Link Control Protocol

PPP가 처음 링크 설정을 할 때, 사용하는 프로토콜이 바로 LCP 이다.
이름에 걸맞게 PPP의 초기 링크를 수립, 개방하고 종료하는 모든 단계에서 사용된다.

LCP에서 사용되는 프레임은 총 11가지이다.

┌─ 링크 설정: 설정요청 | 설정승인 | 설정비승인 | 설정거부
├─ 링크 유지: 코드거부 | 프로토콜거부| 에코요청 | 에코응답         
└─ 링크 종료: 종료요청 | 종료승인

1. 초기 링크 수립 단계 – 링크 설정

초기화 시도 장비(접속 시도 장비)는 여러 옵션을 포함한 설정요청 프레임을 만든다. 기본적으로 원하는 링크의 모습을 담은 희망사항과 비슷하다.

초기화 시 6개의 옵션을 설정할 수있다.
⑴ MRU ; Maximum Recieve Unit –  최대 Datagram 크기
⑵ Authentication Protocol –  인증 유형
⑶ Quality Protocol –  링크에서 품질 모니터링 유형(LQR만 가능)
⑷ Magic Number –  비정상 행위 탐지
⑸ Protocol Field Compression –  기본 16bit 대신 8bit를 사용할 것인지 선택한다. 데이터 압축 CCP와는 다르다.
⑹ Address and Control Field Compression –  A와 C 필드 압축

* 설정비승인과 설정거부?
설정비승인 패킷:  초기화 장비가 보낸 옵션들이 협상 가능하지만 옵션값을 받아 들일 수 없을 때.
설정거부 패킷: 초기화 장비가 보낸 옵션들을 인식할 수 없거나 협상할 여지가 없을 때.

2. 링크 개방 단계 – 링크 유지

링크 수립 단계에서 협상이 완료되면 링크 개방 상태가 된다. 이 상태에서도 링크를 관리하거나 디버깅을 하기 위해 LCP 프레임이 사용된다.

코드 거부, 프로토콜 거부 : 인식되지 않은 LCP 코드나 잘못된 프로토콜 식별자로 인해 유효하지 않은 LCP 프레임일 경우 해당 프레임을 사용한다.

에코 요청, 에코 응답, 버림 요청 : 링크 테스트 시 사용한다.

3. 링크 종료

종료 요청, 종료 승인 : 종료 요청을 하게 되면, 해당 요청을 거부할 수 없다.

Network Control Protocol

LCP는 기본적인 링크를 수립한다. (선택적) 인증이 완료되면 링크로 전송되는 각 3계층 프로토콜에 대응하는 NCP가 호출된다.

흡사 LCP 미니 버전이다. LCP처럼 NCP는 링크를 수립/유지/종료하는 기능을 수행한다. 단, 전체 LCP 링크 유형이 아니고 특정 NCP 링크만 제어한다.

NCP는 총 7개 프레임을 사용한다.

┌─ 링크 설정: 설정요청 | 설정승인 | 설정비승인 | 설정거부
├─ 링크 유지: 코드거부
└─ 링크 종료: 종료요청 | 종료승인

NCP의 동작 과정

LCP 수립 → IPCP 설정 → 데이터 송/수신 → IPCP 종료 → LCP 종료

IPCP ( Internet Protocol Control )

PPP가 수립되고 나서, 네트워크 계층 프로토콜 단계에서 IPCP가 호출되어 두 장비 간 NCP 링크를 수립한다.

– IP 압축 프로토콜: TCP와 IP 헤더를 줄여 대역폭을 절약한다. LCP의 Protocol Field Compression이나 Address and Control Field Compression과 유사하다.

– IP주소: 설정 요청 메세지를 송신하는 장비가 PPP 링크에서 사용할 IP 주소를 지정하거나 상대방 IP 주소를 요청한다.

앞서 포스팅했던 SLIP의 단점을 보완하고자 나온 프로토콜이다.
이름에서부터 1대1 통신할 때에 쓰일 것 같다는 냄새를 풍긴다.

PPP는 IP뿐만 아니라 다른 네트워크 계층 프로토콜을 전송하는 것도 지원하기 위해 완전한 2계층 연결 기능을 갖춘 프로토콜로 개발했다.
IETF에서 PPP를 만들 때, 새로운 아키텍처로 정의해서 만드는 대신 HDLC를 토대로 만들기로 결정했다고 한다.
(첫 공식 문서는 RFC1134, 첫 표준 문서는 RFC1171이다.)

┌─ PPP의 특징
├─ PPP의 장점
├─ PPP의 주요 구성 요소 ┬ PPP캡슐화
│                                                        ├ LCP; Link Control Protocol
│                                                        └ NCP; Network Control Protocol
├─ PPP 기능 그룹 ┬ LCP 지원 프로토콜
│                                        └ LCP 선택적 기능 프로토콜
└─ PPP 동작 방식

[PPP의 특징]

– 연결형 프로토콜

– 동기식/비동기식 회선 지원

– Half-Duplex / Full-Duplex 지원

* Half-Duplex (반이중 전송방식): 양쪽 방향으로 송수신이 가능하지만, 한 번에 하나의 전송만 이루어진다.
* Full-Duplex (전이중 전송방식): 양쪽 방향으로 동시에 송수신이 가능하다.

[PPP의 장점]

어떻게 보면 SLIP의 단점이 곧 PPP의 장점이라고 볼 수 있다.

SLIP에서 사용되던 단일 END 문자 방식보다 포괄적인 프레이밍 방식을 사용하고, CRC 코드를 통해 각 프레임의 에러를 탐지할 수 있다.

통신 과정 수립 전  인증을 설정할 수도 있고, 데이터를 압축하거나 암호화 할 수도 있다.

[PPP의 주요 구성 요소]

PPP의 주요 구성으로 크게 3 요소가 있다.

• PPP 캡슐화 방법: PPP의 주작업은 상위 계층의 메세지를 받아서 하위 계층(물리계층)으로 전송하는 것인데, 이 때 캡술화를 한다.  이러한 캡슐화를 위해 (HDLC에 기반된) 특수 프레임 포맷을 정의한다.

• LCP: Link Control Protocol의 약자. LCP는 장비 간 링크 수립, 유지, 종로를 책임진다.

• NCP: Network Control Protocol의 약자. LCP에서 링크 수립을 완료하면  NCP로 제어가 넘어간다. 이 때, PPP 링크를 통해 전달되는 3계층 프로토콜에 해당하는 NCP이다. 우리가 일반적으로 생각하는 3계층 프로토콜과는 독립적인 프로토콜이다.

[PPP 기능 그룹]

• LCP 지원 프로토콜: 링크 협상 단계 과정에서 관리 및 옵션을 설정한다. 예를 들어, 선택적 인증과정에 CHAP, PAP를 줄 중 하나 설정하는 것이다.

• LCP 선택적 기능 프로토콜: 링크 수립 후 Datagram이 장비 간 전송될 때, 동작을 향상시키는 역할을 한다. 데이터를 압축하는 CCP,데이터를 암호화하는 ECP, 여러 물리링크를 하나의 링크로 동작하게 하는 MP가 있다.

[PPP 동작 방식]

링크 수립 및 구성 → 링크 동작 → 링크 종료