文档介绍：Linux PPP 数据收发流程
PPP(Point-to-Point)提供了一种标准的方法在点对点的连接上传输多种协议数据包,它最常见的用途可能是传统的拨号上网了(据说现在的宽带接入也有采用PPPOE方式的)。在Linux Mobile Phone上,网络应用程序使用PPP作为与GSM模组之间的通信协议,最近遇到了一点关于PPP的麻烦,所以花了点时间去研究它。
PPP协议肯定不是最复杂的网络协议,不过pppd、chat、tty、p、chap、pap、eap、ecp、ipcp和很多其它概念搅在一起之后,谁都会被搞得晕头转向。我关心的其实是PPP协议中各个实体之间的协作关系,而不是协议的状态转换或者服务的配置,由于没有找到这方面的资料,只好去读RFC,内核、pppd和一些网络工具的代码。
PPP协议提供两个实体之间的数据链路连接的建立、维持和释放,负责流量和差错控制等等功能,所以它应该是属于数据链路层协议的。
PPP协议之下是以太网和串口等物理层,之上是IP协议等网络层。这里,对于下层,我们只讨论串口的情况,对于上层,我们只讨论TCP/IP的情况。发送时,TCP/IP数据包经过PPP打包之后经过串口发送。接收时,从串口上来的数据经PPP解包之后上报给TCP/IP协议层。
网络协议是分层实现的,上层一般只需要知道其直接下层,只有在极少数据情况才使用间接下层的接口。比如,彩信、浏览器和邮件等应用程序使用socket接口编程,它们只需要知道TCP/IP协议,而无需要知道PPP协议的存在。这种分层设计简化了协议的实现和应用程序的开发。
问题来了:PPP协议不只是提供了简单的数据链路层功能,它还提供了诸如鉴权(如PAP/CHAP),数据压缩/解压(如CCP)和数据加密/解密(如ECP)等扩展功能。应用程序要求使用透明化,不关心这些扩展功能的存在,而反过来,PPP协议处理模块本身又无法处理这些策略性的东西,因为它不知道用户名/密码,不知道是否要进行压缩,不知道是否要进行加密。
怎么办?如何在对应用程序透明的情况下使用扩展功能呢?上帝说,这个问题必须解决!于是pppd就出现了。pppd是一个后台服务进程(daemon),是一个用户空间的进程,所以把策略性的内容从内核的PPP协议处理模块移到pppd中是很自然的事了。pppd实现了所有鉴权、压缩/解压和加密/解密等扩展功能的控制协议。
pppd只是一个普通的用户进程,它如何扩展PPP协议呢?这就是pppd与内核中的PPP协议处理模块之间约定了,它们之间采用了最传统的内核空间与用户空间之间通信方式:设备文件。
设备文件名是/dev/ppp。通过read系统调用,pppd可以读取PPP协议处理模块的数据包,当然,PPP协议处理模块只会把应该由pppd处理的数据包发给pppd。通过write系统调用,pppd可以把要发送的数据包传递给PPP协议处理模块。通过ioctrl系统调用,pppd可以设置PPP协议的参数,可以建立/关闭连接。
在pppd里,每种协议实现都在独立的C文件中,它们通常要实现protent接口,该接口主要用于处理数据包,和fsm_callbacks接口,该接口主要用于状态机的状态切换。: get_input统一处理的,然后根据协议类型分发到具体的协议实现上。而