Definition

Was ist PPPoE?

| Autor / Redakteur: tutanch / Andreas Donner

(© aga7ta - Fotolia)

Das Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE) ermöglicht es, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung über das Ethernet herzustellen. Über eine Discovery-Prozedur kann die Gegenstelle der PPP-Verbindung über das Ethernet ausfindig gemacht werden. PPPoE kommt häufig für die Interneteinwahl per DSL zum Einsatz.

Die Abkürzung PPPoE steht für Point-to-Point Protocol over Ethernet und bezeichnet ein Protokoll, das es ermöglicht, Punkt-zu-Punkt-Verbindungen über das Medium Ethernet herzustellen. Die Technologie basiert auf den beiden Standards PPP (Point-to-Point Protokoll) und Ethernet. Das Point-to-Point Protocol over Ethernet kommt häufig für die Interneteinwahl per DSL bei Internet Service Providern zum Einsatz.

Im Protokoll sind die beiden Phasen Discovery und PPP-Session definiert. Mit Hilfe der Discovery-Prozedur kann die MAC-Adresse eines Einwahlrechners des Internet Service Providers (PoP; Point of Presence) ausfindig gemacht werden. Zu Beginn der PPP Session findet die Aushandlung der Sitzungsparameter sowie gegebenenfalls die Authentifizierung des Einwählenden statt.

Über das Ethernet können mehrere Endgeräte parallele PPPoE-Verbindungen aufbauen. Wird ein Internetzugangsrouter verwendet, ist der Router in der Regel für den Aufbau der Verbindung verantwortlich. Die an den Router angeschlossenen Endgeräte kommen in diesem Fall nicht mit dem Point-to-Point Protocol over Ethernet in Berührung. Die PPP-Sessions lassen sich zu Abrechnungszwecken sehr gut überwachen. Die Details des Point-to-Point Protocol over Ethernet sind im RFC 2516 beschrieben.

PPPoE und die Einordnung in der Protokollhierarchie

Betrachtet man die Protokollhierarchie, liegt das Point-to-Point Protocol over Ethernet auf der Sicherungsschicht zwischen dem Point-to-Point Protokoll und dem Ethernet. PPPoE-Pakete sind im Payload-Feld des Ethernet-Frames enkapsuliert. Da es sich beim Ethernet um ein Medium für die Kommunikation mehrerer Endgeräte untereinander handelt, PPP aber eine Verbindung zwischen nur zwei Teilnehmern herstellt, nutzt PPPoE die MAC-Adressen, um eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen Quelle und Ziel aufzubauen. Hierfür müssen in einer Discovery-Prozedur die MAC-Adressen der beteiligten Stationen zunächst ermittelt werden.

Der Aufbau des PPPoE-Pakets

Das PPPoE-Paket ist im Datenfeld des Ethernet-Frames eingekapselt. Das Typfeld des Ethernet-Frames gibt Auskunft über die Phase des Point-to-Point Protocol over Ethernet und kann Werte für PPPoE-Discovery oder PPPoE-Session annehmen. Der Header des PPPoE-Pakets besteht aus mehreren Feldern. Nach den Feldern für Version und Typ, die immer den Wert 1 besitzen, folgt das Feld Code. Es gibt Auskunft, um welche Art von Frame es sich bei der Discovery-Prozedur handelt. Im Feld Session-ID ist eine vom Einwahlknoten vergebene Session-ID eingetragen. Das Feld Length benennt die Länge der Nutzdaten im folgenden Payload-Bereich. Dort finden sich die Informationen des PPP-Protokolls und die eigentlichen Nutzdaten der Session.

Einsatz des Point-to-Point Protocol over Ethernet

Das Point-to-Point Protocol over Ethernet hat sich für die Einwahl bei breitbandigen Internetverbindungstechniken wie DSL etabliert. Viele deutsche Internetprovider nutzen das Protokoll, um ihren Kunden die Einwahl in ihr Netz zu ermöglichen. In der Regel sorgt der Internetzugangsrouter beim Kunden für den Aufbau der PPP-Verbindung und die Aushandlung der Verbindungsparameter. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Point-to-Point Protocol over Ethernet direkt von einem Endgerät wie dem PC zu verwenden. In diesem Fall stellt der Rechner selbst die PPP-Verbindung zum Einwahlknoten her. Ein DSL-Modem reicht die Session transparent durch. Ist ein Router vorhanden, muss dort die Option PPPoE-Passthrough aktiviert sein.

Einer der Hauptgründe für die Entwicklung des Point-to-Point Protocol over Ethernet war es, die aus der Einwahl über analoge oder digitale Wählverbindungen bewährten Techniken wie Authentifizierung und Netzwerkkonfiguration auch über breitbandige Techniken und das Ethernet bereitzustellen. Die PPP-Verbindungen ermöglichen zeit- oder volumenbasierte Tarife und lassen sich sehr gut überwachen und abrechnen. Das Point-to-Point Protocol over Ethernet simuliert quasi eine Wählverbindung über das Ethernet.

Die Discovery-Prozedur im Point-to-Point Protocol over Ethernet

Bevor eine PPP-Verbindung über das Ethernet aufgebaut werden kann, muss über die Discovery-Prozedur von PPPoE die MAC-Adresse der Gegenstelle (Einwahlknoten des Internetproviders) ermittelt werden. Denn nur über die MAC-Adressen können Daten im Ethernet zugestellt werden. Ein Client, der sich per PPP einwählen möchte, hat zunächst keinerlei Kenntnis darüber, ob ein Einwahlknoten im Ethernet vorhanden ist. Um dies herauszufinden, kommen folgende PPPoE-Pakettypen zum Einsatz:

  • PADI (Active Discovery Initiation)
  • PADO (Active Discovery Offer)
  • PADR (Active Discovery Request)
  • PADS (Active Discovery Session-Confirmation)

Der Client sendet ein PADI-Paket über einen Broadcast an alle Stationen des Ethernets mit der MAC-Adresse des Absenders. Ist eine PPP-Gegenstelle (PoP) im Ethernet vorhanden, nimmt diese das PADI-Paket entgegen und beantwortet es dem Sender mit einem PADO-Paket. Dadurch erhält der Client die MAC-Adresse und weitere Informationen des PoPs.

In der nächsten Phase der Discovery-Prozedur übermittelt der Client den Verbindungsaufbauwunsch mittels eines PADR-Pakets an die MAC-Adresse des PoPs. Dieser bestätigt den Request mit einem PADS und vergibt eine Session-ID. Anschließend kann die Phase der PPP-Session starten und die weiteren Parameter oder Verbindungsdaten übertragen. Mit Hilfe des Pakets PADT (Active Discovery Termination) ist es möglich, eine Verbindung zwischen Client und PoP zu trennen. PADT-Pakete können sowohl vom Client als auch vom PoP gesendet werden.

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