Das Point to Point Protocol

Hintergrund

Das Point to Point Protocol wurde urspünglich dazu entwickelt, um IP-Datenverkehr über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu ermöglichen.

PPP-Komponenten

PPP bietet eine Methode zur Übertragung von Datagrammen über serielle Punkt-zu-Punkt-Verbiundungen. PPP unfaßt drei Hauptkomponenten:

Kapselung von Datagrammen über serielle Verbindungen. Hierzu wird das High Level Data-Link Control-Protokoll (HDLC) verwendet.
Erweiterbares Link Control Protocol (LCP) um Datenverbindung aufzubauen , zu konfigurieren und zu testen.
Mehrere Network Control Protocols (NCP), um diverse Protokolle der Vermittlungsschicht zu etablieren und zu konfigurieren - PPP wurde dazu entwickelt, die gleichzeitige Nutzung mehrerer Protokolle der Vermittlungsschicht zu ermöglichen.

Das Verfahren

Um die Kommunikationüber eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung aufzubauen, sendet das Ursprungs-PPP zuerst LCP-Frames, um die Datenverbindung zu konfigurieren und zu testen. Nachdem die Verbindung aufgebaut und optionale Einrichtungen entsprechend den Anforderungen der LCP ausgehandelt wurden, sendet das Ursprungs-PPP NCP-Frames, mit denen ein oder mehrere Protokolle der Vermittlungsschicht ausgewählt und konfiguriert werden. Wenn jedes der ausgewählten Protokolle der Vermittlungsschicht konfiguriert ist, können Pakete von jedem Vermittlungsschicht-Protokoll über die Verbindung gesendet werden. Die Verbindung bleibt solange erhalten, bis sie von LCP- oder NCP-Frames explizit geschlossen wird, oder wenn ein externes Ereignis dies veranlaß (z.B. wenn ein Timer abgelaufen ist oder ein Benutzer eingreift).

Anforderungen an die physikalische Schicht

Einziges Muß für PPP ist eine Duplex-Verbindung: Eine dediziert oder geswitchte. Diese kann entweder im asynchronen oder synchronen bit-seriellen Modus betrieben werden und ist für die PPP-Frames der Verbindungsschicht transparent. PPP gibt keine Beschränkung der Übertragungsrate vor.

PPP-Verbindungsschicht

Ein PPP Frame stellt sich wie folgt dar:

Flag - Ein einzelnes Byte, das Anfang und Ende des Frame kennzeichnet. Dieses Feld ent hält die Bit-Folge 01111110.
Adresse - Ein einzelnes Byte mit der Bit-Folge 11111111, die die Standard-Broadcast-Adresse darstellt. PPP weist keine individuellen Stations-Adressen zu.
Steuer-Bit - Ein einzelnes Byte mit der Bit-Folge 00000011, das zur Übertragung von Benutzerdaten in einem Frame außerhalb der Reihenfolge auffordert. Es wird ein verbindungsloser Link-Service angeboten, der dem der Logical Link Control (LLC) Type 1 entspricht.
Protokoll - Zwei Byte, die das im Daten-Feld des Frame gekapselte Protokoll bezeichnen. Die aktuellen Werte für das Protokollfeld sind in den neuesten Assigned Numbers Request for Comments (RFC) definiert.
Daten - Kein oder mehrere Byte, die das Datagramm für das im Protokollfeld spezifizierte Protokoll enthalten. Das Ende des Datenfeldes wird ermittelt über das End-Flag plus 2 Byte für das FCS-Feld. Die standard-
mäßige maximale Länge des Datenfeldes beträgt 1500 Byte. Aufgrund früherer Verein-
barungen kann bei zustimmenden PPP-Implementationen die maximale Länge dieses Felds von diesem Wert abweichen.
Frame-Prüfsequenz (FCS) - Normalerweise 16 Bit (2 Byte). Aufgrund früherer Vereinbarung kann bei zustimmenden PPP-Implementationen ein 32 Bit (4 Byte) langes FCS-Feld für genauere Fehlererkennung ver-
wendet werden.

Das LCP kann Modifikationen an der Standardstruktur des PPP-Frame aushandeln. Modifizierte Frames sind jedoch von Standard-Frames eindeutig zu unterscheiden.

PPP-Verbindungssteuerungs-Protokoll

Das Verbindungssteuerungs-Protokoll (Link-Control Protolcol - LCP) des PPP stellt eine Methode für die Etablierung, Konfigurierung, Verwaltung und Beendigung einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung zur Verfügung. LCP durchläuft vier einzelne Phasen:

In der ersten Phase erfolgt der Verbindungsaufbau, und die Konfiguration wird ausgehandelt. Bevor irgendwelche Datagramme der Vermittlungsschicht (z.B. IP) ausgetauscht werden können, muß LCP die Verbindung erüffnet und Konfigurationsparameter ausgehandelt haben. Diese Phase ist beendet, wenn sowohl ein Frame gesendet als auch einer empfangen wurde, der die Konfigurationsbestöätigung enthält.
Dann wird die Verbindungsqualität ermittelt. Diese Phase ist optional. In dieser Phase wird die Verbindung getestet, um festzustellen, ob die Qualität dafür ausreicht, daß die Protokolle der Vermittlungsschicht gestartet werden können. LCP kann die Übertragung von Protokoll-Informationen der Vermittlungsschicht so lange hinauszögern. bis diese Phase beendet ist.
Zu diesem Zeitpunkt erfolgt die Konfigurationaushandlung des Vermittlungsschicht-Protokolls. Nachdem LCP die Phase der Qualitätsprüfung beendet hat, können die Vermittlungsschicht-Protokolle vom entsprechenden NCP einzeln konfiguriert werden und jederzeit gestartet oder beendet werden. Wenn LCP die Verbindung beendet, informiert es die Protokolle der Vermittlungsschicht, damit diese entsprechende Schritte einleiten.
Zuletzt erfolgt die Verbindungsbeendigung. LCP kann die Verbindung jederzeit beenden. Eine Verbindung wird im allgemeinen auf Anforderungen eines Benutzers beendet, kann aber auch aufgrund eines physischen Ereignisses beendet werden, z.B. wenn das Trägersignal verloren geht oder ein Timer abläuft.

Es gibt drei Klassen von LCP-Frames. Verbindungsaufbau-Frames dienen dazu, eine Verbindung aufzubauen und zu konfigurieren. Verbindungsbeendigungs-Frames dienen dazu, eine Verbindung zu beenden, während Verbindungsverwaltungs-Frames eine Verbindung verwalten und debuggen.

Diese Frames werden für die Durchführung der einzelnen LCP-Phasen benötigt.

Glossar

Datagramme:

Logische Gruppierung von Informationen, die als Einheit der Netzwerkschicht über ein Übertragungsmedium geschickt wird. ohne dass zuvor eine virtuelle Leitung eingerichtet wird.

Quelle: Handbuch Netzwerktechnologien