PPP یا Point-to-Point Protocol یک پروتکل ارتباطی پرکاربرد در شبکه‌های کامپیوتری است که امکان انتقال داده میان دو نقطه را فراهم می‌سازد. این پروتکل بیشتر در ارتباطات Dial-up لینک‌های سریال و تونل‌سازی شبکه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و از ویژگی‌هایی مانند احراز هویت، فشرده‌سازی و چندپروتکلی بودن پشتیبانی می‌کند.

PPP چیست؟

PPP یا Point-to-Point Protocol یک پروتکل ارتباطی در لایه دوم مدل OSI است که برای برقراری ارتباط مستقیم بین دو گره شبکه طراحی شده است. این پروتکل معمولاً در بسترهای سریال مانند خطوط تلفن، کابل‌های نوری یا لینک‌های مودم استفاده می‌شود و قابلیت انتقال فریم‌های لایه شبکه مانند IP، IPX و AppleTalk را دارد. به دلیل انعطاف‌پذیری بالا PPP جایگزینی قدرتمند برای پروتکل‌های قدیمی‌تر مانند SLIP محسوب می‌شود.

علاوه بر انتقال داده PPP امکاناتی مانند احراز هویت کاربران، رمزنگاری داده‌ها، فشرده‌سازی و مدیریت چندپروتکل را نیز ارائه می‌دهد. این پروتکل از اجزای مختلفی مانند LCP و NCP تشکیل شده است. استفاده از PPP در شبکه‌های گسترده (WAN) و سیستم‌عامل‌هایی مانند Linux و Windows بسیار رایج بوده و همچنان در برخی زیرساخت‌ها کاربرد دارد.

PPP چگونه کار می‌کند؟

1. برقراری اتصال فیزیکی (Physical Link Establishment):

در این مرحله ابتدا اتصال فیزیکی بین دو دستگاه از طریق بسترهایی مانند خط تلفن یا کابل سریال برقرار می‌شود. تا زمانی که این لینک فیزیکی برقرار نباشد، تبادل هیچ‌گونه داده‌ای ممکن نخواهد بود.

2. پیکربندی لینک با استفاده از LCP (Link Control Protocol):

پس از اتصال فیزیکی پروتکل LCP وارد عمل می‌شود تا پارامترهای ارتباطی مانند سایز فریم، روش فشرده‌سازی و احراز هویت را بین دو طرف مذاکره و هماهنگ کند.

3. احراز هویت کاربر (Authentication):

در صورت نیاز مرحله احراز هویت انجام می‌شود. PPP از پروتکل‌هایی مانند PAP یا CHAP برای تأیید هویت کاربر استفاده می‌کند تا امنیت ارتباط تا حدی تضمین شود.

4. مذاکره درباره پروتکل‌های شبکه با NCP:

پس از احراز هویت از NCP برای شناسایی و پیکربندی پروتکل‌های لایه شبکه (مانند IP یا IPv6) استفاده می‌شود تا نوع داده‌هایی که قرار است منتقل شوند مشخص گردد.

5. انتقال داده‌ها (Data Transmission):

در این مرحله داده‌ها بین دو دستگاه منتقل می‌شوند. فریم‌های PPP در این تبادل از ساختار مشخصی پیروی می‌کنند که دربردارنده اطلاعات کنترلی و شبکه است.

6. پایان اتصال (Link Termination):

وقتی ارتباط به پایان می‌رسد PPP فرآیند خاتمه را آغاز می‌کند و با کمک LCP اتصال را به‌صورت کنترل‌شده قطع می‌نماید تا هیچ داده‌ای ناقص باقی نماند.

اجزای اصلی PPP

• LCP (Link Control Protocol)

LCP مسئول راه‌اندازی، پیکربندی، تست و مدیریت اتصال PPP است. این پروتکل در ابتدای ارتباط مورد استفاده قرار می‌گیرد تا ویژگی‌هایی مانند اندازه بسته‌ها، روش فشرده‌سازی و احراز هویت بین دو طرف مذاکره شود. همچنین در مواقع خطا یا نیاز به خاتمه ارتباط، LCP می‌تواند ارتباط را به‌طور ایمن و کنترل‌شده قطع کند.

• NCP (Network Control Protocol)

NCP مجموعه‌ای از پروتکل‌ها است که پس از برقراری لینک توسط LCP، مسئول پیکربندی و فعال‌سازی پروتکل‌های لایه شبکه هستند. برای مثال، IPCP برای پشتیبانی از پروتکل IP و IPv6CP برای IPv6 به‌کار می‌رود. این بخش انعطاف‌پذیری PPP را افزایش می‌دهد و آن را قادر می‌سازد تا با انواع مختلفی از شبکه‌ها کار کند.

• PPP Frame

فریم PPP ساختار اصلی بسته‌های ارسالی در این پروتکل را تشکیل می‌دهد. هر فریم شامل بخش‌هایی مانند آدرس، کنترل، نوع پروتکل، داده و CRC است. این ساختار امکان انتقال دقیق داده‌ها را فراهم کرده و تضمین می‌کند که اطلاعات بدون خطا بین فرستنده و گیرنده منتقل شوند. فرمت فریم‌ها برای عملکرد هماهنگ بین دستگاه‌های مختلف ضروری است.

• احراز هویت

PPP از پروتکل‌هایی مانندPAP  وCHAP  برای تأیید هویت کاربران استفاده می‌کند. این احراز هویت‌ها در مرحله‌ای بعد از اتصال فیزیکی اما پیش از تبادل داده‌های اصلی انجام می‌شوند. استفاده از این روش‌ها، امنیت اتصال را تا حد مناسبی تأمین می‌کند.

احراز هویت چیست؟

قابلیت‌ها و ویژگی‌های اصلی PPP

• پشتیبانی از چندین پروتکل شبکه
• قابلیت احراز هویت کاربران
• تشخیص و تصحیح خطا
• پشتیبانی از فشرده‌سازی
• مستقل از نوع رسانه انتقال

مقایسه PPP با پروتکل‌های SLIP و HDLC

PPP نسبت به SLIP پیشرفته‌تر و کاربردی‌تر است. در حالی که SLIP فقط برای انتقال پروتکل IP طراحی شده و هیچ‌گونه پشتیبانی از احراز هویت، تشخیص خطا یا فشرده‌سازی ندارد، PPP از چندین پروتکل شبکه مانند IP، IPX و AppleTalk پشتیبانی می‌کند. همچنین PPP دارای مکانیزم‌هایی برای احراز هویت و مدیریت اتصال است که در SLIP وجود ندارد.

از طرف دیگر HDLC بیشتر برای شبکه‌های نقطه به نقطه در محیط‌های بسته و سخت‌افزارهای خاص کاربرد دارد. اگرچه HDLC از لحاظ ساختار فریم قوی است، اما در نسخه استاندارد آن، خبری از چندپروتکلی بودن، احراز هویت یا انعطاف PPP نیست. PPP نسخه‌ای اصلاح‌شده از HDLC برای محیط‌های عمومی و چندپروتکلی محسوب می‌شود.

در نتیجه PPP ترکیبی از ویژگی‌های مدیریتی، امنیتی و چندپروتکلی را ارائه می‌دهد که آن را نسبت به SLIP و HDLC برای کاربردهای مدرن مناسب‌تر می‌کند. به همین دلیل است که در بسیاری از سیستم‌عامل‌ها و زیرساخت‌های ارتباطی PPP به‌عنوان انتخاب پیش‌فرض استفاده می‌شود.