Bạn đã bao giờ tò mò về giao thức PPP là gì không? Nó cung cấp cho người dùng tính năng xác thực kết nối, mã hóa đường truyền và nén dữ liệu, giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu. Với những đặc tính ưu việt, giao thức PPP được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền thông băng thông rộng với tải nặng và tốc độ cao. Hãy cùng Việt Tuấn khám phá thêm về giao thức này để hiểu rõ hơn về cách nó hoạt động và những lợi ích mà nó mang lại nhé.

1. Giao thức PPP là gì?

Trong mạng máy tính, giao thức Point-to-Point Protocol (PPP) là một công cụ rất quan trọng để thiết lập kết nối trực tiếp giữa 2 nút mạng. PPP không chỉ đơn thuần là một giao thức liên kết dữ liệu, nó còn cung cấp nhiều tính năng hữu ích như xác thực kết nối, mã hóa dữ liệu khi truyền tải.

Với khả năng sử dụng được trên nhiều kiểu mạng vật lý khác nhau như cáp tuần tự, dây điện thoại, mạng điện thoại, radio và cáp quang giống như SONET, PPP đã trở thành một trong những giao thức phổ biến nhất trong việc kết nối Internet.

Các nhà cung cấp dịch vụ Internet thường sử dụng PPP để kết nối khách hàng với Internet, đồng thời sử dụng hai kiểu đóng gói dữ liệu PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet) và PPPoA (Point-to-Point Protocol over ATM) để đảm bảo chất lượng kết nối và tốc độ truyền tải dữ liệu.

Với những ưu điểm và khả năng sử dụng đa dạng của mình, PPP đã trở thành một công cụ đáng tin cậy trong việc thiết lập kết nối và truyền tải dữ liệu trong mạng máy tính.

Tìm hiểu thêm: PPPoE là gì? Vai trò, cách hoạt động, ứng dụng của PPPoE

2. Cách thức hoạt động của giao thức PPP

PPP là một giao thức hỗ trợ truyền các gói mạng qua liên kết point-to-point nối tiếp bằng cách đóng gói các giao thức mạng thành các khung PPP. Điều này giúp cho việc truyền tải thông tin giữa các thiết bị có kết nối point-to-point được dễ dàng hơn.

Đóng gói PPP được xây dựng dựa trên giao thức HDLC (High-Level Data Link Control) từ môi trường máy tính lớn. Các khung PPP có thể được truyền qua nhiều loại đường truyền nối tiếp như POTS (Plain Old Telephone Service), ISDN (Integrated Services Digital Network) và X.25.

Giao thức PPP bao gồm một số thành phần chính như Giao thức Điều khiển Liên kết Dữ liệu (LCP), Giao thức Điều khiển Mạng (NCP), và một số lược đồ xác thực như PAP và CHAP.

Giao thức LCP được sử dụng để thiết lập, chia nhỏ và kiểm tra tính toàn vẹn của kết nối WAN liên kết dữ liệu. Trong khi đó, NCP được sử dụng để thiết lập và định cấu hình giao tiếp mạng bằng từng giao thức mạng.

Một session thông thường sử dụng PPP hoàn toàn tự động và không yêu cầu input của người dùng trong thời gian thực. Quá trình này có bốn giai đoạn bao gồm: Thiết lập liên kết, Xác thực người dùng, Callback và Cấu hình.

Cuối cùng, giao thức PPP là một phương tiện hiệu quả để truyền tải thông tin giữa các thiết bị có kết nối point-to-point. Việc sử dụng PPP giúp đảm bảo tính toàn vẹn và độ tin cậy của dữ liệu được truyền tải.

Sử dụng PPP giúp đảm bảo tính toàn vẹn và độ tin cậy của dữ liệu được truyền tải.

3. Giao thức PPP cung cấp những dịch vụ gì?

Giao thức Point to Point Protocol (PPP) cung cấp nhiều dịch vụ quan trọng trong mạng máy tính. Đầu tiên, nó xác định định dạng frame để truyền dữ liệu giữa các điểm. Nó cũng thiết lập kết nối và trao đổi dữ liệu giữa hai điểm.

Ngoài ra, PPP cung cấp phương pháp đóng gói dữ liệu lớp mạng trong frame, xác thực các thiết bị giao tiếp và cung cấp địa chỉ cho giao tiếp mạng. Nó cũng cho phép kết nối qua nhiều liên kết và hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng bằng cách cung cấp một loạt các dịch vụ.

Nhờ các dịch vụ này, PPP đã trở thành một trong những giao thức liên kết dữ liệu phổ biến nhất trên thế giới, được sử dụng rộng rãi trong các mạng máy tính hiện đại.

>>> Xem thêm bài viết: TCP/IP là gì? Chức năng, kiến thức về giao thức mạng TCP/IP

4. Giao thức PPP có những thành phần nào?

Giao thức Point to Point (PPP) là một giao thức phân lớp gồm ba thành phần chính để đảm bảo truyền thông đúng cách giữa hai điểm mạng trực tiếp:

Encapsulation Component: Chịu trách nhiệm đóng gói gói dữ liệu sao cho có thể được truyền qua lớp vật lý được chỉ định. Nó giúp bảo vệ dữ liệu tránh bị mất, sai sót hoặc trộn lẫn khi truyền.

Link Control Protocol (LCP): Đảm nhiệm thiết lập, cấu hình, kiểm tra, duy trì và kết thúc các liên kết để truyền dữ liệu giữa hai điểm mạng. Nó cũng truyền đạt sự thương lượng để thiết lập các tùy chọn và sử dụng các tính năng của hai endpoint của các liên kết.

Authentication Protocol (AP): Được sử dụng để xác thực endpoint của mạng để sử dụng các dịch vụ truyền thông.

Ngoài ra, PPP cũng sử dụng các giao thức kiểm soát mạng (Network Control Protocols - NCP) để thương lượng các tham số và cơ sở vật chất cho lớp mạng. Mỗi giao thức lớp cao hơn được hỗ trợ bởi PPP sẽ có một NCP tương ứng. Ví dụ, trong PPP, một số NCP là IPCP, OSINLCP, IPXCP, DNCP, NBFCP, và IPV6CP.

Frame PPP là một frame byte-oriented, trong đó mỗi trường của frame bao gồm một hoặc nhiều byte. Các trường của frame PPP bao gồm Flag, Address, Control, Protocol, Payload và FCS. Flag là 1 byte đánh dấu phần đầu và phần cuối của frame. Address là 1 byte được đặt thành 11111111 trong trường hợp broadcast.

Control là 1 byte được đặt thành giá trị không đổi là 11000000. Protocol là 1 hoặc 2 byte xác định loại dữ liệu có trong trường payload. Payload mang dữ liệu từ lớp mạng, và độ dài tối đa của trường payload là 1500 byte. FCS là một chuỗi kiểm tra frame 2 byte hoặc 4 byte để phát hiện lỗi, và mã tiêu chuẩn được sử dụng là CRC (mã dự phòng theo chu kỳ).

5. Các bước thiết lập giao thức PPP

Giao thức PPP là một giao thức kết nối được sử dụng để thiết lập kết nối giữa các thiết bị mạng. Quá trình thiết lập kết nối PPP được thực hiện qua 4 bước: Thiết lập kết nối và thương lượng cấu hình, quyết định chất lượng kết nối, thương lượng cấu hình giao thức tầng mạng và kết thúc kết nối.

Trong bước thiết lập kết nối và cấu hình, mỗi thiết bị PPP sẽ gửi gói tin LCP để thiết lập kết nối ở tầng liên kết dữ liệu. Gói tin LCP sẽ chứa các thông số cấu hình như “MTU”, “compression”, và giao thức chứng thực kết nối. LCP đầu tiên mở kết nối và thương lượng các tham số cấu hình. Bước này hoàn tất khi các gói tin thống nhất cấu hình (ACK) được gửi và nhận.

Sau khi thiết lập kết nối, quyết định chất lượng kết nối được thực hiện bằng cách kiểm tra xem liên kết có tốt không để chuyển các giao thức lên tầng mạng hay không. Client cũng có thể được chứng thực bằng hai giao thức chứng thực là PAP và CHAP.

Bước tiếp theo là thương lượng cấu hình tầng mạng bằng cách gửi gói tin NCP để chọn và cấu hình một hoặc nhiều giao thức tầng mạng như IP. Khi giao thức tầng mạng được cấu hình, các gói tin từ giao thức tầng mạng có thể được gửi qua liên kết. Nếu LCP kết thúc kết nối, nó cung cấp các giao thức tầng mạng để có thể có những hành động phù hợp.

Cuối cùng, kết thúc kết nối PPP có thể được thực hiện bất cứ lúc nào. Điều này luôn được thực hiện ở yêu cầu của người dùng hoặc do sự cố vật lý như dứt kết nối hay vượt quá thời gian qui định (timeout).

Tạm kết

Ngày nay, giao thức PPP đã trở thành một phương tiện quan trọng để thiết lập kết nối mạng giữa các thiết bị. Nếu áp dụng đúng và hiệu quả, giao thức PPP sẽ giúp các thiết bị có thể kết nối với nhau một cách nhanh chóng, dễ dàng và đáng tin cậy hơn. Điều này sẽ đóng góp tích cực vào việc phát triển và nâng cao chất lượng kết nối, từ đó giúp tối ưu hóa hoạt động và hiệu suất của các thiết bị trong mạng.