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pppd是一个后台服务进程(daemon),实现了所有鉴权、压缩/解压和加密/解密等扩展功能的控制协议,负责把要发送的数据包传递给PPP协议处理模块,设置PPP协议的参数,用来建立/关闭连接。
PPP数据链路建立流程
Android系统如果想要利用PPP协议进行数据通信,必须首先按照PPP协议建立数据通信链路。基带模块正确加载之后会映射多个ttyUSB设备文件,有的ttyUSB用于AT命令发送,有的用作数据通信,底层通过串口多路复用机制,实现了USB串口的多路复用。在使用ttyUSB建立数据链路的时候,首先通过发送AT命令,打开无线上网模块,随后利用pppd拨号程序建立数据链路。拨号链接过程遵循PPP通信协议,手机同蜂窝网络基站双方动态协商,配置链路参数、IP地址等,拨号成功后,Android系统会为基带模块映射一个虚拟网络接口名字可能是ppp0,或者rmnetxxx等,之后,Android系统便可利用该接口进行网络通信了,该接口的使用方式同wlan0类似,IP层对链路层完全无感知。
PPP数据链路的建立需要完成三个步骤,包括链路层配置、链路认证以及网络层配置,这个过程中,通信双方必须通过协商,确定数据包格式、IP地址等链路参数,才能正确建立PPP数据链路。在实际操作中,PPP数据链路的建立可分以下几个阶段:
- (1) 链路不可用阶段(Link Dead Phase):PPP链路从这个阶段开始和结束,在该阶段,整条链路处于不可用状态,当通信双方检测到物理线路激活时,会从该阶段转入链路建立阶段。
- (2) 链路建立阶段 (Link Establishment Phase):在此阶段,PPP链路将通过LCP进行协商,确定工作方式、认证方式、链路压缩等。如果LCP协商成功,则转入Opened状态,表示底层链路已经正确建立,如果链路协商失败,则会返回到第一阶段。链路建立成功后,如果配置了PPP认证,则会进入认证阶段,如果没有配置,则直接转入网络层协议阶段。
- (3) 认证阶段 (Authentication Phase):在此阶段,PPP将进行用户认证工作,通过PAP或者CHAP验证用户名、密码等身份信息,如果认证失败,PPP链路进入链路终止阶段,拆除链路,如果认证成功则转入网络层协议阶段。
- (4) 网络层协议阶段 (Network-Layer Protocol Phase);在此阶段,每种网络层协议会通过相应网络控制协议进行配置,本课题通过IPCP协商双方IP地址、DNS等,协商成功后,PPP链路便可基于TCP/IP发送或接收报文。
- (5) 链路终止阶段 (Link Termination Phase):PPP能在任何时候终止链路,如认证失败、载波丢失等情况均会导致链路终止,PPP协议通过交换LCP报文来关闭链路,并通知网络层与物理层强制关闭链路,返回链路不可用阶段。链路建立流程如图3.19所示: