پروتکل نقطه به نقطه روی اترنت (PPPoE) چیست؟

پروتکل نقطه به نقطه روی اترنت (PPPoE) یک پروتکل شبکه است که ارتباط بین نقاط پایانی شبکه را تسهیل می کند. PPPoE فریم‌های پروتکل نقطه به نقطه (PPP) را در داخل فریم‌های اترنت کپسوله کرده و همان مزایای PPP بعلاوه اتصال در سراسر شبکه‌های اترنت را ارائه می‌کند.

توسط PPPoE، ارائه‌دهندگان خدمات می‌توانند چندین سیستم مشتری را مدیریت نموده و آن‌ها را برای دسترسی به خدمات احراز هویت کرده و داده‌های مورد استفاده مشتری را ردیابی کنند. PPPoE همچنین از خدماتی مانند رمزگذاری و فشرده سازی داده ها نیز پشتیبانی می کند.

PPPoE برای چه مواردی استفاده می شود؟

PPPoE اغلب توسط ارائه دهندگان خدمات اینترنت (ISP) برای ارائه خدمات دسترسی اینترنت به مشتریان خود و معمولاً از طریق اتصالات باند پهن استفاده می شود. PPPoE به طور گسترده توسط ارائه دهندگان خدمات خط مشترک دیجیتال (DSL) پیاده سازی می شود.

ارائه دهندگانی که از PPPoE استفاده می کنند می توانند چندین میزبان را در یک شبکه محلی اترنت از طریق یک دستگاه مشترک مانند یک کابل یا مودم DSL به یک سایت راه دور متصل کنند. این پروتکل می تواند از اتصالات بی سیم به اینترنت نیز پشتیبانی کند.

UNET و شبکه های Redback و RouterWare ،PPPoE را برای رفع محدودیت‌های PPP و ارائه راه‌حلی برای سازمان‌هایی که برای پشتیبانی از محیط‌های چند میزبانه به تجهیزات مشترک مشتریان متکی هستند، توسعه دادند.

در فوریه ۱۹۹۹، انجمن اینترنت با انتشار Request for Comments 2516،  اطلاعاتی درباره PPPoE و نحوه ساخت جلسات PPP و کپسوله کردن بسته های PPP از طریق اترنت را بیان کرد که به رسمیت بخشیدن به PPPoE کمک شایانی نمود.

PPPoE چگونه کار می کند؟

اترنت و PPP پشتیبانی اختصاصی برای یکدیگر ایجاد نمی کنند، با این حال هر دو مزایای مهمی را برای پشتیبانی از محیط های شبکه چند میزبانه ارائه می دهند. PPPoE با تسهیل ارتباط نقطه به نقطه بین همتایان شبکه، خلا بین اترنت و PPP را پر می کند. یک محیط اترنت چند میزبانه می تواند از PPPoE برای ایجاد جلسات PPP به چندین مقصد از طریق یک یا چند مودم متصل استفاده کند.

مانند اترنت و PPP ،PPPoE در لایه دسترسی به شبکه در پروتکل TCP/IP و در لایه پیوند داده در مدل OSI عمل می کند. این پروتکل برای استفاده با فناوری‌های پهنای باند دسترسی از راه دور که توپولوژی اترنت متصل ارائه می‌دهد در نظر گرفته شده است.

با PPPoE، ارائه‌دهندگان خدمات می‌توانند از مزایای مقرون‌به‌صرفه اترنت استفاده کرده و همچنان انتزاع جلسه، کنترل دسترسی و عملکرد صورت‌حساب موجود PPP را حفظ کنند.

ارتباطات PPPoE در دو مرحله انجام می شود: کشف PPPoE و جلسه PPP.

در طول مرحله کشف PPPoE، سیستم کلاینت یک کانال ارتباطی با یک متمرکز کننده دسترسی (AC) ایجاد می کند (یک سرور PPPoE که اتصالات با مشتریان PPPoE را مذاکره و احراز هویت می کند). به عنوان مثال، یک ارائه دهنده خدمات ممکن است چندین AC برای ارائه خدمات دسترسی به اینترنت به مشتریان خود داشته باشد.

هنگامی که یک کلاینت سعی دارد جلسه ای را با یک AC آغاز کند، مشتری و AC وارد فرآیند کشف چهار مرحله ای می شوند که در آن انواع بسته های خاص رد و بدل خواهد شد:

1. کلاینت با ارسال یک بسته شروع کشف فعال (PADI) PPPoE  که شامل درخواست سرویس است، ارتباط را آغاز می کند.
2. هنگامی که یک AC این PADI را دریافت می کند، با ارسال یک بسته پیشنهاد کشف فعال PPPoE (PADO)  که حاوی نام خود و سایر جزئیات در مورد سرویس ارائه شده است، پاسخ می دهد.
3. در پاسخ به PADO، مشتری یک بسته درخواست کشف فعال PPPoE  (PADR) را به AC ارسال می کند تا سرویس را بپذیرد. اگر مشتری PADO را از چندین AC دریافت کند، یکی را بر اساس نام یا خدمات ارائه شده انتخاب می کند.
4. هنگامی کهAC ، PADR را دریافت می کند، یک بسته تایید نشست فعال PPPoE  (PADS) ارسال می کند که اتصال را تأیید و یک شناسه نشست ارائه می دهد که در طول ارتباط استفاده می شود.

پس از تکمیل مرحله کشف و برقراری ارتباط، مشتری و AC به مرحله نشست PPP می روند. در طول مرحله نشست، ارتباطات نقطه به نقطه بین مشتری و AC درست مانند هر کپسوله سازی PPP انجام می شود. بسته های اترنت خود به صورت تک مقصدی ارسال می شوند.

در هر نقطه از نشست، AC یا مشتری می توانند یک بسته خاتمه کشف فعال PPPoE  (PADT) را برای پایان دادن به نشست ارسال کنند. هنگامی که مشتری یا AC  این بسته را دریافت کند، دیگر هیچ ترافیک PPP در طول آن نشست مجاز نخواهد بود.

PPPoE چگونه پیکربندی می شود؟

برخی از ISP ها مودم های باند پهنی را به مشتریان خود عرضه می کنند که اتصالات PPPoE قبلاً در آن پیکربندی شده است. اما در برخی موارد، ممکن است مدیران نیاز داشته باشند اتصال را به صورت دستی تنظیم کنند. برای این کار، آنها باید نام کاربری PPPoE، رمز عبور و اندازه حداکثر واحد انتقال (MTU) را بدانند. ISP باید نام کاربری و رمز عبور را به مشتری اعلام کند، اما مدیران، مسئول تعیین اندازه MTU هستند.

شبکه ها باید با اندازه صحیح MTU پیکربندی شوند تا بتوانند به درستی کار کنند. این اندازه در هشت بیت مشخص می شود (بایت های هشت بیتی) و حداکثر اندازه بسته یا فریم که می تواند در شبکه ارسال شود را تعیین می کند. TCP هنگام انتقال بسته ها بین دستگاه های متصل به اینترنت از MTU استفاده می کند.

در صورتی که اندازه MTU بسیار بزرگ در نظر گرفته شود و بسته با مسیریابی روبرو شود که نتواند اندازه بسته را مدیریت کند ممکن است منجر به ارسال بسته مجدد شود. اگر اندازه MTU بسیار کوچک در نظر گرفته شود می تواند منجر به سربار هدر بیشتر و تعداد بیشتر تأییدیه های ارسالی و دریافتی شود.

اندازه MTU توصیه شده برای یک رابط شبکه متصل به یک شبکه PPPoE معمولا حداکثر ۱۴۹۲ است.

همچنین ممکن است در برخی مواقع کاربران نیاز داشته باشند اتصالات PPPoE را مستقیماً از رایانه خود پیکربندی کنند، مانند زمانی که یک مودم متصل برای اتصال PPPoE گذرگاه تنظیم شده است. در این حالت، کاربران باید به صورت دستی اتصالات PPPoE را پیکربندی کنند.

خوشبختانه، سیستم عامل های اصلی، مانند macOS، لینوکس و ویندوز، از PPPoE پشتیبانی می کنند، بنابراین راه اندازی اتصال نسبتاً ساده است.

با این حال، کاربران به اطلاعات حساب PPPoE (نام سرویس، نام کاربری و رمز عبور) نیاز دارند که آن هم معمولاً توسط ISP ارائه می شود. هنگامی که کاربران اتصالات خود را راه اندازی کردند، دیگر کار خاصی با آن ندارند مگر اینکه بخواهند سیستم های خود را ارتقا دهند یا عملیاتی انجام دهند که بر اتصال تأثیر می گذارد.

PPPoE یا DHCP

پروتکل پیکربندی میزبان پویا (DHCP) معمولا با PPPoE مقایسه می شود و یا با همان مفهوم بکار می رود. DHCP یک پروتکل ارتباطی است که در لایه برنامه TCP/IP اجرا می شود و به مدیران شبکه اجازه می دهد تا به طور متمرکز، تخصیص آدرس های IP را در سراسر شبکه مدیریت و اتوماتیک کنند.

همچنین به آن‌ها اجازه می‌دهد آدرس‌های IP را از یک نقطه مرکزی نظارت و توزیع کرده و هنگامی که رایانه‌ها به مکان‌های دیگر شبکه متصل می‌شوند به‌طور خودکار آدرس‌های IP جدید را ارسال کنند.

DHCP آدرس‌های IP منحصربه‌فردی را به دستگاه‌های شبکه اختصاص می‌دهد تا بتوان بسته‌های داده را به دستگاه های قبلی و بعدی ارسال کرد.

معماری DHCP معمولاً از کلاینت‌های DHCP، سرورهای DHCP و عوامل رله DHCP تشکیل شده است. بدون DHCP، مدیران شبکه باید به صورت دستی آدرس‌های IP را هنگام افزودن یا انتقال دستگاه‌ها از یک زیرشبکه به شبکه دیگر پیکربندی کنند (یا راه‌حل دیگری بیندیشند).

برخلاف DHCP ،PPPoE ترافیک شبکه را براساس دسترسی معتبر مدیریت می کند. پس از ایجاد یک نشست، آدرس های IP را می توان به دستگاه های مشتری اختصاص داد. PPPoE همچنین دارای قابلیت های احراز هویت است که به ISP ها امکان کنترل و نظارت بر دسترسی را می دهد. با این حال، قبل از اتصال کاربران به اینترنت، PPPoE باید به درستی پیکربندی شود.

به طور کلی، PPPoE هدف بسیار متفاوتی از DHCP دارد. ارتباطات PPP احراز هویت شبکه اترنت را تسهیل می کند، در حالی که DHCP به صورت پویا آدرس های IP را بدون نیاز به احراز هویت تخصیص می دهد.