协议分析5－ PPPOE Discovery协议解码详解

PPPOE，全称Point-to-Point Protocol Over Ethernet,它工作在OSI的数据链路层，PPPOE协议提供了在广播式的网络（如以太网）中多台主机连接到远端的访问集中器（我们对目前能完成上述功能的设备为宽带接入服务器）上的一种标准。

1.PPPOE的工作原理

PPPOE协议共包括两个阶段，即PPPOE的发现阶段（PPPOE Discovery Stage）和PPPOE的会话阶段（PPPOE Session Stage）。而两者的主要区别在于只是在PPP的数据报文前封装了PPPOE的报文头。
当一个主机希望能够开始一个PPPOE会话时，它首先会在广播式的网络上寻找一个访问集中器，当然可能网络上会存在多个访问集中器时，对于主机而言则会根据各访问集中器（AC，Access Concentration）所能提供的服务或用户的预先的一些配置来进行相应的选择。当主机选择完了所需要的访问集中器后，就开始和访问集中器建立一个PPPOE会话进程。在这个过程中访问集中器会为每一个PPPOE会话分配一个唯一的进程ID，会话建立起来后就开始了PPPOE的会话阶段，在这个阶段中已建立好点对点连接的双方（这种点对点的结构与PPP不一样，它是一种逻辑上的点对点关系）就采用PPP协议来交换数据报文，从而完成一系列PPP的过程，最终将在这点对点的逻辑通道上进行网络层数据报的传送。

2.PPPOE的数据报文格式

我们简要介绍一下PPPOE的数据报文格式。PPPOE的数据报文是被封装在以太网帧的数据域内的。简单来说我们可能把PPPOE报文分成两大块，，一大块是PPPOE的数据报头，另一块则是PPPOE的净载荷（数据域），对于PPPOE报文数据域中的内容会随着会话过程的进行而不断改变。下图1为PPPOE的报文的格式：

版本	类型	代码	会话ID
长度域			净载荷（或数据域）

（图1 PPPOE数据报格式）

PPPOE数据报文最开始的4位为版本域，协议中给出了明确的规定，这个域的内容填充0x1。
紧接在版本域后的4位是类型域，协议中同样规定，这个域的内容填充为0x1。
代码域占用1个字节，对于PPPOE 的不同阶段这个域内的内容也是不一样的。
会话ID点用2个字节，当访问集中器还未分配唯一的会话ID给用户主机的话，则该域内的内容必须填充为0x0000，一旦主机获取了会话ID后，那么在后续的所有报文中该域必须填充那个唯一的会话ID值。
长度域为2个字节，用来指示PPPOE数据报文中净载荷的长度。
数据域，有时也称之为净载荷域，在PPPOE的不同阶段该域内的数据内容会有很大的不同。在PPPOE的发现阶段时，该域内会填充一些Tag（标记）；而在PPPOE的会话阶段，该域则携带的是PPP的报文。

这里我们主要来介绍一下PPPOE发现阶段的报文格式以及它的报文：

1)PPPOE数据报文中Tag（标记）的格式

对于发现阶段的PPPOE数据报文而言，它的净载荷可能包含零个或多个Tag（标记），实际上这些标记的意义非常类似于PPP配置参数选项，它同样也是要经过协商的。对于PPPOE协议而言，没有像PPP的配置参数选项那样定义了很多细节，而只是一个初略的定义，因此在实际当中实现这个过程会依据不同厂商的设备有不同。首先还是让我们看一下承载在PPPOE报文数据域中的标记封装格式，如图2，

类型	长度
数据

（图2 标记的封装格式）
从图2中可以看出，标记的封装格式采用的是大家所熟知的TLV结构，也即是（类型+长度+数据）。标记的类型域为2个字节，下表列出了各种标记类型的含义：

标记类型	标记说明
0x0000	表示PPPOE报文数据域中一串标记的结束，为了保证版本的兼容性而保留，在有些报文中有应用。
0x0101	服务名，主要用来表明网络侧所能提供给用户的一些服务。
0x0102	访问集中器名，当用户侧接收到了AC的回应的PADO报文时，就可获从所携带的标记中获知访问集中器的名子，而且还可以据此来选择相应的访问集中器。
0x0103	主机唯一标识，类似于PPP数据报文中的标识域，主要是用来匹配发送和接收端的，因为对于广播式的网络中会同时存在很多个PPPOE的数据报文。
0x0104	AC-Cookies，主要被用来防止恶意性DOS功击。
0x0105	销售商的标识符。
0x0110	中继会话ID，对于PPPOE的数据报文也同样可以像DHCP报文一样被中断到另外的AC上终结，这个字段则是用来维护另一个连接的。
0x0201	服务名错误，当请求的服务名不被对端所接受时，会在响应的报文中携带这个标记。
0x0202	访问集中器名出错。
0x0203	一般性错误。

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