PPP程序基本流程.docx

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PPP程序基本流程

PPP程序基本流程图

PPPD程序用到的几个重要的结构体：

typedefstructfsm{

intunit;/*Interfaceunitnumber*/

intprotocol;/*DataLinkLayerProtocolfieldvalue*/

intstate;/*State*/

intflags;/*Containsoptionbits*/

u_charid;/*Currentid*/

u_charreqid;/*Currentrequestid*/

u_charseen_ack;/*HavereceivedvalidAck/Nak/RejtoReq*/

inttimeouttime;/*Timeouttimeinmilliseconds*/

intmaxconfreqtransmits;/*MaximumConfigure-Requesttransmissions*/

intretransmits;/*Numberofretransmissionsleft*/

intmaxtermtransmits;/*MaximumTerminate-Requesttransmissions*/

intnakloops;/*Numberofnakloopssincelastack*/

intrnakloops;/*Numberofnaksreceived*/

intmaxnakloops;/*Maximumnumberofnakloopstolerated*/

structfsm_callbacks*callbacks;/*Callbackroutines*/

char*term_reason;/*Reasonforclosingprotocol*/

intterm_reason_len;/*Lengthofterm_reason*/

}fsm;

typedefstructfsm_callbacks{

void（*resetci）/*ResetourConfigurationInformation*/

__P（（fsm*））;

int（*cilen）/*LengthofourConfigurationInformation*/

__P（（fsm*））;

void（*addci）/*AddourConfigurationInformation*/

__P（（fsm*,u_char*,int*））;

int（*ackci）/*ACKourConfigurationInformation*/

__P（（fsm*,u_char*,int））;

int（*nakci）/*NAKourConfigurationInformation*/

__P（（fsm*,u_char*,int,int））;

int（*rejci）/*RejectourConfigurationInformation*/

__P（（fsm*,u_char*,int））;

int（*reqci）/*Requestpeer'sConfigurationInformation*/

__P（（fsm*,u_char*,int*,int））;

void（*up）/*CalledwhenfsmreachesOPENEDstate*/

__P（（fsm*））;

void（*down）/*CalledwhenfsmleavesOPENEDstate*/

__P（（fsm*））;

void（*starting）/*Calledwhenwewantthelowerlayer*/

__P（（fsm*））;

void（*finished）/*Calledwhenwedon'twantthelowerlayer*/

__P（（fsm*））;

void（*protreject）/*CalledwhenProtocol-Rejectreceived*/

__P（（int））;

void（*retransmit）/*Retransmissionisnecessary*/

__P（（fsm*））;

int（*extcode）/*Calledwhenunknowncodereceived*/

__P（（fsm*,int,int,u_char*,int））;

char*proto_name;/*Stringnameforprotocol（formessages）*/

}fsm_callbacks;

typedefstruct{

char*name;/*nameoftheoption*/

enumopt_typetype;

void*addr;

char*description;

unsignedintflags;

void*addr2;

intupper_limit;

intlower_limit;

constchar*source;

shortintpriority;

shortintwinner;

}option_t;

structprotent{

u_shortprotocol;/*PPPprotocolnumber*/

/*Initializationprocedure*/

void（*init）__P（（intunit））;

/*Processareceivedpacket*/

void（*input）__P（（intunit,u_char*pkt,intlen））;

/*Processareceivedprotocol-reject*/

void（*protrej）__P（（intunit））;

/*Lowerlayerhascomeup*/

void（*lowerup）__P（（intunit））;

/*Lowerlayerhasgonedown*/

void（*lowerdown）__P（（intunit））;

/*Opentheprotocol*/

void（*open）__P（（intunit））;

/*Closetheprotocol*/

void（*close）__P（（intunit,char*reason））;

/*Printapacketinreadableform*/

int（*printpkt）__P（（u_char*pkt,intlen,

void（*printer）__P（（void*,char*,...））,

void*arg））;

/*Processareceiveddatapacket*/

void（*datainput）__P（（intunit,u_char*pkt,intlen））;

boolenabled_flag;/*0iffprotocolisdisabled*/

char*name;/*Textnameofprotocol*/

char*data_name;/*Textnameofcorrespondingdataprotocol*/

option_t*options;/*Listofcommand-lineoptions*/

/*Checkrequestedoptions,assigndefaults*/

void（*check_options）__P（（void））;

/*Configureinterfacefordemand-dial*/

int（*demand_conf）__P（（intunit））;

/*Saywhethertobringuplinkforthispkt*/

int（*active_pkt）__P（（u_char*pkt,intlen））;

};

structchannel{

/*setofoptionsforthischannel*/

option_t*options;

/*findandprocessaper-channeloptionsfile*/

void（*process_extra_options）__P（（void））;

/*checkalltheoptionsthathavebeengiven*/

void（*check_options）__P（（void））;

/*getthechannelreadytodoPPP,returnafiledescriptor*/

int（*connect）__P（（void））;

/*we'refinishedwiththechannel*/

void（*disconnect）__P（（void））;

/*putthechannelintoPPP`mode'*/

int（*establish_ppp）__P（（int））;

/*takethechanneloutofPPP`mode',restoreloopbackifdemand*/

void（*disestablish_ppp）__P（（int））;

/*setthetransmit-sidePPPparametersofthechannel*/

void（*send_config）__P（（int,u_int32_t,int,int））;

/*setthereceive-sidePPPparametersofthechannel*/

void（*recv_config）__P（（int,u_int32_t,int,int））;

/*cleanuponerrorornormalexit*/

void（*cleanup）__P（（void））;

/*closethedevice,calledinchildrenafterfork*/

void（*close）__P（（void））;

};

PPP的状态转换图：

对程序流程的基本框架的说明

因为程序是利用protent结构指针指向当前所在协议层的方法来实现的因此，每一层都要经历几个阶段，直到本层达到OPENED状态时才可进入下一阶段来实现下一阶段的协议。

所以对每一层的协议都有相同的函数指针，只是函数指针指向的协议不同而已。

整个程序的主体实现是从主函数的LCP_OPEN（）开始的，在这个函数里，调用了有限状态机FSM_OPEN（）,而在FSM_OPEN（）中，callback指针指向了starting，于是就到了LCP_STARTING（）函数来实现一个OPEN事件从而使得PPP状态准备从DEAD到ESTABLISHED的转变。

接下来，回到主函数，下面一步是调用START_LINK（），在此函数中会把一个串口设备作为PPP的接口，并把状态转变为ESTABLISHED，然后调用lcp_lowerup（）来告诉上层底层已经UP，lcp_lowerup（）中调用FSM_LOWERUP（）来发送一个configure-request请求，再把当前状态设置为REQSENT状态，至此，第一个LCP协商的报文已经发送出去。

while（phase!

=PHASE_DEAD）{

handle_events（）;

get_input（）;

if（kill_link）

lcp_close（0,"Userrequest"）;

if（asked_to_quit）{

bundle_terminating=1;

if（phase==PHASE_MASTER）

mp_bundle_terminated（）;

}

if（open_ccp_flag）{

if（phase==PHASE_NETWORK||phase==PHASE_RUNNING）{

ccp_fsm[0].flags=OPT_RESTART;/*clearsOPT_SILENT*/

（*ccp_protent.open）（0）;

}

}

}

接下来的流程实现主要就是在这个while循环中实现了。

之前说过了我们已经发送了第一个配置协商报文，所以handle_events（）主要就是做等待接收数据包的时间处理了，在handle_events（）里主要调用了两个函数一个是wait_input（），他的任务是等待并判断是否超时。

还有一个是calltimeout（）他主要是做超时的处理。

当等待并未超时而且有数据包过来，则调用整个PPPD中最重要的函数get_input（）函数。

他主要接收过来的数据包并做出相应的动作。

接下来就get_input（）函数进行详细的说明。

首先对包进行判断，丢弃所有不在LCP阶段和没有OPENED状态的包，然后protop指针指向当前协议的input函数。

于是就进入了LCP_INPUT（），同理LCP_INPUT（）调用了FSM_INPUT（）对收到的包进行代码域的判断，判断收到的是什么包。

假设比较顺利，我们收到的是CONFACK的包，于是调用fsm_rconack（）函数，在此函数中根据当前自身的状态来决定下一步的状态如何改变，这里我们假设也很顺利，已经发送完了configure-ack,因此我们把FSM当前状态变成了OPENED状态，并把callback指针指向UP.所以我们马上就调用LCP_UP（）在那里我们又调用了LINK_ESTABLISHED（）函数来进入认证的协商，或者如果没有认证则直接进入网络层协议。

当然这里我们还是要认证的所有在LINK_ESTABLISHED（）里我们选择是利用何种认证方式是PAP,还是EAP，还是CHAP.假设我们这里采用CHAP而且是选择CHAPWITHPEER，意思是等待对端先发送CHALLENGE挑战报文。

于是我们又调用了chap_with_peer（）函数，并等待接收挑战报文。

于是从新又来到handle_events（）等待接收。

再利用get_input（）来接收包，在get_input（）里这次调用chap_input（），再调用FSM_INPUT（），在那里我们再对包的代码域进行判断，这次判断出是CHAP_CHALLENGE包，则我们要调用chap_respons（）函数来回应对端，继续等待对方的报文，再次利用CHAP_INPUT（），FSM_INPUT（）来判断，如果是SUCCESS，则调用handle_status（），在这个函数里调用success_chap_with_peer函数（），从而进入网络层阶段，调用network_phase（）函数。

网络层的互动是从start_networks（）开始的，如果在网络层阶段同时有CCP协议（压缩控制协议）则进行压缩控制协议的协商，然后再进入正式的IPCP的协商，而IPCP的协商主要也是通过protop指针指向IPCP_OPEN（）开始的。

而IPCP_OPEN（）则是调用了FSM_OPEN（），在这里，首先发送一个configure-request包，然后和之前一样等待接收。

经过几个交互后最后调用NP_UP（）完成网络层的协商，至此PPP链路可以承载网络层的数据包了。

选项的协商

以LCP为例，它使用了lcp_options结构，并定义了该结构的四个变量lcp_wantoptions，lcp_gotoptions，lcp_allowoptions，lcp_hisoptions，分别用来表示我们想要请求的选项，对方ack的选项，我们允许对方请求的选项，我们ack对方的选项。

lcp_options结构中每个域的含义见附录。

pppd根据lcp_wantoptions生成发送的选项请求，根据lcp_allowoptions决定接受还是拒绝接收到的选项请求。

pppd在lcp_init函数中对lcp_wantoptions和lcp_allowoptions进行赋值。

在状态机的发送函数中，在当前状态不为REQSENT，ACKRCVD，ACKSENT的情况下，调用状态机的reset函数把lcp_wantoptions赋值给lcp_gotoptions来组装选项。

选项的组装是靠状态机的回调函数指针addci完成的，对于LCP就是lcp_addci，组装好选项后发送数据是通过调用fsm_sdata实现的。