基于Linux内核模式的PPPoE优化与实现

2．2 PPPoE数据接收

PPPoE数据接收主要是对数据进行解包，其全部动作在内核空间完成。当一个PPPoE数据包从网卡驱动里面读出来时，是一个完整的PPPoE包。而上层模块无法识别这样的包，所以需要将中间的那些PPP协议数据从包中剥离出来，使其变成一个普通的IP数据包，图4描述了PPPoE接收数据的整体流程。

当从网卡驱动上读取数据时，也就是获取数据的SKB，首先需要判断这个SKB是否有效，然后再判断该网卡是否起动了PPPoE服务，很显然这里需要读取proc的接口信息。如果已经PPPoE拨号服务，还需要判断该包是不是一个LCP或者IPCP等其他协商数据，也就是判断协议域的数据是不是0X0021。因为如果是协商数据，则不需要解包，而直接将其转发到PPP虚拟接口上。对于具体的解*程将进行代码分析。解完包以后该数据包就属于普通的IP包，后续流程与普通的IP包处理相同。

2．3 PPPoE数据发送

PPPoE数据发送流程基本上是数据接收的逆过程，图5描述整个数据发送过程。首先从用户空间或者FORWARDING模块获取一个数据包，这个数据包属于正常的IP包。很显然这个包是无法发送到PPP链路上的，因为PPPoE服务器并不识别这样的数据包。所以需要利用proc文件中的Session_ID、远端MAC和本地MAC数据来封装IP包，使其成为一个标准的PPP包。

2．4 核心代码实现

整个PPPoE内核模式拨号的核心代码主要集中在内核模块上，该模块主要功能有proc文件读写、数据包的封装、解包等操作，下面是这个内核模块的包封装的部分程序。

以上只是部分代码，由于代码太多，而且很多代码和项目的硬件抽象层模块(HAL)息息相关，所以在此不再详细阐述。具体可以参考Lin-ux内核中pppoe模块里面的代码，虽然工作的层次有点不一样，但是总体的思路是一样的，本文的实现代码基本上也是参考的Linux内核中PP-PoE的代码。

3 结束语

本文主要描述了PPPoE内核模式拨号的设计与实现，该模式将封包动作从用户空间转移到内核空间，从而大大降低了内核空间与用户空间切换的次数，目前这种内核模式下的拨号已经大量地应用于各种网关产品中。虽然PPPoE是一种非常成熟的技术，Linux内核也已开始支持PP-PoE内核态拨号，同时由卡耐基梅隆大学开发的PPPD开源项目已经广泛应用于各种网关产品中，但是熟悉整个内核态拨号的流程是非常重要的，同时PPPD目前还存在一些BUG，在项目开发的过程中还需做大量修改。本文提供解决方案有别于传统的通过PPP虚拟接口来传输数据的方案，在某种程度上也降低了路由模块的工作任务，尤其是需要实现多路PPPoE的时候。另外该设计方案在Linux2．6．18上已经成功通过测试，并投入使用。