ppp(point-to-point protocol，點到點協(xié)議)是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡單鏈路設計的鏈路層協(xié)議。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。設計目的主要是用來通過撥號或?qū)＞�方式建立點對點連接發(fā)送數(shù)據(jù)，使其成為各種主機、網(wǎng)橋和路由器之間簡單連接的一種共同的解決方案。

ppp協(xié)議分為3個組成部分：

(1)一個將ip數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。ppp封裝提供了不同網(wǎng)絡層協(xié)議同時通過統(tǒng)一鏈路的多路技術，使其保有對常用支持硬件的兼容性。

(2)一個用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議lcp(link control protoco1)。通信的雙方可通過lcp包協(xié)商一些選項。

(3)一套網(wǎng)絡控制協(xié)議(network control protoco1)。ncp是一族協(xié)議，負責解決物理連接上運行什么網(wǎng)絡協(xié)議，以及解決上層網(wǎng)絡協(xié)議發(fā)生的問題。他支持不同的網(wǎng)絡層協(xié)議，如ip，osi的網(wǎng)絡層，deccnet，以及appletalk等。

ppp幀封裝格式如下：

ppp幀以標志字符01111110開始和結(jié)束，地址字段長度為1b，內(nèi)容為標準廣播地址1111111l，控制字段為00000011。協(xié)議字段長度為2b，其值代表其后的數(shù)據(jù)字段所屬的網(wǎng)絡層協(xié)議。數(shù)據(jù)字段包含協(xié)議字段中指定的協(xié)議的數(shù)據(jù)報，長度為0～1 500b。crc字段為整個幀的循環(huán)冗余校驗碼，用來檢測傳輸中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯誤。

對應ppp協(xié)議的3個部分，ppp數(shù)據(jù)幀封裝也分為：ip數(shù)據(jù)報封裝、lcp控制數(shù)據(jù)封裝、ncp控制數(shù)據(jù)封裝。當ppp幀的協(xié)議字段為0x0021時，信息字段就是ip數(shù)據(jù)報；當協(xié)議字段為0xc021時，信息字段是lcp控制數(shù)據(jù)；當協(xié)議字段為0x8021，信息字段是ncp控制數(shù)據(jù)。

2 鏈路建立和狀態(tài)機

2．1 ppp鏈路建立的概述

一次完整的ppp回話過程包括4個階段：鏈路建立階段、認證階段、網(wǎng)絡層控制協(xié)議階段和鏈路終止階段。本文討論和實現(xiàn)的是鏈路建立階段。

鏈路建立過程如下：請求建立鏈接的一端用i。cp配置信息包(configure packets)建立連接。對端收到配置信息包以后，如果認為收到的配置請求及協(xié)商選項可以接受，將發(fā)送配置成功信息包(configure-ack packet)，當一個配置成功信息包被發(fā)送且被接收，就完成了鏈路建立。在lcp建立完成以后，如果收到lcp配置請求包(lcp configure-request)，鏈路將從網(wǎng)絡層協(xié)議階段或者認證階段返回到鏈路建立階段。

通常線路兩端要對如下的內(nèi)容進行協(xié)商，這些內(nèi)容包含在lcp配置請求包中：

(1)maximum-receive-unit(最大-接收-單元)

(2)authentication-protocol(鑒定-協(xié)議)

(3)quality-protocol(質(zhì)量-協(xié)議)

(4)magic-number

(5)protocol-field-compression(協(xié)議-域-壓縮)

(6)address-and-control-field-compression(地址-和-控制-域-壓縮)

2．2 有限狀態(tài)機模型

ppp協(xié)議的lcp層的連接及協(xié)商過程比較復雜，通常使用狀態(tài)機模型來解釋ppp狀態(tài)的詳細變遷情況。

狀態(tài)機是一種記錄下給定時刻狀態(tài)的設備，并根據(jù)輸入，對每個給定的改變，改變其狀態(tài)或引發(fā)一個動作。有限態(tài)自動機由事件、動作和狀態(tài)轉(zhuǎn)換定義，通過狀態(tài)機可以詳細解釋ppp協(xié)議中l(wèi)cp鏈路建立的狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。lcp操作的狀態(tài)機可以分為以下的要素： 狀態(tài) 狀態(tài)(當前狀態(tài)和下一狀態(tài))以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換，是狀態(tài)機的基本概念。他指明狀態(tài)機當前時刻在做什么，處于什么情況。在lcp的鏈路連接狀態(tài)機中，共有10種狀態(tài)：initial，starting，closed，stopped，closing，stopping，req-sent，ack-received，ack--sent，opened。

事件 自動機里的狀態(tài)轉(zhuǎn)換是由事件引起的。在鏈路連接協(xié)商時，本端從線路的對端發(fā)送過來的lcp包和自己的狀態(tài)，判斷將要發(fā)生的事件，并結(jié)合當前的狀態(tài)判斷系統(tǒng)的下一狀態(tài)。在i．cp的鏈路建立過程中，事件種類較多，大概可以分為以下幾類：

①網(wǎng)絡狀態(tài)事件，表明i．cp或者ncp的狀態(tài)變化，包括up，down，open，close。

②超時計時器事件，與超時計時器有關的事件，包括to+，to一。

③s／t數(shù)據(jù)包事件，包括rcr+，rcr一，rca，rcn，rtr。rta，ruc，rxj+，rxj一，rxr。

動作 自動機中的動作由事件引起，所以，每個事件都對應了相應的動作。例如，有些動作表明了不同類型的lcp包的傳輸和(或)restar timer的啟動和停止。

狀態(tài)跳轉(zhuǎn)表 在ppp的鏈路操作中，每個狀態(tài)，在經(jīng)過特定的事件后，會轉(zhuǎn)變成新的狀態(tài)，并有可能有相應的事件。這些關系比較復雜，可以用狀態(tài)跳轉(zhuǎn)表來表示。

3 軟件實現(xiàn)

3．1 軟件原理

ppp鏈路的建立、協(xié)商和握手的過程是需要建立連接的雙方來完成的。每一方根據(jù)對端發(fā)送的lcp包的類型，做出相