)器的各種標識。然后，客戶機會選擇其中一個服務(wù)器發(fā)送PADR（0x19），表明主機選擇了這個服務(wù)器。最終，收到PADR（0x65）幀的服務(wù)器會為新的會話分配資源并向客戶機發(fā)送PADS（0x65）。當此階段完成，這兩次的對話完成了SESSION_ID以及雙方物理地址，為后續(xù)數(shù)據(jù)會話打好基礎(chǔ)。
　　同時PPP協(xié)議還提供了一個PADT請求，該請求用于結(jié)束這次PPPoE會話。這個請求可以由任何一方發(fā)出，同時代表這次回話的結(jié)束，圖1描述整個discovery過程。
　　
　　1．2 PPPoE Session階段
　　PPPoE Discovery階段是為整個PPPoE會話獲取雙方物理地址以及Session_ID，這個Session_ID就成為了雙方的通信憑證，在整個會話過程中保持不變。PPP幀數(shù)據(jù)被封在以太幀中，它在以太幀的標識為0x8864，當碰到0x8864時，就認為是一個PPPoE包。
　　在PPPoE Session階段，PPPoE除數(shù)據(jù)傳輸以外，還提供了鏈路的協(xié)商（LCP），以及網(wǎng)絡(luò)層的控制協(xié)商（IPCP）等其他服務(wù)。對于LCP，它主要用于配置和測試數(shù)據(jù)通信鏈路，用來協(xié)商PPP協(xié)議的一些配置參數(shù)選項；處理不同大小的數(shù)據(jù)幀：檢測鏈路環(huán)路和一些鏈路的錯誤；終止一條鏈路，其作用類似于IP層的ICMP協(xié)議。而對于IPCP，它主要用于動態(tài)地協(xié)商客戶機與服務(wù)器雙方IP，實際的數(shù)據(jù)報文交換過程中主要涉及Config-Request、Config-Ack、Config-Nak和Config-Re-ject。圖2描述IPCP協(xié)商IP的過程。