PPP实现GPRS的上网认证过程

在GPRS模块上网的过程中，主要是经过PPP协议中的三种协议，分别为LCP（LinkControlProtocol）协议，PAP（Pass-wordAuthenticationProtocol）认证协议以及IPCP（InternetProtocolControlProtocol）协议LCP部分主要协商下一步的密码认证协议，可选择PAP方式或CHAP方式，我们根据ISP要求选择PAP方式。PAP部分主要是向ISP发送密码进行认证。密码认证通过以后进入IPCP，完成客户端请求IP及ISP端分发IP的过程。其实现过程图如图2所示在认证过程中，MCU、GPRS模块及ISP都需要发送PPP格式的数据包来完成协商过程该数据包为16进制，多数情况下其对应ASCII码并无实际意义PPP数据帧的结构如表1所示。对于表1所示的协议部分有如下几种形式的描述:对于表1所示的信息位包括了链路配置包标志，描述如下：以上3个表所示的内容是分析PPP协议各种类型数据包的基本概念。在解析PPP数据包中需要注意的另外一个事项是，如果字符中包括了Ox7D，则表示该字符后面的字符需要转义。转义方式是后一个字符与0x20进行异或运算得出的16进制数据作为真实数据比如一个数据包包括了......Ox7D0x23......，则真实表示的为Ox03a（为方便表示下文所示数据均为转义后的数据）2．实际协商过程分析（1）LCP协商过程首先设置模块的初始化参数及工作参数向模块发送如下AT指令：1）AT+CGCLASS=B置为“B”模式2）AT+CGDCONT=1，IP;CMNET设置APN3）AT+CGATT=1，使GPRS模块附着在网络上然后发送指令ATD*99***1#建立拨号过程，模块会返回16进制的一些数据。我们要据此与模块进行协商。首先返回数据包（16进制）:7EFF03C02101010016010405DC020600000000070208020304CO2326B47E数据包含义:7E（PPP包头）FF03C021（LCP协议）01（代码）01（标识符）0016（长度）01（类型）04（长度）05DC（协商内容Maximum-Receive-Unit）02（类型）06（长度）00000000（协商内容）07（类型协议压缩协商）02（长度）08（类型，地址控制域压缩协商）02（长度）03（类型）04（长度）C023（内容表示请求PAP认证）26B4（FCS，校验和）7E（PPP包尾）。此模块在进行LCP协商阶段是比较友好的，主动提出了PAP认证方式，可直接返回对它请求的同意也可以提出些新的申请，实际操作中发送同意请求为：7EFF03C02102010016010405DC020600000000070208020304C023D0477E。至此LCP认证阶段已经结束（2）PAP认证过程因为协商同意PAP密码认证方式故进入PAP过程，需要发送用户名和密码至ISP.请求格式为7EC0230101000600003B3F7E该包在0006后的0000分别代表用户名和密码，都为空此时由于需要与ISP进行认证，需要等一段时间经过判断，服务器通过密码认证，返回：7EC0237D227D217D207D2D7D2857656C636F6D65214EBC7E7EC0230201000D0857656C636F6D65214EBC7E其中的16进制字符57656C636F6D6521转为ASCII码为Welcome!.同时服务器发送IPCP请求数据包：7E80210101000A0306C0A86F6FCD497E进入IPCP协商过程（3）IPCP协商过程客户端部分此时需要请求ISP分发IP请求为：7E8021010600160306000000008106000000008306000000000ACF7E030681068306后的四个00分别代表客户端IP，第一DNS主机地址，第二DNS主机地址，这3个部分全部为00表示内容为空，是请求ISP分发IP到客户端。服务器得到请求后分发IP数据包为：7E8021030600160306OA4A0C148106D38812AB8306D38814CB6B6B7E0A4A0C14表示为十进制的010.074.012.020，由于中国移动通信规定GPRS拨号上网的用户分发的IP均为内部IP，非外部IP，所以IP都是以10.＊＊＊开头的。8106后面的D38812AB表示211.136.18171，是第一DNS主机的IP地址。8306后面的D38814CB表示211.136.20.203，是第二DNS主机的IP地址此后我们需要对分发下的几个IP辨认识别，然后再次请求请求中包含这3个分发IP，代表接受分发结果。数据包为7E80210107001603060A4A4C838106038812AB8306D38814CBF2C17E此后清求得到ISP认可，链路层PPP握手过程全部结束进入网络阶段。此后所有发往GGSN网络的包含IP的数据包都会透明的传给所对应的IP地址。以上既是对PPP协商过程的分析，只要注意上面所提及的每步的注意事项及含义，即可迅速快捷的建立数据链路层.三、网络层及传输层的实现网络层和传输层虽然属于IP及UDP协议实现的功能，但此两者都是建立在数据链路层基础上的，因此在发送UDP/IP包的时候仍然不能摆脱对PPP协议的依赖。由PPP封装的UDP/IP数据包组成如下表所示：1．IP协议介绍IP包的组成形式如表5所示，其中8位协议处可选择TCP方式或UDP方式，8位TTL为TimeToLive，指数据包在网络中的存活时间。2．UDP协议介绍相对于旧数据包UDP数据包的组成比较简单，主要包含所要发送的数据信息即数据段。结构如表6所示其中最后的UDP校验与IP数据包中的IP校验方式一样，但与PPP协议中的FSC校验方式不同。FSC校验属于CRC16位校验方式的一种，而旧校验和UDP校验是相对简单的反码求和的校验机制。并且对于IP及UDP校验而言需要将数据包需要校验部分的16位转换为32位进行校验校验好之后再转换为16位.3．IP及UDP校验和IP校验和所要校验的数据段包括了前面所提的IP数据包内的所有位段，而UDP校验相对IP校验复杂的地方在于，UDP校验不仅仅要将UDP数据包内的内容包括进来，而且还要包括IP部分的一些信息，UDP校验位组成如下：对于最后一位的数据段而言由于校验是32位所以如果数据段出现奇数个数据，需要加零补位。校验程序如下所示：HdelineUSHORTunsignedshortUSHOPTchecksum(USHORT*buller，Intsize){unsignedIongcksum=0;while(size＞1){cksum+=*buffer++；size-=sizeof(USHORT);}if(size)cksum+=*(UCHAR*)buller;cksum＝(cksum16)+(cksum＆oxnff);cksum+=(cksum16)return(USHORT)(Ccksum);}4．由PPP封装形式封装的UDP/IP数据包根据前面所介绍的方法，下面给出一个具体的实例进行分析：7E214500001D47F300008011B0F60A4A30E0D350336C03E803F20009551B61A5DE7E7E21为PPP包头，4表示旧版本号5表示首部长度，00表示服务类型，001D表示包的All长度47F3表示16位的标识，0000表示3位的标志+13位的片偏移，80表示TTL，11表示协议（11表示UDP协议，TCP为06），B0F6是IP首部校验和。0A4A30E0表示本地IP地址即刚才通过PPP协议获得的动态IPD350336C表示对方IP，即要发送的目的IP，03E8表示本地端口（这个可以随便设定只要不与系统已用端口冲突即可，对于UDP而言这个没有实际意义因为GPRS分配到的是内部IP，即使对方知道你的IP及端口也可能通过UDP方式传输数据，而如果是TCP协议则用GPRS作为Client清求Server建立通道后Server端可根据端口发送数据），03F2表示目的端口，0009表示UDP包的长度（本地端口2字节＋目的端口2字节＋数据长度2字节＋数据端n字节十UDP校验2字节），55表示数据，转换为ASCII码应为a，1B61为UDP校验,A5DE为PPP包的FSC校验和。此段代码的含义是“向IP为211.80.51.108，端口为1010的目的地发送字符a.