實作於 User-space 的 pppd

前些日子在『Linux 下的網路連線整合』曾提到 Linux 網路機制的實作情況，若要做大整合，PPP (Point-to-Point Protocol)是首要考量的目標之一，因此這兩天就花了一點時間，透過現有 user-space 的 pppd 實作 PPP 的狀態提取，初步得到了些成果。

由於 PPP 存在的架構特殊，深入了解 pppd 的原理是必要的，如此才能完整處理資訊。不過，PPP 所牽涉的範疇比較廣，不少相關機制交錯於 kernel-space/user-space 之間，還好實作在 kernel-space 的機制，我們都可以統一透過 ioctl 去操作（如：Network Interface），並無太大困難。可是， PPP 實作於 user-space 的另一半機制，就沒有一定的 syscall 可以保證達成全部操作。

為何 PPP 有 kernel-space/user-space 的設計，要從瞭解 PPP 是什麼東西開始。正確來說，PPP 只是一種通訊協定，讓兩端通訊點能夠在此通訊協定上，建立 TCP/IP 等網路連線，它與硬體絲毫不相干，硬體裝置對它來說只是種傳輸資料的媒介。而一般人會誤以為 PPP 也處理 Modem 的 AT Command，是因為在過去語音通訊的年代，PPP 總是被拿來做在舊式撥號連線的通訊協定，大部份相關應用都是搭配 AT Command 使用。

也因為 PPP 本身很單純，在 kernel-space 的設計，只負責資料壓縮、解壓縮、轉換以及 Network interface 的建立和對應，而真正在與 Modem 溝通的，則是透過 user-space 的 pppd 這支程式。pppd 透過開啟 /dev/tty* ，並使用 AT Command 和 Modem 交換資料，取得通訊後再將通訊資料傳回 kernel-space 實作做解壓縮、轉換等處理，最後以 virtual network interface（ppp0, ppp1...） 的形式出現。

整個流程之中，其實 PPP 的 kernel-space 實作並不曉得資料是從哪個裝置進來，也不經手網路設定，除資料處理和 interface 對應的操作外，全都由 user-space 的 pppd 負責， pppd 的工作包括記錄 ppp0 與 /dev/tty* 的對應、分析遠端 Server 給的資訊以及各種網路設定。對於網路狀態的記錄，pppd 都存在 /var/run/pppd2.tdb 之中，而該資料庫是採用 samba tdb 的格式所寫成，若是想得知目前 PPP 的網路狀態，可透過分析該檔案達成。

當然，我們可以自己撰寫程式取代 pppd，就不用去讀取 tdb 檔案，不過因為 pppd 幾乎已經被各 Unix-like 系統（Linux、FreeBSD 等等）所使用，近乎標準，似乎沒什麼必要重寫。

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