이더넷을 통한 점대점 프로토콜

Point-to-Point Protocol over Ethernet
"PPPoE"는 여기로 리디렉션됩니다.PoE와 혼동하지 않기.
PPPoE 및 TCP/IP 프로토콜 스택
어플 FTP SMTP HTTP ... DNS ...
운송 TCP UDP
인터넷 IP IPv6
네트워크 접속 PPP
PPPoE
이더넷

PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet)는 이더넷 프레임 내부에 PPP(Point-to-Point Protocol) 프레임을 캡슐화하기 위한 네트워크 프로토콜입니다.1999년 DSL의 붐과 함께 ISP의 IP 네트워크에 대한 DSL 연결을 통해 패킷을 터널링하는 솔루션으로 등장했습니다.2005년 네트워킹 북에서는 "대부분의 DSL 프로바이더는 인증, 암호화 및 압축을 제공하는 PPPoE를 사용합니다."[1]라고 언급했습니다.PPPoE의 일반적인 사용은 주로 PAP 프로토콜을 통해 그리고 CHAP를 통해 사용자를 인증하기 위해 PPP 기능을 활용하는 것입니다.[2]2000년경 PPPoE는 또한 USB였던 이전 방식을 대체하는 이더넷 LAN을 통해 컴퓨터나 라우터에 연결된 모뎀과 대화하는 대체 방식이 되기 시작했습니다.라우터를 이더넷을 통해 모뎀에 연결하는 이 사용 사례는 오늘날에도 매우 일반적입니다.

PPPoE는 DSL 모뎀과 IP 라우팅 기능을 모두 처리하는 통합 주거용 게이트웨이 장치에서 구현될 수도 있고, 단순 DSL 모뎀의 경우(라우팅 지원 없이) 별도의 이더넷 전용 라우터에서 PPPoE를 처리할 수도 있고, 심지어 사용자의 컴퓨터에서 직접 처리할 수도 있습니다.(PPPoE에 대한 지원은 Windows [3]XP[4], Linux에서 Mac OS X에 이르는 대부분의 운영 체제에 있습니다.)[5] 최근에는 일부[when?] GPON 기반(DSL 기반 대신) 주거용 게이트웨이에서도 PPPoE를 사용하고 있지만 GPON 표준에서 PPPoE의 상태는 미미한 편입니다.

PPPoE는 UUNET, Redback Networks (현 Ericson), RouterWare (현 Wind River Systems)에 의해 개발되었으며 정보적인 RFC 2516으로 이용 가능합니다.

DSL 세계에서, PPPoE는 일반적으로 ATM (또는 DSL) 위에서 기본 전송으로 실행되는 것으로 이해되었지만, PPPoE 프로토콜 자체에는 그러한 제한이 없습니다.다른 사용 시나리오는 다른 기본 전송을 접미사로 사용하여 구분하기도 합니다.예를 들어, 전송이 이더넷 자체인 경우, 메트로 이더넷 네트워크의 경우와 같이 PPPoEoE입니다. (이 표기법에서 PPPoE의 원래 사용은 PPPoEoA로 표기되지만, 다른 캡슐화 프로토콜인 PPPoA와 혼동되어서는 안됩니다.)

일부 서적에서는 PPPoE를 "계층 2.5" 프로토콜로 설명하고 있는데,[2][7] 이는 이더넷 인프라를 공유하는 다양한 IP 흐름을 구별하는 데 사용될 수 있기 때문입니다. 비록 PPPoE 헤더를 기반으로 라우팅 결정을 내리는 PPPoE 스위치의 부재는 그러한 점에서 적용 가능성을 제한합니다.[7]

원론적 근거

1998년 말, DSL 서비스 모델은 가격을 가계 수준으로 낮추는 대규모에 아직 도달하지 못했습니다.ADSL 기술은 10년 전에 제안되었습니다.[8]잠재적인 장비 공급업체와 통신사 모두 케이블 모뎀이나 DSL과 같은 광대역통신이 결국 전화 접속 서비스를 대체할 것이라는 것을 인식하고 있었지만, 하드웨어(고객 구내와 LEC 모두)는 상당한 낮은 수량의 비용 장벽에 직면했습니다.DSL의 낮은 수량 배치에 대한 초기 추정치는 DSL 모뎀의 경우 $300–$500 범위의 비용과 통신사의 300/월 접속료를 보여 주었는데,[citation needed] 이는 가정 사용자가 지불하는 비용을 훨씬 넘어서는 것이었습니다.따라서 초기의 초점은 ~1.5 메가비트 T1 회선(월 800~1500달러 당시)이 경제적이지는 않지만 전화 접속이나 ISDN이 제공할 수 있는 것 이상의 것이 필요한 중소기업 및 가정용 고객에게 맞추어져 있었습니다.이들 고객이 충분히 길을 닦는다면, 가정용 전화 접속 사용자가 관심을 가질 만한 곳으로 가격을 낮출 수 있을 것입니다.

다른사용프로파일

문제는 소기업 고객이 가정용 전화 접속 사용자와 다른 사용 프로필을 가지고 있다는 것이었습니다.

  • 랜 전체를 인터넷에 연결하는 것;
  • 접속의 먼쪽에서 접속 가능한 로컬 LAN 상에서 서비스 제공
  • 회사 VPN, 범용 ISP 등 여러 외부 데이터 소스에 동시 접속
  • 근무일 내내 또는 24시간 내내 지속적으로 사용.

이러한 요구사항은 전화 접속 프로세스의 연결 설정 지연이나 일대일 ISP 모델, 심지어 NAT과 전화 접속이 제공하는 다대일(multi-to-one)에도 적용되지 않았습니다.새 모델이 필요했습니다.

PPPoE는 주로 다음과 같이 사용됩니다.

  • PPPoE 사용 모뎀 라우터(레지던스 게이트웨이)가 DSL 서비스에 연결되는 PPPoE 사용 인터넷 DSL 서비스.여기서 ISP와 모뎀-라우터는 모두 PPPoE를 말할 필요가 있습니다. (이 경우, PPPoE-over-DSL 측면은 때때로 'PPPoE over ATM'에 대해 PPPoEoA라고도 불립니다.)
  • 또는 PPPoE 사용 DSL 모뎀이 이더넷 케이블을 사용하여 PPPoE 사용 이더넷 전용 라우터에 연결된 경우.

출시 기간: 단순한 것이 더 좋습니다.

이러한 요구를 충족시키기 위해 완전히 새로운 프로토콜을 만들 때의 한 가지 문제는 시간이었습니다.이 장비는 서비스와 마찬가지로 즉시 사용할 수 있었고 완전히 새로운 프로토콜 스택(당시 마이크로소프트는 광섬유 기반 atm-cells-to-desktop을 표방하고 있었고 [9]L2TP도 생산되고 있었지만 거의 완성되지는 않았습니다)을 구현하는 데 시간이 너무 오래 걸려 기회의 창이 사라질 수도 있었습니다.완벽한 솔루션을 신속하게 제공하기 위해 구현 및 표준화를 단순화하기 위해 몇 가지 결정을 내렸습니다.

기존 소프트웨어 스택 재사용

PPPoE는 광범위한 이더넷 인프라와 유비쿼터스 PPP를 결합하여 벤더들이 기존 소프트웨어를 재사용하고 가까운 시일 내에 제품을 공급할 수 있기를 희망했습니다.기본적으로 당시의 모든 운영 체제는 PPP 스택을 가지고 있었고, PPPoE의 설계는 라인 인코딩 단계에서 단순한 심(shim)이 PPP에서 PPPoE로 변환되도록 했습니다.[citation needed]

하드웨어 요구사항 간소화

경쟁사의 WAN 기술(T1, ISDN)은 고객 구내에 라우터가 필요했습니다.PPPoE는 다른 이더넷 프레임 타입을 사용하였는데, 이는 DSL 하드웨어가 단순히 브리지 역할을 할 수 있게 하여 일부 프레임은 WAN에 전달하고 나머지 프레임은 무시하게 했습니다.이러한 브리지의 구현은 라우터보다 몇 배나 더 간단합니다.

정보성 RFC

RFC 2516은 같은 이유로 (표준 트랙이 아닌) 정보적인 RFC로 처음 출시되었습니다: 표준 트랙 RFC의 채택 기간이 엄청나게 길었습니다.

성공.

PPPoE는 처음에는 인터넷에 대한 개별적인 독립적인 연결을 갖춘 소형 LAN을 제공하도록 설계되었지만 프로토콜 자체가 마침내 도착했을 때 가정용 시장에 영향을 주지 않을 정도로 충분히 가벼워졌습니다.두 번째 문제에 대한 성공 여부가 논의될 수 있지만(패킷당 8바이트가 너무 많다고 불평하는 사람들도 있습니다), PPPoE는 분명히 서비스 가격을 가정 사용자가 지불할 수 있는 수준으로 낮추는데 충분한 용량을 확보하는 데 성공했습니다.

현대적인 사용 사례

2000년 즈음 PPPoE 프로토콜은 (i) DSL 모뎀을 컴퓨터나 라우터에 연결하는 데 사용되었으며 USB를 사용하는 이전의 방법을 대체하거나 (ii) PPP+PPoE 트리오 프로토콜 헤더를 사용하여 라우터를 네트워크 노드, 프로토콜 변환기에 연결하는 데 사용되었습니다.ISP에 속하거나 ISP의 IP 네트워크에 접속한 후 인터넷에 접속하는 도매 장거리 통신사에 속한 다소 더 먼 상류.

이른바 'PPPoEoE'(물리적 이더넷 LAN을 통한 PPPoE 프로토콜 트리오)를 포함하는 첫 번째 사용 사례인 라우터 대 모뎀 연결은 PPP가 사용되는 경우 모뎀을 라우터에 연결하는 데 오늘날에도 여전히 매우 많이 사용되고 있습니다.

PPPoE 프로토콜 트리오가 더 크거나 더 낮은 깊이로 상류에 도달하는 하나 이상의 인터넷 액세스 링크를 통해 사용되는 두 번째 사용 사례는 합의에 따라 여전히 역사적인 이유로 사용됩니다.그러나 PPP는 터널링 프로토콜로서 일부 ISP들에게 여전히 인기가 있기 때문에, ISP가 도매 액세스 통신사/재판매사를 사용하거나 PPP의 기능이 필요하기 때문에, 또는 둘 다 필요합니다.

앞서 언급한 바와 같이, 이상하게도 이더넷 MAC 헤더는 실제로 이더넷 프로토콜이 사용되지 않을 때에도, 물리적으로 이더넷 네트워크에 존재하지 않을 때에도 PPPoE 헤더와 함께 사용되는 경우가 있습니다.이는 불필요한 헤더 오버헤드를 추가하는 것 외에는 아무런 도움이 되지 않는 것으로 보입니다. 이른바 bloat.예를 들어, 물리적 이더넷이 없고 ATM만 있었던 PPPoEoA의 경우, 불필요한 헤더 오버헤드의 이더넷 MAC 계층이 추가되었을 뿐만 아니라 추가적인 이더넷 적응 계층도 추가되어 ATM 위에 이더넷을 맞추게 되었습니다.

두 번째 사용 사례에서, 이러한 추가 프로토콜 헤더는 심각한 부피를 증가시켜 적은 양만큼 성능을 저하시킵니다.

두 번째 사용 사례에서, PPP+PPPoE+Ethernet MAC의 사용은 업스트림의 가변 거리까지 확장됩니다.모뎀을 포함하는 ADSL 또는 VDSL2/FTTC의 구리 트위스트 페어와 더 이상 사용하지 않는 '퍼스트 마일'로 제한될 수도 있고, 로그인을 처리할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있지만 일종의 프로토콜 변환기가 될 수도 있는 BRAS '광대역 원격 액세스 서버' 또는 '액세스 컨센트레이터'로 더 확장되는 업스트림으로 사용될 수도 있습니다.일례로, PPPoE는 ISP의 IP POP('존재 지점')로 터널링되는 L2TP 터널링 프로토콜로 변환되는 홀세일 캐리어에 의해 운영되는 그러한 노드로 상류로 확장되고 종료됩니다.

스테이지들

PPPoE는 두 단계로 구분됩니다.

PPPoE 탐색

전통적인 PPP 연결은 직렬 링크를 통해 또는 전화 접속 중에 이미 설정된 ATM 가상 회로를 통해 두 엔드 포인트 사이에 설정되므로, 유선으로 전송되는 모든 PPP 프레임은 반드시 다른 엔드에 도달합니다.그러나 이더넷 네트워크는 네트워크의 각 노드가 다른 모든 노드에 액세스할 수 있는 다중 액세스입니다.이더넷 프레임은 대상 노드의 하드웨어 주소(MAC 주소)를 포함합니다.이렇게 하면 프레임이 원하는 대상에 도달하는 데 도움이 됩니다.

따라서 이더넷을 통해 연결을 설정하기 위해 PPP 제어 패킷을 교환하기 전에, 두 엔드 포인트의 MAC 주소를 서로 알아야 합니다. 그러면 두 엔드 포인트가 이러한 제어 패킷에서 인코딩될 수 있습니다.PPPoE Discovery 단계에서는 바로 이 작업을 수행합니다.또한 추가 패킷 교환에 사용할 수 있는 세션 ID를 설정하는 데 도움이 됩니다.

PPP 세션

피어의 MAC 주소를 알고 세션이 설정되면 세션 단계가 시작됩니다.

PPPoE 탐색(PPoE)

전통적인 PPP는 피어투피어 프로토콜이지만 여러 호스트가 단일 물리적 연결을 통해 서비스 공급자에 연결할 수 있기 때문에 PPPoE는 본질적으로 클라이언트-서버 관계입니다.

검색 프로세스는 클라이언트 역할을 하는 호스트 컴퓨터와 인터넷 서비스 공급자의 액세스 집중 장치가 서버 역할을 하는 4단계로 구성됩니다.그들의 개요는 아래와 같습니다.다섯 번째이자 마지막 단계는 기존 세션을 닫는 방법입니다.

클라이언트에서 서버로:시작(PADI)

PADI는 PPPoE Active Discovery Initiation의 약자입니다.[10]

사용자가 DSL을 사용하여 인터넷에 "전화 걸기"를 원하는 경우 컴퓨터는 먼저 사용자의 인터넷 서비스 공급자의 존재 지점(POP)에서 DSL-AC(액세스 집중 장치)를 찾아야 합니다.이더넷을 통한 통신은 MAC 주소를 통해서만 가능합니다.컴퓨터가 DSL-AC의 MAC 주소를 모르기 때문에 이더넷 브로드캐스트(MAC:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff:ff)를 통해 PADI 패킷을 전송합니다.이 PADI 패킷은 전송하는 컴퓨터의 MAC 주소를 포함합니다.

PADI 패킷의 예:

프레임 1 (44 바이트 온 와이어, 캡처된 44 바이트) 이더넷 II, Src: 00:50:da:42:d7:df, Dst: ff:ff:ff PPP-over-Ethernet Discovery 버전: 1 Type 1 PADI (코드 활성 검색 개시) 세션 ID: 0000 페이로드 길이: 24 PPPoE 태그: 서비스-이름 태그: 호스트-유니크 이진 데이터: (16 바이트)

Src.(= source)는 PADI를 전송하는 컴퓨터의 MAC 주소를 보유합니다.
Dst.(=destination)는 이더넷 브로드캐스트 주소입니다.
PADI 패킷은 둘 이상의 DSL-AC에서 수신할 수 있습니다."Service-Name" 태그를 제공할 수 있는 DSL-AC 장비만 응답해야 합니다.

서버 대 클라이언트: 오퍼(PADO)

PADO는 PPPoE Active Discovery Offer의 약자입니다.[10]

사용자의 컴퓨터가 PADI 패킷을 전송하면 DSL-AC는 PADI에 제공된 MAC 주소를 사용하여 PADO 패킷으로 응답합니다.PADO 패킷에는 DSL-AC의 MAC 주소, 이름(예: Leix11-erx for T-Com DSL-AC in Leipze) 및 서비스 이름이 포함됩니다.둘 이상의 POP의 DSL-AC가 PADO 패킷으로 응답하는 경우, 사용자의 컴퓨터는 제공된 이름 또는 서비스를 사용하여 특정 POP에 대한 DSL-AC를 선택합니다.

PADO 패킷의 예는 다음과 같습니다.

프레임 2 (60 바이트 온 와이어, 캡처된 60 바이트) 이더넷 II, Src: 00:0e:40:7b:f3:8a, Dst: 00:50:da:42:d7:df PPP-over-Ethernet Discovery 버전: 1 Type 1 PADO(코드 활성 검색 오퍼) 세션 ID: 0000 페이로드 길이: 36 PPPoE 태그: AC-Name 문자열 데이터: IpzbrOOl 태그: 호스트-유니크 이진 데이터: (16바이트)

AC-Name -> 문자열 데이터는 AC 이름을 보유합니다. 이 경우 "Ipzbr001"(라이프치히의 Arcor DSL-AC)
Src.는 DSL-AC의 MAC 주소를 보유합니다.
DSL-AC의 MAC 주소에도 DSL-AC의 제조업체가 표시됩니다(이 경우 Nortel Networks).

클라이언트 대 서버: 요청(PADR)

PADR은 PPPoE 활성 검색 요청을 의미합니다.[10]

PADR 패킷은 DSL-AC로부터 허용 가능한 PADO 패킷을 받은 후 사용자의 컴퓨터가 DSL-AC로 전송합니다.그것은 PADO 패킷을 발행하는 DSL-AC에 의해 이루어지는 PPPoE 연결의 제안을 수락하는 것을 확인합니다.

서버 대 클라이언트: 세션 확인(PADS)

PADS는 PPPoE Active Discovery Session-confirmation의 약자입니다.[10]

상기 PADR 패킷은 DSL-AC에 의해 PADS 패킷으로 확인되고, 이와 함께 Session ID가 부여됩니다.해당 POP에 대한 DSL-AC와의 연결이 이제 완전히 설정되었습니다.

엔드 투 타 엔드: 터미네이션(PADT

PADT는 PPPoE Active Discovery Termination의 약자입니다.[10]이 패킷은 POP에 대한 연결을 종료합니다.사용자의 컴퓨터 또는 DSL-AC에서 전송될 수 있습니다.

프로토콜 오버헤드

PPPoE는 PC 또는 라우터를 이더넷 링크를 통해 모뎀에 연결하는 데 사용되며, ADSL 프로토콜 스택을 통한 PPPoE over ATM(PPoEoA)의 전화선 상의 DSL을 통한 인터넷 액세스에서도 사용할 수 있습니다.PPPoE over ATM은 PPPoA(RFC 2364)와 비교할 때 일반적인 DSL 전송 방법 중 가장 높은 오버헤드를 가집니다.[11][12][13][14]

DSL과 함께 사용 – PPPoE over ATM(PPoEoA)

(i) 경우에 따라 PPPoEoA의 추가 오버헤드를 완전히 상쇄하는 ATM 셀 패딩의 흡수 효과, (ii) 전체 53 바이트 ATM 셀이 필요할 수 있는 PPPoEoA + AAL5 오버헤드, 그리고 (iii) 경우에 따라 PPPoEoA에 의해 DSL 링크에 추가되는 오버헤드의 양은 패킷 크기에 따라 달라집니다.IP 패킷의 e, 최대 길이('MRU')에 가까운 패킷에 추가된 PPPoE 오버헤드는 IP 단편화를 야기할 수 있으며, 이는 결과적인 두 IP 단편 모두에 대해 처음 두 가지 고려 사항을 포함합니다.[15]그러나 현재로서는 ATM 및 IP 단편화를 무시하지만 PPP + PPPoEoA 선택으로 인한 ATM 페이로드의 프로토콜 헤더 오버헤드는 44바이트 = 2바이트 (PPP의 경우) + 6 (PPPoE의 경우) + 18 (이더넷 MAC, 변수) + 10 (RFC 2684 LLC, 변수) + 8 (AAL5 CPCS)만큼 높을 수 있습니다.이 오버헤드는 PPPoEoA에 대해 RFC 2684에 설명된 LLC 헤더 옵션을 사용할 때 얻는 것입니다.[13][14]

이를 훨씬 더 헤더 효율적인 프로토콜인 ATM+DSL을 통한 PPP + PPPoA RFC 2364 VC-MUX와 비교해 보십시오. ATM 페이로드 내에 단지 10바이트 오버헤드가 있습니다.(단순히 10바이트 = PPP의 경우 2바이트 + RFC 2364 + 8의 경우 0(AAL5 CPCS).)

이 44바이트 AAL5 페이로드 오버헤드는 두 가지 방법으로 줄일 수 있습니다: (i) 위의 18바이트를 14바이트로 줄이는 4바이트 이더넷 MAC FCS를 폐기하는 RFC 2684 옵션을 선택함으로써 그리고 (ii) RFC 2684 VC-MUX 옵션을 사용함으로써,LLC 대안의 10 바이트 오버헤드에 비해 오버헤드 기여도는 2 바이트에 불과합니다.이러한 오버헤드 감소는 가치 있는 효율성 개선이 될 수 있음이 밝혀졌습니다.LLC 대신 VC-MUX를 사용하면 ATM 페이로드 오버헤드가 32바이트(이더넷 FCS 미포함) 또는 36바이트(FCS 미포함)입니다.[11][13]

ATM AAL5는 AAL5 페이로드 패킷을 구성하는 ATM 셀 실행의 마지막 셀('오른쪽 정당화')의 맨 끝에 8바이트 길이의 'CPCS' 트레일러가 항상 있어야 합니다.LLC의 경우, 이더넷 MAC FCS가 있는 경우 총 ATM 페이로드 오버헤드는 2 + 6 + 18 + 10 + 8 = 44바이트이고, FCS가 없는 경우 2 + 6 + 14 + 10 + 8 = 40바이트입니다.보다 효율적인 VC-MUX의 경우 ATM 페이로드 오버헤드는 2 + 6 + 18 + 2 + 8 = 36바이트(FCS 포함) 또는 2 + 6 + 14 + 2 + 8 = 32바이트(FCS 없음)입니다.

그러나 전송되는 ATM 페이로드 데이터의 총 양이라는 측면에서 진정한 오버헤드는 단순히 고정된 추가 값이 아니라 0바이트 또는 48바이트(앞에서 언급한 시나리오(iii)를 제외하고 IP 단편화)일 수 있습니다.ATM 셀은 페이로드 용량이 48바이트로 고정된 길이이며, 헤더 추가로 인해 AAL5 페이로드를 더 많이 추가하면 초과분이 포함된 전체 ATM 셀을 하나 더 전송해야 할 수 있기 때문입니다.마지막 하나 또는 두 개의 ATM 셀에는 각 셀의 페이로드 길이가 48바이트임을 보장하기 위해 필요한 패딩 바이트가 포함되어 있습니다.[11][13]

예:PPPoEoA 및 RFC2684-LLC와 함께 AAL5/ATM을 통해 전송되는 1500바이트 IP 패킷의 경우, 현재로서는 최종 셀 패딩을 무시하고 1500 + 2 + 6 + 18 + 10 + 8 (AAL5 CPCS 트레일러) = 이더넷 FCS가 있는 경우 1544바이트로 시작하거나, 그렇지 않은 경우 2 + 6 + 14 + 10 + 8 = FCS가 없는 40바이트로 시작합니다.ATM을 통해 1544바이트를 전송하려면 33개의 48바이트 ATM 셀이 필요한데, 셀당 32개의 셀 × 48바이트의 가용 페이로드 용량 = 1536바이트로는 충분하지 않기 때문입니다.이것을 1500 + 2 (PPP) + 0 (PPPoA: RFC 2364 VC-MUX) + 8 (CPCS 트레일러) = 1510 바이트가 32 셀에 맞는 PPP + PPPoA의 경우와 비교합니다.따라서 1500바이트 IP 패킷에 대해 PPPoEoA와 RFC2684-LLC를 선택하는 실제 비용은 IP 패킷당 하나의 추가 ATM 셀로 33:32의 비율입니다.[11][12][13]따라서 1500 바이트 패킷의 경우 LLC를 사용하는 PPPoEoA는 PPPoA 또는 최적의 PPPoEoA 헤더 옵션 선택보다 ~3.125% 느립니다.

일부 패킷 길이의 경우, PPPoA와 비교하여 PPPoEoA를 선택하는 것으로 인한 실제 추가 유효 DSL 오버헤드는 해당 특정 패킷 길이에서 추가 ATM 셀이 필요할 정도로 충분하지 않으면 0이 됩니다.예를 들어, RFC2684-LLC 플러스 FCS를 사용하여 PPP + PPPoEoA로 전송된 1492 바이트 길이의 패킷은 정확히 1492 + 44 = 1536 바이트 = 32 셀의 총 ATM 페이로드를 제공하며, 이 특수한 경우의 오버헤드는 헤더 효율적인 PPPoA 프로토콜을 사용하는 경우보다 크지 않습니다.1492 + 2 + 0 + 8 = 1502 바이트 ATM 페이로드 = 32 셀이 필요합니다.패킷 길이가 1492인 경우는 더 긴 패킷이 허용되지 않는 한 RFC2684-LLC로 PPPoEoA의 최적 효율을 비율로 나타냅니다.

RFC2684 VC-MUX 헤더 옵션과 함께 PPPoEoA를 사용하는 것이 LLC 옵션보다 항상 훨씬 효율적입니다. 왜냐하면 앞에서 언급한 바와 같이 ATM 오버헤드가 32바이트 또는 36바이트에 불과하기 때문입니다. 따라서 VC-MUX를 사용하는 PPP + PPPoEoA의 모든 오버헤드를 포함하는 1500바이트 길이의 패킷은 다음과 같습니다.FCS가 있는 경우 총 1500 + 36 = 1536 바이트 ATM 페이로드 = 32개의 ATM 셀이 정확하게 존재하므로 전체 ATM 셀이 절약됩니다.

짧은 패킷의 경우 헤더 오버헤드가 길수록 추가 ATM 셀이 생성될 가능성이 커집니다.최악의 경우는 10바이트 헤더 오버헤드에 비해 44바이트 헤더 오버헤드로 인해 2개가 아닌 3개의 ATM 셀을 전송하는 것일 수 있습니다. 따라서 데이터 전송에 50% 더 많은 시간이 소요됩니다.예를 들어 IPv6을 통한 TCP ACK 패킷의 길이는 60바이트이며 PPPoEoA + LLC의 경우 오버헤드가 40 또는 44바이트이므로 48바이트 ATM 셀의 페이로드가 3개 필요합니다.그에 비해 오버헤드가 10바이트이므로 총 70바이트인 PPPoA는 2개의 셀에 들어맞습니다.따라서 PPPoA보다 PPPoE/LLC를 선택하는 데 드는 추가 비용은 50%의 추가 데이터를 전송합니다.PPPoEoA + VC-MUX는 괜찮을 것입니다. 32바이트 또는 36바이트 오버헤드로 우리의 IP 패킷은 여전히 2개의 셀에 들어맞습니다.

모든 경우에 ATM 기반 ADSL 인터넷 액세스를 위한 가장 효율적인 옵션은 PPPoA (RFC2364) VC-MUX를 선택하는 것입니다. 그러나 PPPoEoA가 필요한 경우 항상 이더넷 FCS가 없는 VC-MUX를 사용하는 것이 최선의 선택입니다. 32 바이트 = 2 바이트 (PPP의 경우) + 6 (PPPoE의 경우) + 14 (이더넷 MAC,FCS 없음) + 2 (RFC 2684 VC-MUX) + 8 (AAL5 CPCS 트레일러).

불행히도 일부 DSL 서비스는 PPPoE와 함께 낭비적인 LLC 헤더를 사용해야 하며 더 효율적인 VC-MUX 옵션을 허용하지 않습니다.그 경우, 1492의 최대 MTU를 적용하는 것과 같이 감소된 패킷 길이를 사용하면 LLC 헤더를 사용하더라도 긴 패킷으로 효율성을 되찾을 수 있으며, 그 경우 앞서 언급한 바와 같이 낭비적인 ATM 셀이 추가로 생성되지 않습니다.

이더넷의 오버헤드

이더넷 LAN에서 IP 단편화가 생성되지 않는 한 PPP + PPPoE에 대한 오버헤드는 고정된 2 + 6 = 8 바이트입니다.

MTU/MRU

PPPoE 사용 DSL 모뎀이 이더넷 링크를 통해 라우터(또는 PPPoE 사용 단일 PC)로 PPP + PPPoE 페이로드를 포함하는 이더넷 프레임을 전송하거나 수신할 때, PPP + PPPoE는 각 이더넷 프레임의 페이로드 내에 포함된 8바이트 = 2(PPP) + 6(PPPoE)의 추가 오버헤드를 제공합니다.이렇게 추가된 오버헤드는 표준 이더넷 네트워크에 적용되는 일반적인 1500바이트 이더넷 프레임 페이로드 길이 제한과는 달리, 1500 - 8 = 1492바이트의 감소된 최대 길이 제한(이른바 'MTU' 또는 'MRU')이 송수신되는 IP 패킷에 부과됨을 의미할 수 있습니다.일부 장치는 RFC 4638을 지원하며, 1508바이트 이더넷 페이로드와 함께 비표준 이더넷 프레임을 사용하기 위한 협상을 허용하며, 이를 통해 전체 1500바이트 PPPoE 페이로드를 허용합니다.이 기능은 IP 패킷을 받는 회사가 모든 ICMP 응답이 네트워크에서 나가는 것을 차단하도록 (잘못) 선택한 경우 많은 사용자에게 유리합니다.경로 MTU 검색이 올바르게 작동하지 않도록 하는 잘못된 관행이며 MTU가 1500바이트 미만인 경우 이러한 네트워크에 액세스하는 사용자에게 문제가 발생할 수 있습니다.

PPPoE-PPoA 변환 ADSL 모뎀

다음 다이어그램은 이더넷 연결 ADSL 모뎀이 PPPoE-PPoA 프로토콜 변환기 역할을 하고 서비스 제공자가 PPPoA 서비스를 제공하고 PPPoE를 이해하지 못하는 시나리오입니다.이 프로토콜 체인에는 PPPoEoA가 없습니다.이것은 이더넷에 의해 라우터에 연결된 별도의 ADSL 모뎀을 위한 최적의 프로토콜 효율적인 설계입니다.

이 대체 기술에서 PPPoE는 DSL 모뎀을 이더넷 전용 라우터(다시 또는 단일 호스트 PC)에 연결하는 수단일 뿐입니다.여기서는 ISP가 광대역 서비스를 제공하기 위해 사용하는 메커니즘과 관련이 없습니다.

Draytek Vigor 110, 120 및 130 모뎀은 이러한 방식으로 작동합니다.

인터넷으로 향하는 패킷을 전송할 때 PPPoE 사용 이더넷 라우터는 이더넷 프레임을 (또한 PPPoE 사용) DSL 모뎀으로 보냅니다.모뎀은 수신된 PPPoE 프레임 내에서 PPP 프레임을 추출하고, RFC 2364(PPPoA)에 따라 캡슐화하여 이후의 PPP 프레임을 DSLAM으로 전송함으로써 PPPoE를 PPPoA로 변환합니다.

DSL 인터넷 접속 아키텍처
PC 또는 게이트웨이 DSL모뎀 DSLAM 원격 액세스 서버 (ISP)
(IP) (IP)
이더넷 PPP PPP PPP PPP
PPPoE PPPoE PPPoA PPPoA L2TP L2TP
이더넷 이더넷 AAL5 AAL5 줏대 줏대 IP IP
현금 자동 입출금기 현금 자동 입출금기
DSL DSL

그림에서 볼 때, '백본'으로 표시된 영역은 오래된 네트워크의 ATM일 수도 있지만, 그 아키텍처는 서비스 프로바이더에 의존적입니다.좀 더 상세하고 서비스 공급자별 구체적인 도표에서 이 영역에 추가적인 테이블 셀이 있을 것입니다.

별난 것들

설정된 점 대 점 연결의 MTU는 표준 이더넷(일반적으로 1492 대 이더넷의 1500)보다 낮기 때문에, 잘못 구성된 방화벽에 의해 경로 MTU 검색이 실패할 경우 문제가 발생할 수 있습니다.공급자의 네트워크에서 MTU가 높아지는 것이 일반적이지만 일반적으로 해결 방법은 TCP MSS(Maximum Segment Size) "클램핑" 또는 "다시 쓰기"를 사용하는 것입니다. 그러면 액세스 집중 장치가 MSS를 다시 작성하여 TCP 피어가 더 작은 데이터그램을 전송하도록 보장합니다.TCP MSS 클램핑이 TCP에 대한 MTU 문제를 해결하더라도 ICMP 및 UDP와 같은 다른 프로토콜은 여전히 영향을 받을 수 있습니다.

RFC 4638은 기본 이더넷 계층이 점보 프레임을 사용할 수 있는 경우 PPPoE 장치가 1492보다 큰 MTU를 협상할 수 있도록 허용합니다.

일부 공급업체(예:[citation needed] Cisco[16] 및 Juniper)는 RFC 2684 및 SNAP encap을 사용하여 ATM 가상 회로를 통해 실행되는 PPPoE(PPPoE over ATM)와 구별하기 위해 PPPoE[oA]를 이더넷 또는 다른 IEEE 802 네트워크를 통해 직접 실행되는 PPPoE인 PPPoE(PPoE over ATM)와 구분합니다.PPPoE의 절연([citation needed]PPPoEoA는 SNAP을 사용하지 않는 Point-to-Point Protocol over ATM(PPPoA)과 동일하지 않음).

Cisco 문서에 따르면 "PPPoEoE는 PPPoE의 변종으로, 계층 2 전송 프로토콜이 ATM 대신 이더넷 또는 802.1q VLAN이 되었습니다.이 캡슐화 방법은 일반적으로 메트로 이더넷 또는 이더넷 DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer) 환경에서 사용됩니다.일반적인 배치 모델은 이 캡슐화 방법이 일반적으로 멀티 테넌트 빌딩이나 호텔에서 사용된다는 것입니다.이더넷을 가입자에게 제공함으로써 가용 대역폭이 훨씬 풍부해지고 추가 서비스 제공의 용이성이 향상됩니다."[16]

Draytek Vigor 120과 같은 DSL 모뎀을 찾을 수 있습니다. 여기서 PPPoE는 DSL 모뎀과 파트너 라우터 사이의 이더넷 링크에 국한되며 ISP는 PPPoE를 전혀 사용하지 않습니다(오히려 PPPoA).[17]

DSL 후 사용 및 이러한 맥락에서 몇 가지 대안 제시

PPPoE를 GPON과 함께 사용하는 특정 방법(OMCI를 통해 VLAN을 생성하는 것 포함)이 ZTE에 의해 특허를 받았습니다.[18]

보도에 따르면 PPPoE over GPON은 OpenFiber 공공 GPON 네트워크에서 Interode of Australia의 National Broadband Network, Orange of France,[19][20] 필리핀의 Globe Telecom[21] 및 이탈리아의 Aruba[22] FTTH와 같은 소매 서비스 제공업체에서 사용되고 있습니다.

RFC 6934, "PON 기반 광대역 네트워크에 대한 액세스 노드 제어 메커니즘의 적용 가능성" - PON에서 가입자 액세스를 인증하고 IP 주소를 관리하기 위한 액세스 노드 제어 프로토콜의 사용을 주장하며, Verizon 직원인 제 1 저자는 PPPoE를 G에 대한 허용 가능한 캡슐화로서 제외합니다.PON: "BPON 상의 프로토콜 캡슐화는 [RFC2684]에 정의된 AAL5(ATM Adaptation Layer 5)를 통한 다중 프로토콜 캡슐화를 기반으로 합니다.여기에는 PPP over Ethernet ([RFC2516]에 정의된 PPPoE) 또는 IP over Ethernet (IPoE)이 포함됩니다.GPON 상의 프로토콜 캡슐화는 항상 IPoE입니다."[23]

10G-PON (XG-PON) 표준 (G.987)은 G.984에서 전달된 OMCI 방법 외에도 ONU와 OLT의 802.1X 상호 인증을 제공합니다.[24] G.987은 또한 ONU를 넘어서는 다른 고객사 장비 인증을 지원합니다 (예: MDU에서). 그러나 이는 802.1X를 통해 처리되는 이더넷 포트로 제한됩니다.(이 시나리오에서 ONU는 EAP 캡슐화된 RADIUS 메시지를 스누핑하고 인증이 성공했는지 여부를 판단하는 것으로 가정됩니다.)[25]OMCI 표준에 명시된 PPPoE에 대한 일부 modicum 지원이 있지만 ONU가 캡슐화(및 기타 파라미터)를 기반으로 트래픽에 대한 VLAN 태그를 필터링 및 추가할 수 있다는 측면에서만 지원됩니다. 여기에는 ONU가 식별할 수 있어야 하는 프로토콜 중 PPPoE가 포함됩니다.[26]

10G-EPON과 관련된 광대역 포럼의 TR-200 "TR-101의 컨텍스트에서 EPON 사용"(2011)은 "OLT와 다중 가입자 ONU는 섹션 3.9.2/TR-101에 명시된 대로 PPPoE Intermediate Agent 기능을 수행할 수 있어야 합니다."[27]라고 말합니다.

1마일의 이더넷에 대한 책은 IP 세션을 위한 호스트를 구성하기 위해 PPPoE 대신 DHCP를 사용할 수 있음을 분명히 언급하고 있지만, 일부 캡슐화가 필요한 경우(VLAN 브리지가 이 기능을 수행할 수는 있지만) DHCP가 PPPoE를 완전히 대체하는 것은 아니며, 또한 DHCP는 (가입자)PPPoE가 없는 "완전한 해결책"을 위해서도 IEEE 802.1X가 필요함을 시사하는 인증 (이 책에서는 PPPoE를 호스트 설정을 위한 IPCP, 인증을 위한 PAP 또는 CHAP 등 캡슐화 이외의 PPP의 다른 기능에 활용하는 것을 상정하고 있습니다.)[28]

각 고객을 위한 별도의 터널을 만들기 위해 전력선 통신망과 같은 (비-DSL/ATM) 공유 매체 환경에서 PPPoE를 사용해야 하는 보안상의 이유가 있습니다.[29]

PPPoE는 FTTX를 포함한 WAN 회선에서 널리 사용됩니다.ISP에서 제공하는 많은 FTTx 거주 게이트웨이는 라우팅 기능을 통합하였습니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ James Boney (2005). Cisco IOS in a Nutshell. O'Reilly Media, Inc. p. 88. ISBN 978-0-596-55311-1.
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  25. ^ Dave Hood & Elmar Trojer (2012). Gigabit-capable Passive Optical Networks. John Wiley & Sons. p. 207 and 274–275. ISBN 978-1-118-15558-5.
  26. ^ Dave Hood & Elmar Trojer (2012). Gigabit-capable Passive Optical Networks. John Wiley & Sons. p. 261 and 271. ISBN 978-1-118-15558-5.
  27. ^ http://www.broadband-forum.org/technical/download/TR-200.pdf[bare URL PDF]
  28. ^ Michael Beck (2005). Ethernet in the First Mile : The IEEE 802.3ah EFM Standard. McGraw Hill Professional. p. 241. ISBN 978-0-07-146991-3.
  29. ^ Xavier Carcelle (2009). Power Line Communications in Practice. Artech House. p. 235. ISBN 978-1-59693-336-1.

외부 링크

  • IMT2000 3GPP - PPP Over Ethernet 송신 방법
  • RFC 3817 - PPP over Ethernet을 위한 L2TP 액티브 디스커버리 릴레이
  • RFC 4638 - PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet)에서 1492보다 큰 MTU/MRU (Maximum Transit Unit) 수용
  • RFC 4938 - 신용흐름과 링크메트릭을 위한 PPPoE 확장
  • 미국 특허 6891825 - 패킷 교환 네트워크에 다중 사용자 액세스를 제공하는 방법 및 시스템
  • IMT2000 3GPP - ATM/DSL을 이용한 데이터망 접속을 위한 U 인터페이스에서의 프로토콜, 2001년 8월 1.0호