基于PPPoE的带宽汇聚NAT设计与实现

发现阶段成功之后 ， 主机 便确定 了提供接 人服 务 的 Ａ ， 且 获取 了 Ａ 的 Ｍ Ｃ及 与 Ａ Ｃ并 Ｃ Ａ Ｃ进行 会 话 的 Ｉ 接 着就进 入会话 阶段 ， Ｄ， 在此阶段期 间， 主机将 与 Ａ Ｃ
进行 Ｐ Ｐ协 商 及 验 证 ， 商 包 括 两 个 部 分 的 内 容 ： Ｐ 协
计算机技术与发展
第２ ｌ卷
协议 。
２ 多帐号带宽汇聚 Ｎ ＡＴ设 计
２ １ 网络 Ｉ０ 接 口设计 ． ／
整个协 商／ 验证 的流程如图 ２ 所示 。
“ 网络 ＩＯ 模块 提供 了原始 以太 帧 的收发接 口， ／”
ＶＮＩ Ｃ
—
Ｐｏ （ 通 过接 收接 口来 获取 所 有 的帧 ， 它 的 ｒ ） ｃ 其
一
Ｐ ＡＤＩ Ｐ ＡＤＯ
寻 找 ＡＣ 响 筻ＰＣ
Ｐ ＡＤＲ Ｐ ＡＤＳ
请 求服 务 进 入会话
个新 的思路 。
图 １ Ｐ Ｐ Ｅ发 现 阶段 交 互 过 程 Ｐｏ
收稿 日期 ：０ ｌ Ｏ — ５ 修 回Ｅ期 ０ １ ０ － ７ ２１— ３ ２ ； ｔ ： １ — ６ ２ ２ 基金项 目： 广西 自然科学基金项 目（０ １ Ｂ ０ ３ ） 河池 学院引进人 ２ １ｊ ７ ０ ７ ； ｊ
子模块则使用发送接 口将 帧传送 到网络 上去。此模 块 中定 义了两个结构体 ：
图 ２ Ｐ Ｐ协 商验 证 模 型 Ｐ
ｔｐ ｄ ｆｓｒ ｃ Ｉ ｔ ｎ ｏ ｙ ｅ ｅ ｔｕ ｔ ｎ ｆ ｆ ｌ
— ．
如果 要协商某 个选项就发送 Ｃ ｎ ｇｒ— ｅｕｓ报 ｏｆ ｕｅ Ｒ ｑｅｔ ｉ
（ ｅａｔ ｅ ｔ ｆ ｏ ｕ ｒａｄＩｆｒ ｔ ｎＳｉｎｅＨｅｈ Ｕ ｉｅｓｙ ｉ ｏ ４ ３ ０ Ｃ ｉａ Ｄ ｐｒ ｎ ｍｐ ｔ ｎ ｏｍａ ｏ ｃｅｃ ， ｃｉ ｎｖｒｉ ，Ｙｚ ｕ５ ６０ ， ｈｎ ） ｍ ｏＣ ｅ ｎ ｉ ｔ ｈ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｘ ｓ ｎ Ｐ Ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｕ ｐ ｒ ｈａ ｅ ｕ ｅ ｓａ ｃ ｓ ｏ ａｌＥｔ ｅ ｔａ ｄ ｂ ｌ ｎ ａ ｉ ｓｒ ｃ ： ｅ ｅ ｉｔ ｇ Ｐ Ｐｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｓ ｐ ｏ ｔ ｔ ｔｔ ｓ ｒ ｃ ｅ ｓｔ ｌ ｈ ｍｅ ｎ ｉｌ ｇ ｅ ｓｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｙ．Ｂｕ ｅ Ｗ ｉ ｄ ｗｓｂ ｉ — ｎ Ｐ ｔｔ ｎ ｏ ｕ ｌ ｉ Ｐ－ ｈ ｔ Ｐ Ｅ ｒ ｔ ｃ ｎ ｙ ｓ ｐ ｏ ｔ ｉ ｇ ｅ ａ ｃ ｕ ｔ Ｓ ａ ｓ ｕ ｐ ｒ ｏ ｌ ｎ ｎ ｔ ｉ ｓ ｉ ｃ ｏ ｎ ｇ ｎ．Ａｌ ｏ ｈ ｔ ｅ ｃ ｎ ｕ ｒｌ ｇｓｏ ｌｉ ｏ ｐ ｏ ｏ ｏｌｏ ｌ ｕ ｐ ｒｓ ｓｎ ｌ ｃ ｏ ｎ ，Ｉ Ｐ ｌｏ ｓ ｐ ｔ ｎ ｙ ｏ ｅ ｏ ｈ ｓｂａ ｓ ａ ｃ ｕ ｔ ｏ ｉ ｏ ｌ ｈ ｔ ｕｇ ｏ ｓ ｍｅ ｏ ｎ ｍｕ ｔ－ ｈ ｐ ｅ ｂ ｏ ｄ ａ ｄ ａ ｃ ｕ ｔ ，ａ ｄ ｏ ｅ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍ ｏ ｒ ａ ｂ ｎ ｈ ｒｎ ｉ ｒ ａ ｂ ｎ ｃ ｏ ｎ ｓ ｎ ｐ ｎ ｈ ｙｓ ｅ ｆ ｒｂ ｏ ｄ ａ ｄ ｓ ａ ｇ，ｓ ａ ｅ ｎ ｙ ｏ ｅ ａ ｃ ｕ ｔ Ｓｂ ｄ ｄ ｈ ｉ ｈ ｒ ｓｏ ｌ ｎ ｃ ｏ ｎ ’ ａ ｗｉ ｔ ．Ｏｎ ｔ ｅ ｂ ｉ ｆＰ Ｐｏ ， ｅ ｎ ｈ ａ ｓ ｏ Ｐ Ｅ ｄ － ｓ ｓｇ ｅ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ｉ ｎ ｄ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｄ ａ ＮＡＴ ｓ ｓｅ ｔ ａ ａ ｅ ｂ ｏ ｇ ｔ ｂ ｄ ｄ ｈ ｏ ｌ ｐ ｅ ａ ｃ ｕ ｔ ｏ ｅ ｅ ．Ｅｘ ｒｍｅ ｔ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｙ ｔ ｍ ｈ ｃ ｎ ｂ ｒ ｕ ｈ ａ ｗｉ ｔ ｆ ｍｕ ｔ ｌ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｇ ｔ ｒ ｔ ｎ ｉ ｈ ｅ ｐ ｉ ｎ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｓ
｛
文 ， 方则根 据 自己的配置情况来 进行应答 ： 对 如果对收 到的每个选 项及 全部值都接受就返 回 Ｃ ｎ ｇｒ— Ｃ ｏｆ ｅ Ａ Ｋ； ｉ ｕ 如果 每个收到的选项都 是可认 知 的 ， 但某些 值不 可接 受， 就返 回 Ｃ ｎｉ ｒ— ａ ， ｏｆ ｕｅ Ｎ ｋ 并在 返 回的报 文 中将值 改 ｇ 为 自己能接受的 ； 如果选 项 中存 在不 可辨认 的或 不可 协商的 ， 就返 回 Ｃ ｎ ｇｒ— ｅ ｃ； ｏｆ ｅ Ｒ ｊ ｔ如果收到带有未知代 ｉ ｕ ｅ 码 的 Ｌ Ｐ包 时 ， 返 回 Ｐｏ ｃｌ Ｒ ｊｃ； ｃｏ Ｒ ｑ ｅｔ Ｃ 就 ｒ ｏｏ— ｅ ｔＥ ｈ － ｅｕ ｓ ｔ ｅ 与 Ｅ ｈ — ｅｌ 一般 情况下 用来 测试 链路 的对 端是 否 ｃｏ Ｒ ｐＹ 仍然存在 ， 收到 Ｅ ｈ － ｅｕｓ后得 以 Ｅ ｈ — ｅｌ 进行 ｃｏ Ｒ ｑ ｅｔ ｃｏ Ｒ ｐｙ
ｓ ｓｅ Ｃ ｃ ｉ ｖ ｈ ｅｉ ｔ ｎ ｅ ｔ ｒ ｅ ． ｙ ｔｍ ａ ａ ｈ ｅ ｅｔ ｎ ｎｅ ｄｄ ａｇ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ： Ｐ Ｅ； ｙ ｗｏ ｄ ＰＰ ｏ ＮＡＴ； ＴＣＰ ／ Ｉ ｂ ｄ ｄ ｇ ｒ ｇ ｔ ｎ Ｐ； ａ ｗｉ ｔ ａ ｇ ｅ ａｉ ｎ ｈ ｏ
Ｏ 引 言
应答 ；ｅ ｉａ — ｅｕｓ 为关闭一个连接 ， Ｔ ｒ ｎｔ Ｒ ｑ ｅｔ ｍ ｅ 收到后必返
ｉｔ ｕ ｂｒ／ ｎ Ｎ ｍ ｅ；／可用接 口的数量 ｃａ Ｉｔ ａ ｅ Ｍ Ｘ Ｉ Ｔ Ｒ Ａ Ｅ］／ ｈ ｒ ｎｆ ｍ ［ Ａ —Ｎ Ｅ Ｆ Ｃ ；／各接 口的 Ｎ
名字
ｃａ Ｉｔ ｓ ［ Ａ —Ｎ Ｅ Ｆ Ｃ ；／各 接 口的 ｈ ｒ ｎｔ ｃ Ｍ Ｘ ＩＴ Ｒ Ａ Ｅ］／ Ｏｅ 描述信息 ｝ ｔｎ ； Ｉ ｆｆ ｎｌ ｏ
ｔｐ ｄ ｆｓｍ ｃ Ｉ ｔ ｙ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｆ
— —
｛ ｉｔｎ ｅ ；／ＷｉＰ ａ ｎ Ｉｄｘ／ ｎ ｃｐ绑定的下层网卡序号
ｉｔ ｅｖ ｕＬｎ ／ ｎ Ｒ ｃＢ ｆｅ ；／接收缓存 区长度 Ｂ
ｉｔ ｅｄ ｕ ｅ ；／发送缓存 区长度 Ｂ ｎ Ｓｎ Ｂ ｆ ｎ ／ Ｌ ｉｔ ｅｖ ｉｅ ｕ；／接收超 时 ｍ ｎ Ｒ ｃＴｍ Ｏ ｔ ／ ｓ ｉｔ ｅｖ ｋ ｅ ；／接 收数据包 的最大长度 Ｂ ｎ Ｒ ｃＰ ｔ ｎ／ Ｌ
持 用户 单 帐号登 录 ， 即使登 录 多个 宽带 帐号 ， 开 启系 统的 宽带共 享功 能 ， 只能 共享 一 个 帐号 的带 宽 。为 解决 这 一 用户 再 也
问题 ， 使用 户能 够在 多帐号 的状 态 下实 现高速 数据 传输 ， Ｐ Ｐ Ｅ的基 础上 ， 计并 实现 了一个 可以 汇聚 多个 帐 号带 宽 的 在 Ｐｏ 设 Ｎ Ｔ系 统 。实 验结 果表 明 ， Ａ 运行该 系统 时 ， 用户 登 录 帐号 越 多 ， 路 带 宽 越 大 ， 现 了汇 聚多 帐 号 带宽 的功 能 ， 用 户 和 链 实 为 ＩＰ实现 高速 接入 提供 了另 外一 种途 径 。 Ｓ 关 键词 ：Ｐ ｏ Ｎ Ｔ Ｔ Ｗ Ｉ； 宽 汇聚 Ｐ ＰＥ；Ａ ；Ｃ Ｐ带 中图分 类号 ：ｉ９ Ｔｔ １ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６３ ６９ ２ １ ）０ ０ ９ —４ １７ — ２Ｘ（０ １１ —０ ５ ０
Ｐ ＰＥ是在 以太 网上传 播 Ｐ Ｐ帧 的技术 ， Ｐｏ Ｐ 该技 术
的实现需要经 过两 大 阶段 ， Ｐ Ｐ Ｅ发 现 阶段 和 Ｐ － 即 Ｐｏ Ｐ
转换 ） 技术 ， 是 当今使 用 最广 泛 的局 域 网宽带 接 人 都
技术… ， Ｗｉｄｗ 操 作 系统 中， 两 种技 术 都 已 内 在 ｎｏｓ 这 置 ， 缺点就是不能 同时登 陆多个 宽带 帐号来 汇 聚 网 但 络带宽 ， 这在需要一些 高速下 载或 上传 而又没 有 能力
回 Ｔｒ ｉ ｔ Ａ Ｋ， ｅｍｎ ｅ Ｃ 并释放 Ｐ Ｐ连接 占用 的资 源。 ａ— Ｐ Ｌ Ｐ主要协 商 三个 选 项 ： 大接 受 单元 、 证 协 Ｃ 最 认 议 、 术字 ， 魔 魔术字仅是 用来 检测链 路是 否存在 环路 ，
最大接受单元 （ 简称 Ｍ Ｕ 最重要 ， Ｒ ） 它规定 了 Ｐ Ｐ所能 Ｐ
升级现有带宽 的网络 系统 中是满 足不 了用户 需求 的 。 因此 ， 设计 并 且 实 现 了一 种 能 汇 集 多 个 帐 号 带 宽 的
Ｐ Ｅ会话 阶段 。在发现 阶段期 间 ， ｏ 主机在 以太 网 中 寻找并 选 择 一 个 Ａ Ａ ｃｓ Ｃ ｎｅｔ ｔ ， 问集 中 Ｃ（ ｃｅｓ ｏｃｎｒ ｏ 访 ａｒ
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｍ ｐｌｍ ｅ ａ ｉｎ ｆＢａ ｓｇ ｎｄ Ｉ ｅ ｎｔ ｔｏ ｏ ｎｄｗｉ ｈ Ａ ｇ ｒ ｇ ｔｏ ｄｔ ｇ ｅ ａ ｉｎ
ＮＡＴ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ Ｐｏ Ｓ ｓｅ Ｂａ ｅ ｎ ＰＰ Ｅ
Ｔ Ｇ Ｐ ｎ －ｉ， Ｉ ｉｒｎ Ｔ ＮＧ Ｆ ｎ — ｉｎ ＡＮ ｅ ｇ ｊ Ｌ —ｕ ， Ａ ｅ ｇ ｘａ ｅ Ｑ
｝ ｔ Ｉｆ ｎ；
在初始化 网络 ＩＯ前 ， 须先 知道 Ｗｉ ｃｐ已绑 ／ 必 ｎ ａ Ｐ
承载的最大数据长度 ， 一般为 １９ ４ ２字节 。对 于因特 网
接人 ， Ｃ Ｎ Ｐ实质就是从 Ａ Ｃ处获取公 网 Ｉ Ｐ及 Ｄ Ｓ服务 Ｎ 器 的 Ｉ 。在验证阶段 ， Ｐ 主机发送 用户名及 因特 网。
汤鹏杰 ， 李奇润 ， 唐凤仙
（ 河池 学院 计算机 与 信 息科 学 系 ， 西 宜州 ５６０ ） 广 ４３０
摘 要 ：Ｐ ｏ Ｐ ＰＥ技术使 得 已有 的 以太 网能方便 地实 现宽 带接 入 和计 费功能 ， Ｗｉ ｏ ｓ 作 系统 内置 的 Ｐ ＰＥ及 ＩＰ只支 但 ｎ ｗ操 ｄ Ｐｏ Ｓ
第２卷 第 １ １ Ｏ期 ２１ 年 １ ０１ ０月
计 算 机 技 术 与 发 展
ＣＯＭＰ ＵＴＥ Ｉ ＨＮＯＬ Ｒ ＥＣ ０ＧＹ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬ ０ＰＭＥＮＴ
Ｖｏ ． Ｎ ． ０ Ｊ２ｌ ｏ １ ０ｃ ． ２ ｔ ０１１
基 于 Ｐ Ｐ Ｅ的 带 宽 汇 聚 Ｎ Ｔ设 计 与 实现 Ｐｏ Ａ
器 ） 一旦找到 ， ， 就确定 了 Ａ Ｃ的物理地 址和会 话的 Ｉ Ｄ。 发现 阶段 的数据交互流程如 图 １ 所示 。
Ｐ Ａ
Ｎ Ｔ系统 ， 而使用户 既可 以达 到高速 下载或 上传 的 Ａ 从
目的 ， 又不用浪费更多 的时 间和精力 去 升级现 有 网络 硬件 系统以达 到扩 大 网络 带宽 的 目的 ， 时也 为 ＩＰ 同 Ｓ （ 网络服务提 供 商 ） 在为用 户 提供 网络 服 务时开 辟 了
才科研启动项 目（０ ０ Ｓ Ｎ ０ ） ２ １ Ｑ － ０ １ 作者简介 ： 汤鹏杰 （９ ３ ） 男 ， １８ 一 ， 河南郸城人 ， 硕士 ， 讲师 ， 主要研究方 向为计算机 网络 。
Ｌ Ｐ Ｎ Ｐ 至于验证 ， 中采 用 的是 通用 的 Ｐ Ｐ认证 Ｃ 、Ｃ ； 文 Ａ
・
９ ６・
无论是 Ｐ Ｐ Ｅ Ｐ ＰＯ ｅ ｔ ｒｅ， 于 以太 网 的 Ｐ ｏ （ Ｐ ｖｒＥｈ ｎｔ基 ｅ Ｐ Ｐ 还是 Ｎ Ｔ Ｎ ｔｏｋＡ ｄｅｓ ｒｎｌ ｉ ， Ｐ） Ａ （ ｅ ｒ ｄ ｒ ａｓ ｔ ｎ 网络地 址 ｗ ｓＴ ａｏ
１ Ｐ Ｐ Ｅ及 Ｎ Ｐ０ ＡＴ
１ １ Ｐ Ｐ Ｅ技术 ． Ｐ ｏ