基本介紹
- 中文名：IPCP
- 外文名：Internet Protocol Control Protocol
- 解釋：IP控制協定
- 主要組件數：三個
- 擴寫：IP Control Protocol
協定作用,協定基本原理,IPCP協定幀格式,IPCP協定工作過程,PPP協定中IPCP協商機制實驗,環境搭建,實驗過程,總結,IPCP和LCP的區別,配置選項,
協定作用
RFC 1332“The PPP Internet Protocol Control Protocol（IPCP）”規定了IPCP負責配置、啟用和停用在點對點鏈路兩端的IP協定模組。它使用與LCP相同的包交換機制。只有在PPP協定到達網路層協定階段才能交換IPCP包，網路協定層階段之前收到的任何IPCP包都要被拋棄。
協定基本原理
IPCP協定幀格式
IPCP協定屬於網路控制協定中套用最多的協定。當鏈路配置到達網路層的協定階段之後才可對IPCP進行協商。由於IPCP封裝在PPP幀的數據域中，幀格式如下：
圖1
IPCP協定工作過程
根據兩端設備的配置不同，IPCP協商過程可分為靜態協商和動態協商。
靜態協商，即不協商。點對點通信設備的兩端已樂歡頁經配置好了IP位址，當到達網路層協商階段時，通信雙方告知對方自身的IP位址即可。如圖2（a）所示。
動態協商，即動態獲取IP位址的協商。伺服器端手動方式配置IP位址，並詢踏熱需要給客戶端分配IP位址，客戶端則動態獲取IP位址。這種情況下客戶端需要兩次傳送Config-Request報文，才能完成協商。首先客戶端傳送IP和DNS均為零的Con⁃figure數據報，伺服器收到後傳送攜帶動態分配的IP位址和以伺服器的IP位址為網關的Nak數據報，然後客戶整屑籃端再次以收到的信息傳送Configure數據報，伺服器回送Ack則配置成功。如圖2（b）所示。
PPP協定中IPCP協商機制實驗
環境搭建
實驗設備和連線如圖3所示。本實驗使用GNS3，把兩台Router c3600路由器的Serial接口連線起來，路由器分別命名為R1、R2。實驗芝企敬舉環境路由拓撲圖如下：
圖3
實驗過程
以艱促尋槓點到點通信協定中PAP認證過程為例，來進行網路控制協定中IPCP的配置。
靜態協商
R1配置：
PPP通信中IPCP的靜態協商配置如下：
第一個Configuration Request是客戶端傳送的攜帶本端IP的數據報：
第一個Configuration Request報文內容如下：
第二個Configuration Request是伺服器傳送的含有本端IP的數據報：
第二個Configuration Request報文內容如下：
然後雙方分別傳送Ack包來回應對端的配置請求。
動態協商
R1配置：
PPP通信中IPCP的動態態協商配置如下：
第一個Configuration Request是客戶端傳送的IP位址和DNS地址置零的請求數據報：
第一個Configuration Request報文內容如下：
Configuration Nak中是伺服器分配給客戶端的IP位址和本端IP做網關的數據報：
Configuration Nak報文內容如下：
第二個Configuration Request是客戶端傳送的含本端IP位址和DNS地址的請求數據報：
第二個Configuration Request報文內容如下：
伺服器收到後傳送Ack配置完成。
總結
本實驗，在點對點的通信方式中，IPCP完成了IP協定的協商和啟停控制。通過使用Wireshark抓包，可以清楚地觀察數據交換信息，採用協定分析的方法對IPCP協商過程進行分析，加深了對理論知識的理解，對PPP協定的理解更透徹。
IPCP和LCP的區別
IPCP和LCP基本相同，除了以下幾點：
- · 數據鏈路層協定（Data Link Layer Protocol）欄位：IPCP包封裝在PPP數據鏈路層幀的信息欄位中，其協定欄位值為十六進制0x8021，表示類型為IP控制協定。
- · 代碼（Code）欄位：IPCP包類型只是LCP包類型的的一個子集，它只使用代碼為1～7的包類型（Configure-Request、Configure-Ack、Configure-Nak、Configure-Reject、Terminate-Request、Terminate-Ack 和Code-Reject），使用其他代碼不被承認並且備民甩導致Code-Rejects。·
- 逾時（Timeouts）：在PPP 協定到達網路層的協定階段之前不會交換IPCP 包。在等待Configure-Ack包或其他回響的定時器逾時之前，應當做好等待章催認證和線路質量監測完成的準備。建議只有在用戶干預或可配置的時間量之後才放棄。·
- 配置選項類型（Configuration Option Types）:IPCP擁有自己獨有的配置選項集。
- 在傳輸IP包之前，PPP必須到達網路層協定階段，而且IPCP必須變成Opened狀態。IP包也封裝在PPP數據鏈路層幀的信息欄位中，其協定欄位值為十六進制0x0021，表示類型為IP（InternetProtocol）。
- 通過PPP鏈路傳送的IP包的最大長度與PPP數據鏈路層幀的信息欄位中的最大長度相同。過大的IP數據報必須分片傳輸。如果系統要避免分片和重組，它應該使用TCP的最大分片尺寸（Maximum Segment Size）選項和MTU發現機制。
配置選項
IPCP配置選項用於IP參數的協商。它使用與LCP一樣的選項定義格式。下面介紹兩個配置選項。
· IP位址（IP-Address）選項
該選項提供協商在鏈路本地端使用的IP位址的方法。它允許Confugure-Request包的傳送方聲明要求哪個IP位址，或者請求對方提供信息。對方能通過NAKing選項提供此信息，返回一個有效的IP位址。
如果必須進行關於遠端IP位址的協商，而對方不在Configure-Request包中提供此選項，此選項應該被附加到Configure-Nak包中。給出的IP位址值必須接受為遠端的IP位址，或者指示一個對方提供此信息的請求。
在默認情況下，不分配IP位址。
IP位址配置選項格式如圖2-16所示。類型和長度欄位各占1位元組，值分別為3和6。IP位址占4位元組，是Configure-Request傳送方要求的本地地址。如果4位元組都是0，則表示請求對方提供IP位址信息。默認IP位址不分配。IP位址選項格式如下：
圖2-16
- · IP壓縮協定（IP-Compression-Protocol）
該配置選項提供協商使用的特定壓縮協定的方法。在默認情況下，壓縮不使用。該配置選項格式如圖2-17所示。類型和長度欄位各占1位元組，類型值為3，長度不小於4位元組。IP壓縮協定選項格式如下：
圖2-17
IP壓縮協定欄位占2位元組，用於指示請求的壓縮協定。該欄位的值總是與PPP數據鏈路層協定欄位值（同樣壓縮協定）相同。目前分配的值為十六進制0x002d，表示Van JacobsonCompressed TCP/IP，這是用於網路的一組通信協定。
至於數據欄位，屬於可變長欄位，可以是0，也可以是由特定壓縮協定決定的更多的位元組的附加數據。
- Van Jacobson TCP/IP首部壓縮
Van Jacobson TCP/IP首部壓縮技術可將TCP/IP首部縮小到3位元組，可以顯著改進低速串列線的通信。上述IP壓縮協定配置選項被用來指定收到壓縮檔的能力。如果要求雙向壓縮，鏈路的每一端都必須獨立地請求該選項。
傳送IP包時PPP協定欄位可以設定為下列值（用十六進制表示）。
· 0x0021：典型IP。IP協定承載的不是TCP，或是分片的包，或沒有壓縮。
· 0x002d：壓縮TCP。TCP/IP首部由壓縮首部替換。
· 0x002f：未壓縮TCP。IP協定域被時間片標識符替換。
用於協商Van Jacobson TCP/IP首部壓縮的IP壓縮協定配置選項格式如圖2-18所示。其中Max-Slot-ID（最大時間片ID）和Comp-Slot-Id（壓縮時間片ID）各占1位元組。
Van Jacobson TCP/IP首部壓縮選項格式如下：
圖2-18
R1配置：
PPP通信中IPCP的動態態協商配置如下：
第一個Configuration Request是客戶端傳送的IP位址和DNS地址置零的請求數據報：
第一個Configuration Request報文內容如下：
Configuration Nak中是伺服器分配給客戶端的IP位址和本端IP做網關的數據報：
Configuration Nak報文內容如下：
第二個Configuration Request是客戶端傳送的含本端IP位址和DNS地址的請求數據報：
第二個Configuration Request報文內容如下：
伺服器收到後傳送Ack配置完成。
總結
本實驗，在點對點的通信方式中，IPCP完成了IP協定的協商和啟停控制。通過使用Wireshark抓包，可以清楚地觀察數據交換信息，採用協定分析的方法對IPCP協商過程進行分析，加深了對理論知識的理解，對PPP協定的理解更透徹。
IPCP和LCP的區別
IPCP和LCP基本相同，除了以下幾點：
- · 數據鏈路層協定（Data Link Layer Protocol）欄位：IPCP包封裝在PPP數據鏈路層幀的信息欄位中，其協定欄位值為十六進制0x8021，表示類型為IP控制協定。
- · 代碼（Code）欄位：IPCP包類型只是LCP包類型的的一個子集，它只使用代碼為1～7的包類型（Configure-Request、Configure-Ack、Configure-Nak、Configure-Reject、Terminate-Request、Terminate-Ack 和Code-Reject），使用其他代碼不被承認並且導致Code-Rejects。·
- 逾時（Timeouts）：在PPP 協定到達網路層的協定階段之前不會交換IPCP 包。在等待Configure-Ack包或其他回響的定時器逾時之前，應當做好等待認證和線路質量監測完成的準備。建議只有在用戶干預或可配置的時間量之後才放棄。·
- 配置選項類型（Configuration Option Types）:IPCP擁有自己獨有的配置選項集。
- 在傳輸IP包之前，PPP必須到達網路層協定階段，而且IPCP必須變成Opened狀態。IP包也封裝在PPP數據鏈路層幀的信息欄位中，其協定欄位值為十六進制0x0021，表示類型為IP（InternetProtocol）。
- 通過PPP鏈路傳送的IP包的最大長度與PPP數據鏈路層幀的信息欄位中的最大長度相同。過大的IP數據報必須分片傳輸。如果系統要避免分片和重組，它應該使用TCP的最大分片尺寸（Maximum Segment Size）選項和MTU發現機制。
配置選項
IPCP配置選項用於IP參數的協商。它使用與LCP一樣的選項定義格式。下面介紹兩個配置選項。
· IP位址（IP-Address）選項
該選項提供協商在鏈路本地端使用的IP位址的方法。它允許Confugure-Request包的傳送方聲明要求哪個IP位址，或者請求對方提供信息。對方能通過NAKing選項提供此信息，返回一個有效的IP位址。
如果必須進行關於遠端IP位址的協商，而對方不在Configure-Request包中提供此選項，此選項應該被附加到Configure-Nak包中。給出的IP位址值必須接受為遠端的IP位址，或者指示一個對方提供此信息的請求。
在默認情況下，不分配IP位址。
IP位址配置選項格式如圖2-16所示。類型和長度欄位各占1位元組，值分別為3和6。IP位址占4位元組，是Configure-Request傳送方要求的本地地址。如果4位元組都是0，則表示請求對方提供IP位址信息。默認IP位址不分配。IP位址選項格式如下：
圖2-16
- · IP壓縮協定（IP-Compression-Protocol）
該配置選項提供協商使用的特定壓縮協定的方法。在默認情況下，壓縮不使用。該配置選項格式如圖2-17所示。類型和長度欄位各占1位元組，類型值為3，長度不小於4位元組。IP壓縮協定選項格式如下：
圖2-17
IP壓縮協定欄位占2位元組，用於指示請求的壓縮協定。該欄位的值總是與PPP數據鏈路層協定欄位值（同樣壓縮協定）相同。目前分配的值為十六進制0x002d，表示Van JacobsonCompressed TCP/IP，這是用於網路的一組通信協定。
至於數據欄位，屬於可變長欄位，可以是0，也可以是由特定壓縮協定決定的更多的位元組的附加數據。
- Van Jacobson TCP/IP首部壓縮
Van Jacobson TCP/IP首部壓縮技術可將TCP/IP首部縮小到3位元組，可以顯著改進低速串列線的通信。上述IP壓縮協定配置選項被用來指定收到壓縮檔的能力。如果要求雙向壓縮，鏈路的每一端都必須獨立地請求該選項。
傳送IP包時PPP協定欄位可以設定為下列值（用十六進制表示）。
· 0x0021：典型IP。IP協定承載的不是TCP，或是分片的包，或沒有壓縮。
· 0x002d：壓縮TCP。TCP/IP首部由壓縮首部替換。
· 0x002f：未壓縮TCP。IP協定域被時間片標識符替換。
用於協商Van Jacobson TCP/IP首部壓縮的IP壓縮協定配置選項格式如圖2-18所示。其中Max-Slot-ID（最大時間片ID）和Comp-Slot-Id（壓縮時間片ID）各占1位元組。
Van Jacobson TCP/IP首部壓縮選項格式如下：
圖2-18
