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IPCP

网络控制协议

在计算机网络中，网际协议控制协议（IPCP）是一个网络控制协议，用来在点对点协议连接上建立和配置网际协议。IPCP负责在点对点连接的两端配置、使能和去使能IP协议模块。IPCP使用与链路控制协议相同的报文交换机制。IPCP报文在PPP达到网络层协议阶段之前不会进行交互，任何在此阶段前收到的IPCP报文都应静默丢弃。

协议作用
RFC 1332“The PPP Internet Protocol Control Protocol（IPCP）”规定了IPCP负责配置、启用和停用在点对点链路两端的IP协议模块。它使用与LCP相同的包交换机制。只有在PPP协议到达网络层协议阶段才能交换IPCP包，网络协议层阶段之前收到的任何IPCP包都要被抛弃。
协议基本原理
IPCP协议帧格式
IPCP协议属于网络控制协议中应用最多的协议。当链路配置到达网络层的协议阶段之后才可对IPCP进行协商。由于IPCP封装在PPP帧的数据域中，帧格式如下：
IPCP协议工作过程
根据两端设备的配置不同，IPCP协商过程可分为静态协商和动态协商。
静态协商，即不协商。点对点通信设备的两端已经配置好了IP地址，当到达网络层协商阶段时，通信双方告知对方自身的IP地址即可。如图2（a）所示。
动态协商，即动态获取IP地址的协商。服务器端手动方式配置IP地址，并需要给客户端分配IP地址，客户端则动态获取IP地址。这种情况下客户端需要两次发送Config-Request报文，才能完成协商。首先客户端发送IP和DNS均为零的Con⁃figure数据报，服务器收到后发送携带动态分配的IP地址和以服务器的IP地址为网关的Nak数据报，然后客户端再次以收到的信息发送Configure数据报，服务器回送Ack则配置成功。如图2（b）所示。
PPP协议中IPCP协商机制实验
环境搭建
实验设备和连接如图3所示。本实验使用GNS3，把两台Router c3600路由器的Serial接口连接起来，路由器分别命名为R1、R2。实验环境路由拓扑图如下：
实验过程
以点到点通信协议中PAP认证过程为例，来进行网络控制协议中IPCP的配置。
　
静态协商
R1配置：
PPP通信中IPCP的静态协商配置如下：
第一个Configuration Request是客户端发送的携带本端IP的数据报：
第一个Configuration Request报文内容如下：
第二个Configuration Request是服务器发送的含有本端IP的数据报：
第二个Configuration Request报文内容如下：
然后双方分别发送Ack包来回应对端的配置请求。
动态协商
R1配置：
PPP通信中IPCP的动态态协商配置如下：
第一个Configuration Request是客户端发送的IP地址和DNS地址置零的请求数据报：
第一个Configuration Request报文内容如下：
Configuration Nak中是服务器分配给客户端的IP地址和本端IP做网关的数据报：
Configuration Nak报文内容如下：
第二个Configuration Request是客户端发送的含本端IP地址和DNS地址的请求数据报：
第二个Configuration Request报文内容如下：
服务器收到后发送Ack配置完成。
总结
本实验，在点对点的通信方式中，IPCP完成了IP协议的协商和启停控制。通过使用Wireshark抓包，可以清楚地观察数据交换信息，采用协议分析的方法对IPCP协商过程进行分析，加深了对理论知识的理解，对PPP协议的理解更透彻。
IPCP和LCP的区别
IPCP和LCP基本相同，除了以下几点：
配置选项
IPCP配置选项用于IP参数的协商。它使用与LCP一样的选项定义格式。下面介绍两个配置选项。
· IP地址（IP-Address）选项
该选项提供协商在链路本地端使用的IP地址的方法。它允许Confugure-Request包的发送方声明要求哪个IP地址，或者请求对方提供信息。对方能通过NAKing选项提供此信息，返回一个有效的IP地址。
如果必须进行关于远端IP地址的协商，而对方不在Configure-Request包中提供此选项，此选项应该被附加到Configure-Nak包中。给出的IP地址值必须接受为远端的IP地址，或者指示一个对方提供此信息的请求。
在默认情况下，不分配IP地址。
IP地址配置选项格式如图2-16所示。类型和长度字段各占1字节，值分别为3和6。IP地址占4字节，是Configure-Request发送方要求的本地地址。如果4字节都是0，则表示请求对方提供IP地址信息。默认IP地址不分配。IP地址选项格式如下：
该配置选项提供协商使用的特定压缩协议的方法。在默认情况下，压缩不使用。该配置选项格式如图2-17所示。类型和长度字段各占1字节，类型值为3，长度不小于4字节。IP压缩协议选项格式如下：
IP压缩协议字段占2字节，用于指示请求的压缩协议。该字段的值总是与PPP数据链路层协议字段值（同样压缩协议）相同。目前分配的值为十六进制0x002d，表示Van JacobsonCompressed TCP/IP，这是用于网络的一组通信协议。
至于数据字段，属于可变长字段，可以是0，也可以是由特定压缩协议决定的更多的字节的附加数据。
Van Jacobson TCP/IP首部压缩技术可将TCP/IP首部缩小到3字节，可以显著改进低速串行线的通信。上述IP压缩协议配置选项被用来指定收到压缩包的能力。如果要求双向压缩，链路的每一端都必须独立地请求该选项。
传送IP包时PPP协议字段可以设置为下列值（用十六进制表示）。
· 0x0021：典型IP。IP协议承载的不是TCP，或是分片的包，或没有压缩。
· 0x002d：压缩TCP。TCP/IP首部由压缩首部替换。
· 0x002f：未压缩TCP。IP协议域被时间片标识符替换。
用于协商Van Jacobson TCP/IP首部压缩的IP压缩协议配置选项格式如图2-18所示。其中Max-Slot-ID（最大时间片ID）和Comp-Slot-Id（压缩时间片ID）各占1字节。
Van Jacobson TCP/IP首部压缩选项格式如下：
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