基于linux内核模式的pppoe优化与实现

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1、万方数据第18卷V01．18第7期No．7电子设计工程ElectronicDesignEngineering2010年7月Jul．2010基于Linux内核模式的PPPoE优化与实现张南平．徐永(武汉理工大学计算机学院，湖北武汉430071)摘要：PPPoE是一种数据链路层通信协议．在Linux下大部分PPPoE拨号都实现于用户空间。而提出了将PPPoE的实现于内核，即把PPP层的封包解包实现于内核。这样就可以大大降低了内核空间数据与用户空间数据的切换开销。另外为了减低路由模块设计者的任务，还提出了以物理接口来代替传统的虚拟PPP接口。即所有的数据传输直接

2、经过物理网卡。该系统设计已在Linux2．6．18内核版本上完全测试通过。关键词：网络；PPPOE；Linux内核；封包中圈分类号：7rP312文献标识码：A文章编号：1674--6236(2010)07-0155-03ImplementandoptimizationofkernelmodePPPoEbasedonLinuxZHANGNan—ping，XUYong(SchoolofComputerScienceandThechnology，WuhanUnivers酊ofThechnology，Wuhan430071，China)Abstract：PPPoE

3、alsocalledTunnelNetworkprotoc01．UnderLinux．themainimplementationmodeofPPPOEisbasedonuser-space．711lispapergavePPPoEimplementationunderLinuxkernelmode。thatistosay。theencasulatafionanddeeapsulationofPPPlayerwasimplementedinthekernelpackage．andthismethodcandecreasethecostofthecontext

4、betweentheuserspaceandkernelspace．AndthisschematicdesignabandonedthemethodoftransmittinginformationbythevirtualinterfacecalledPPP．ItwilltransmitallinformationbythephysicalinterfaceinsteadofPPP，toreducedevelopers’tasks．AlltheimplementationhavepassedthetestontheLinux2．6．18．Keywords：

5、network；PPPoE；Linuxkernel；encapsulationPPPoE(Point．to．PointProtocoloverEthernet)是将PPP协议封装在以太网帧上进行传输。它的通信过程分为探测(Discovery)和PPP会话(Session)2个阶段。PPPoEDiscovery阶段主要是客户机确定AC(AccessConcentrator)以及客户机与AC协商SessionID。而PPPoESession用于完成数据包的接收与发送，同时它也用于完成PPP链路的协商(LCP)，以及网络层的控制协商(IPCP)等【l】。传统的P

6、PPoE先会用Rawsocket读取数据．然后采用用户态程序对其封包解包。然后再发送给内核。但是这种方法会引起大量的内核空间与用户空间的上下文切换，从而带来不必要的开销。而对于实现于内核态的PPPoE，它会把所有的封包以及解包实现于内核，这样就大大提高PPPoE的效率。1PPPoE协议概述1．1PPPoEDiscovery阶段在PPPoEDiscovery阶段．客户机首先广播一个PADI(Ox09)帧【ll。收到PADI帧的一个或多个服务器会发送PA．DO(0x07)帧。这个包中包含了服务器的各种标识。然后，客户机会选择其中一个服务器发送PADR(0x19

7、)，表明主机选择了这个服务器。最终。收到PADR(0)【65)帧的服务器会为新的收稿日期：2010-旬1—10稿件编号：201001031会话分配资源并向客户机发送PADS(Ox65)。当此阶段完成，这两次的对话完成了SESSION_ID以及双方物理地址．为后续数据会话打好基础。同时PPP协议还提供了一个PADT请求，该请求用于结柬这次PPPoE会话。这个请求可以由任何一方发出，同时代表这次回话的结束．图l描述整个dis．eovery过程。1．2PPPoESession阶段客户机1．一I服务器AD图lPPPoE通信过程PPPoEDiscovery阶段是为整

8、个PPPoE会话获取双方物理地址以及Session—ID，这个Se