En las redes de computadoras , el protocolo punto a punto ( PPP ) es un protocolo de comunicación de capa de enlace de datos (capa 2) entre dos enrutadores directamente sin ningún host ni ninguna otra red intermedia. [1] Puede proporcionar detección de bucle, autenticación , cifrado de transmisión , [2] y compresión de datos .
PPP se utiliza en muchos tipos de redes físicas, incluido cable serial , línea telefónica , línea troncal , teléfono celular , enlaces de radio especializados, ISDN y enlaces de fibra óptica como SONET . Dado que los paquetes IP no se pueden transmitir a través de una línea de módem por sí solos sin algún protocolo de enlace de datos que pueda identificar dónde comienza y dónde termina la trama transmitida, los proveedores de servicios de Internet (ISP) han utilizado PPP para el acceso telefónico de los clientes a Internet .
PPP se utiliza en líneas de redes de acceso telefónico anteriores . [3] Los ISP utilizan con mayor frecuencia dos derivados de PPP, el protocolo punto a punto sobre Ethernet (PPPoE) y el protocolo punto a punto sobre ATM (PPPoA), para establecer un servicio de Internet de línea de abonado digital (DSL). conexión con los clientes.
PPP se utiliza muy comúnmente como protocolo de capa de enlace de datos para conexión a través de circuitos síncronos y asíncronos , donde ha reemplazado en gran medida al antiguo Protocolo de Internet de línea serie (SLIP) y a los estándares exigidos por las compañías telefónicas (como el Protocolo de acceso a enlace, equilibrado (LAPB). ) en el conjunto de protocolos X.25 ). El único requisito para PPP es que el circuito proporcionado sea dúplex . PPP fue diseñado para funcionar con numerosos protocolos de capa de red , incluido el Protocolo de Internet (IP), TRILL , Intercambio de paquetes de red de Novell (IPX), NBF , DECnet y AppleTalk . Al igual que SLIP, se trata de una conexión completa a Internet a través de líneas telefónicas mediante módem. Es más confiable que SLIP porque verifica dos veces para garantizar que los paquetes de Internet lleguen intactos. [4] Reenvía cualquier paquete dañado.
PPP fue diseñado algo después de las especificaciones HDLC originales . Las personas que habían diseñado PPP incluían muchas características adicionales que hasta ese momento sólo se habían visto en protocolos propietarios de enlace de datos. PPP se especifica en RFC 1661.
RFC 2516 describe el protocolo punto a punto sobre Ethernet (PPPoE) como un método para transmitir PPP a través de Ethernet que a veces se utiliza con DSL . RFC 2364 describe el protocolo punto a punto sobre ATM (PPPoA) como un método para transmitir PPP sobre la capa de adaptación ATM 5 ( AAL5 ), que también es una alternativa común al PPPoE utilizado con DSL.
PPP, PPPoE y PPPoA se utilizan ampliamente en líneas WAN .
PPP es un protocolo en capas que tiene tres componentes: [4]
LCP inicia y finaliza conexiones con elegancia, lo que permite a los hosts negociar opciones de conexión. Es parte integral del PPP y está definido en la misma especificación estándar. LCP proporciona configuración automática de las interfaces en cada extremo (como configuración del tamaño del datagrama , caracteres de escape y números mágicos) y para seleccionar autenticación opcional. El protocolo LCP se ejecuta sobre PPP (con el número de protocolo PPP 0xC021) y, por lo tanto, se debe establecer una conexión PPP básica antes de que LCP pueda configurarlo.
RFC 1994 describe el Protocolo de autenticación por desafío mutuo (CHAP), que se prefiere para establecer conexiones de acceso telefónico con ISP. Aunque está en desuso, el Protocolo de autenticación de contraseña (PAP) todavía se utiliza a veces.
Otra opción para la autenticación a través de PPP es el Protocolo de autenticación extensible (EAP) descrito en RFC 2284.
Una vez establecido el enlace, es posible que se realice una configuración de red adicional ( capa 3 ). Lo más común es que se utilice el Protocolo de control de protocolo de Internet (IPCP), aunque alguna vez fueron populares el Protocolo de control de intercambio de paquetes entre redes (IPXCP) y el Protocolo de control AppleTalk (ATCP). [5] [6] El protocolo de control de la versión 6 del protocolo de Internet (IPv6CP) verá un uso extendido en el futuro, cuando IPv6 reemplace a IPv4 como el protocolo de capa 3 dominante.
PPP permite que múltiples protocolos de capa de red operen en el mismo enlace de comunicación. Para cada protocolo de capa de red utilizado, se proporciona un protocolo de control de red ( NCP ) independiente para encapsular y negociar opciones para los múltiples protocolos de capa de red. Negocia información de la capa de red, por ejemplo, dirección de red u opciones de compresión, una vez establecida la conexión.
Por ejemplo, IP utiliza IPCP y el intercambio de paquetes entre redes (IPX) utiliza el protocolo de control IPX de Novell ( IPX/SPX ). Los NCP incluyen campos que contienen códigos estandarizados para indicar el tipo de protocolo de capa de red que encapsula la conexión PPP.
Los siguientes NCP se pueden utilizar con PPP:
PPP detecta enlaces en bucle utilizando una función que involucra números mágicos . Cuando el nodo envía mensajes PPP LCP, estos mensajes pueden incluir un número mágico. Si una línea forma un bucle, el nodo recibe un mensaje LCP con su propio número mágico, en lugar de recibir un mensaje con el número mágico del par.
La sección anterior presentó el uso de opciones LCP para cumplir con requisitos de conexión WAN específicos. El PPP puede incluir las siguientes opciones de LCP:
Los fotogramas PPP son variantes de los fotogramas HDLC :
Si ambos pares aceptan la compresión del campo Dirección y del campo Control durante LCP, esos campos se omiten. Del mismo modo, si ambos pares aceptan la compresión del campo Protocolo, entonces se puede omitir el byte 0x00.
El campo Protocolo indica el tipo de paquete de carga útil: 0xC021 para LCP , 0x80xy para varios NCP, 0x0021 para IP, 0x0029 AppleTalk, 0x002B para IPX , 0x003D para Multilink, 0x003F para NetBIOS , 0x00FD para MPPC y MPPE , etc. [7] PPP es limitado y no puede contener datos generales de Capa 3 , a diferencia de EtherType .
El campo Información contiene la carga útil de PPP; tiene una longitud variable con un máximo negociado llamado Unidad Máxima de Transmisión . Por defecto, el máximo es 1500 octetos . Podría estar acolchado en la transmisión; Si la información de un protocolo particular se puede rellenar, ese protocolo debe permitir distinguir la información del relleno.
Las tramas PPP están encapsuladas en un protocolo de capa inferior que proporciona tramas y puede proporcionar otras funciones, como una suma de comprobación para detectar errores de transmisión. PPP en enlaces serie generalmente está encapsulado en una estructura similar a HDLC , descrita por IETF RFC 1662.
El campo Bandera está presente cuando se utiliza PPP con marcos similares a HDLC.
Los campos Dirección y Control siempre tienen el valor hexadecimal FF (para "todas las estaciones") y hexadecimal 03 (para "información sin numerar"), y pueden omitirse siempre que se negocie la compresión de campos de dirección y control (ACFC) de PPP LCP. .
El campo de secuencia de verificación de trama (FCS) se utiliza para determinar si una trama individual tiene un error. Contiene una suma de comprobación calculada sobre la trama para proporcionar protección básica contra errores en la transmisión. Este es un código CRC similar al que se usa para otros esquemas de protección contra errores de protocolo de capa dos, como el que se usa en Ethernet. Según RFC 1662, puede tener un tamaño de 16 bits (2 bytes) o 32 bits (4 bytes) (el valor predeterminado es 16 bits - Polinomio x 16 + x 12 + x 5 + 1).
El FCS se calcula sobre los campos Dirección, Control, Protocolo, Información y Relleno después de que se ha encapsulado el mensaje.
Multilink PPP (también conocido como MLPPP , MP , MPPP , MLP o Multilink) proporciona un método para distribuir el tráfico a través de múltiples conexiones PPP distintas. Está definido en RFC 1990. Puede usarse, por ejemplo, para conectar una computadora doméstica a un proveedor de servicios de Internet usando dos módems tradicionales de 56k, o para conectar una empresa a través de dos líneas arrendadas.
En una sola línea PPP, las tramas no pueden llegar desordenadas, pero esto es posible cuando las tramas se dividen entre múltiples conexiones PPP. Por lo tanto, Multilink PPP debe numerar los fragmentos para que puedan volver a colocarse en el orden correcto cuando lleguen.
Multilink PPP es un ejemplo de tecnología de agregación de enlaces . Cisco IOS versión 11.1 y posteriores admiten Multilink PPP.
Con PPP, no se pueden establecer varias conexiones PPP distintas y simultáneas a través de un único enlace.
Esto tampoco es posible con Multilink PPP. Multilink PPP utiliza números contiguos para todos los fragmentos de un paquete y, como consecuencia, no es posible suspender el envío de una secuencia de fragmentos de un paquete para enviar otro paquete. Esto evita ejecutar Multilink PPP varias veces en los mismos enlaces.
PPP multiclase es un tipo de PPP multienlace donde cada "clase" de tráfico utiliza un espacio de número de secuencia separado y un búfer de reensamblaje. PPP multiclase se define en RFC 2686
PPTP (Protocolo de túnel punto a punto) es una forma de PPP entre dos hosts a través de GRE mediante cifrado ( MPPE ) y compresión ( MPPC ).
Se pueden utilizar muchos protocolos para canalizar datos a través de redes IP. Algunos de ellos, como SSL , SSH o L2TP, crean interfaces de red virtuales y dan la impresión de conexiones físicas directas entre los puntos finales del túnel. En un host Linux , por ejemplo, estas interfaces se llamarían tun0 o ppp0 .
Como sólo hay dos puntos finales en un túnel, el túnel es una conexión punto a punto y PPP es una opción natural como protocolo de capa de enlace de datos entre las interfaces de red virtual. PPP puede asignar direcciones IP a estas interfaces virtuales, y estas direcciones IP se pueden usar, por ejemplo, para enrutar entre las redes en ambos lados del túnel.
IPsec en modo de túnel no crea interfaces físicas virtuales al final del túnel, ya que el túnel es manejado directamente por la pila TCP/IP. Se puede utilizar L2TP para proporcionar estas interfaces; esta técnica se denomina L2TP/IPsec. También en este caso PPP proporciona direcciones IP a los extremos del túnel.
PPP se define en RFC 1661 (Protocolo punto a punto, julio de 1994). RFC 1547 (Requisitos para un protocolo punto a punto estándar de Internet, diciembre de 1993) proporciona información histórica sobre la necesidad de PPP y su desarrollo. Se han escrito una serie de RFC relacionados para definir cómo funcionan con PPP una variedad de protocolos de control de red, incluidos TCP/IP , DECnet , AppleTalk , IPX ; se pueden encontrar en el sitio web de Datatracker IETF. [8]