PPPoE là gì? Vai trò, cách hoạt động, ứng dụng của PPPoE

Hiện nay, đa số các nhà cung cấp dịch vụ mạng đều cung cấp đăng ký Internet Broadband thông qua công nghệ PPPoE. Nếu thường xuyên tìm hiểu về lĩnh vực thiết bị mạng chắc hẳn ít nhiều các bạn đã nghe qua về công nghệ PPPoE. Vậy liệu các bạn đã hiểu rõ PPPoE là gì và nó được ứng dụng như thế nào chưa?

Bài viết dưới đây, MC&TT sẽ chia sẻ cho các bạn những thông tin chi tiết về PPPoE, mời các bạn theo dõi!

1. PPPoE là gì?

PPPoE - Point-to-Point Protocol over Ethernet là một giao thức mạng thiết lập kết nối nhiều người dùng máy tính trong hệ thống mạng LAN qua dây cáp Ethernet với một trang web từ xa thông qua thiết bị Modem (hoặc các thiết bị tương tự khác). Với cách thức này, nhiều thiết bị có thể truy cập vào cùng một máy chủ và cùng lúc sử dụng mạng từ nhà cung cấp dịch vụ.

Nhờ công nghệ PPPoE, các nhà cung cấp dịch vụ Internet có thể quản lý nhiều hệ thống khách hàng, xác thực quyền truy cập của họ vào dịch vụ được cung cấp, đồng thời theo dõi việc sử dụng dữ liệu của khách hàng.

Công nghệ PPPoE được ra đời vào thời kỳ đầu mạng không dây được thiết lập. Nhưng nó sở hữu nhiều tính năng nổi trội và có sự hoàn thiện nhất định nên hiện nay PPPoE nó vẫn đang được nghiên cứu phát triển và được ứng dụng như một giao thức khá hoàn chỉnh.

2. Vai trò của PPPoE là gì?

Công nghệ PPPoE cho phép nhiều thiết bị có thể cùng lúc truy cập và sử dụng mạng từ máy chủ của một nhà cung cấp dịch vụ Internet. Hiểu đơn giản, công nghệ PPPoE hỗ trợ các văn phòng lớn hay toà nhà chứa nhiều người dùng cùng lúc chia sẻ dịch vụ với một DSL (đường dây thuê bao kỹ thuật số) thông qua một Modem cáp có kết nối mạng.

PPPoE là thiết bị có khả năng phát sóng mạng. Một số nhà cung cấp dịch vụ mạng sử dụng PPPoE để quản lý kết nối của các thuê bao riêng lẻ. Phần lớn các thiết bị định tuyến (Router) đều tích hợp PPPoE như một chế độ kết nối Internet. Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng PPPoE bằng cách thiết lập và sau đó bán các gói thuê bao truy cập Internet khác nhau.

PPPoE sẽ có vai trò tiếp nhận ID dùng cho kết nối mạng. PPPoE là giao thức mạng giúp xác nhận các thiết bị máy tính kết nối mạng đã truyền tải và sau đó tiến hành xét duyệt để cung cấp địa chỉ IP cho kết nối đó.

Tìm hiểu: Địa chỉ IP là gì?

Các thiết bị kết nối được phép tìm kiếm, truy cập mạng khi thông qua xét duyệt. Đây là một trong những vai trò cơ bản nhất của PPPoE nói riêng và các loại giao thức khác nói chung.

Tháng 2 năm 1999, Internet Society đã chính thức hoá PPPoE bằng việc xuất bản Request for Comments 2516 - một đặc điểm kỹ thuật thông tin mô tả PPPoE. Đồng thời thiết lập triển khai và đóng gói phiên PPP thông qua Ethernet.

Ngoài ra, PPPoE có vai trò là cơ quan đầu não khắc phục và quản lý toàn bộ lỗi kỹ thuật cho các thiết bị. Hiện ngay, công nghệ PPPoE được thiết lập hệ thống tự điều chỉnh, nhận diện và khắc phục sự cố, cùng với những thuật toán phức tạp. Do đó, PPPoE có khả năng tự xử lý thông tin/ khắc phục sự cố trong quá trình truyền tải mạng đến các thiết bị đầu cuối. 

Khi quá trình kết nối bị gián đoạn bởi những địa chỉ ID không đáng tin cậy thì với vai trò là hệ thống máy chủ PPPoE sẽ tự động khắc phục sự cố một cách nhanh chóng nhất.

Đó là những vai trò cơ bản nhất mà giao thức PPPoE mang đến cho người dùng. Công nghệ thông tin phát triển, nhiều giao thức với các tính năng vượt trội ra đời nhưng PPPoE vẫn là giao thức được người dùng tin tưởng và sử dụng rộng rãi.

3. Cách thức hoạt động của PPPoE

Giao thức PPPoE hoạt động ở lớp truy cập mạng trong giao thức truyền tải Internet (TCP/IP) và tại tầng 2 - Data Link Layer trong mô hình tham chiếu OSI. Giao thức này được thiết kế để cùng cho các công nghệ có băng thông rộng và truy cập từ xa, cung cấp hình cầu nối.

Với PPPoE, nhà cung cấp dịch vụ tận dụng mọi lợi thế về chi phí Ethernet và duy trì chức năng phiên, đồng thời kiểm soát truy cập và thanh toán có sẵn cho PPP.

Trên thực tế, nhiều người dùng chia sẻ kết nối vật lý với BRAS để định tuyến lưu lượng truy cập đến/ đi từ các thiết bị truy cập từ xa. Chính vì thế, PPPoE sẽ dùng một giao thức tương tự giao thức đường hầm điểm đến điểm. Hiểu đơn giản, PPPoE nhúng thông báo ở một định dạng, cung cấp và mã hoá dữ liệu được thực hiện để hình thành các điểm để kết nối với các điểm khác. 

PPPoE sẽ hoạt động theo hai giai đoạn chính là Discovery (khám phá PPPoE) và Session (phiên PPP).

• Discovery (khám phá PPPoE): Ở giai đoạn này, PPPoE client sẽ thiết lập ID phiên và xác định địa chỉ MAC Ethernet cục bộ. Host sẽ định vị các PPPoE Server và cho phép người dùng lựa chọn một máy chủ.
• Session (phiên PPP): Trong giai đoạn này, Host và cả Server được chọn sẽ đều có thông tin kết nối PPP qua Ethernet sau khi giai đoạn Discovery hoàn thành. Sau đó, PPPoE cấp phép cho dữ liệu truyền qua liên kết PPP trong các PPPoE Header. Vì thế, giao diện này hỗ trợ theo dõi/ giám sát từ xa một người dùng cá nhân và trang web bất kỳ. PPPoE thực hiện thiết lập và ghi nhận việc thanh toán của người dùng.

4. Các ứng dụng của PPPoE

Giao thức PPPoE được ứng dụng chủ yếu cho các ISP cung cấp kết nối Internet cho khách hàng đăng ký sử dụng dịch vụ của họ. 

PPPoE hỗ trợ nhiều thiết bị truy cập vào một máy chủ và sử dụng mạng cùng lúc. Như vậy, những nơi có nhiều người dùng truy cập cùng chia sẻ dịch vụ với DSL chung chỉ thông qua duy nhất một Modem cáp có kết nối Internet.

Bên cạnh đó, một số nhà cung cấp dùng PPPoE để quản lý và kết nối các thuê bao riêng lẻ với nhau.

Ngoài ra, giao thức PPPoE còn được ứng dụng để mã hoá, xác thực và nén dữ liệu. Nhờ đó, các nhà cung cấp dịch vụ Internet có thể thiết lập và bán lẻ các gói thuê bao truy cập Internet khác nhau. Hơn thế, tất cả những gì ISP cần làm là cung cấp mã định danh và mật khẩu để áp đặt giới hạn băng thông hoặc lưu lượng truy cập. Qua đó, họ có thể đo lường, xác định và lọc lưu lượng truy cập Internet của người dùng.

5. PPPoE và DHCP khác nhau như thế nào?

DHCP là giao thức cấu hình máy chủ, có chức năng cho phép máy chủ quản lý tập trung và tự động hoá việc cung cấp địa chỉ IP cho các máy khác trong hệ thống mạng. Giao thức này hữu dụng trong việc tự động gửi địa chỉ IP mới khi máy tính cắm vào các vị trí mạng khác và di chuyển thường xuyên.

Còn PPPoE thì đóng gói lưu lượng mạng dựa trên quyền truy cập được xác thực như username, password, cần được định cấu hình chính xác trước khi người dùng đăng nhập mạng. Đây cũng là ưu điểm vượt trội của DHCP khi không cần xác định cấu hình chính xác mà chỉ cần cắm vào các vị trí mạng và chạy một cách tự động.

DHCP không cần xác thực và người dùng sẽ không biết IP khi bật mạng, tất cả những gì cần làm là đợi DHCP gán một IP ngẫu nhiên cho thiết bị. Và đây chính là lợi thế của PPPoE, chỉ khi xác thực đúng mật khẩu và tài khoản thì mới được gán IP hợp lệ. Việc cho phép ISP kiểm soát/giám sát truy cập giúp PPPoE đảm bảo được an toàn cho mạng đang sử dụng và mạng nội bộ.

Nhìn chung, PPPoE đáp ứng một mục đích rất khác so với DHCP. Nó tạo điều kiện cho các giao tiếp PPP có thể xác thực trên mạng Ethernet, trong khi DHCP tự động gán địa chỉ IP ngẫu nhiên mà không cần xác thực.

Điểm khác biệt nữa là PPPoE cho phép số lượng lớn host thiết lập một đơn vị mạng, lập bill cho mỗi host, nên nó được ứng dụng rộng rãi trong các môi trường có phạm vi lớn như toà nhà, khách sạn,... Còn với DHCP thường được sử dụng để chỉ định IP cho mạng nội bộ của doanh nghiệp.

Tổng kết

PPPoE là giao thức truyền tải Internet với nhiều vai trò, ứng dụng tuyệt vời. Hy vọng những chia sẻ của chúng tôi trên bài viết sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về PPPoE là gì, qua đó biết cách ứng dụng công nghệ này vào thực tế một cách hiệu quả. Chúc bạn thành công!