Layer 2 Tunneling Protocol

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L2TP im TCP/IP-Protokollstapel:
Anwendung L2TP
Transport UDP
Internet IP (IPv4, IPv6)
Netzzugang Ethernet Token
Bus 		Token
Ring 		FDDI …

Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) ist ein Netzwerkprotokoll, das Frames von Protokollen der Sicherungsschicht (Schicht 2) des OSI-Modells durch Router zwischen zwei Netzwerken über ein IP-Netz tunnelt. L2TP-Router sowie die IP-Verbindungen zwischen diesen erscheinen als L2-Switch.

Hierzu werden in einem lokalen Netzwerk Frames durch einen L2TP Access Concentrator (LAC) – in der Regel ein Router mit entsprechender L2TP-Protokollfunktionalität – in eine L2TP-Datennachricht verpackt und über ein IP-Netz an einen L2TP Network Server (LNS) des Zielnetzes gesendet. Dieser entpackt die Nachricht und sendet den Inhalt als OSI-Layer-2-Rahmen in das dortige Netz.

L2TP ist eine Tunnel-Lösung, die die Vorteile von PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol) und L2F (Layer 2 Forwarding) vereint. Mit Hilfe einer Tunnel-ID im L2TP-Header sind mehrere Tunnel nebeneinander ebenso möglich wie die Nutzung von NAT (Network Address Translation).

Als Authentifizierungsverfahren bietet L2TP die Verfahren CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol) und PAP (Password Authentication Protocol) an. Eine Verschlüsselung ist in L2TP direkt nicht enthalten. Dies muss bei Bedarf von anderen Protokollen übernommen werden. L2TP wird deshalb oft in Kombination mit IPsec verwendet (RFC 3193[1]).

L2TP Version 2

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Layer 2 Tunneling Protocol Version 2 ist für das Tunneln von PPP-Frames entwickelt worden. Frames anderer Protokolle können nicht übertragen werden. Die Tunnelung erfolgt über UDP oder andere paketbasierte Netzwerke (Frame Relay oder ATM).

L2TPv2 ist ein Proposed Standard nach IETF (Internet Engineering Task Force) und ist als RFC 2661 definiert.[2]

L2TP Version 3

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Layer 2 Tunneling Protocol Version 3 ist eine Weiterentwicklung von L2TP, das eine Alternative zum MPLS-Protokoll zur Verkapselung von verschiedenen Protokollen auf der Ebene 2 des OSI-Modells darstellt. Es arbeitet wie L2TPv2 über UDP oder andere PSNs (Packet Switched Networks), kann aber auch direkt IP nutzen. Außerdem können statt PPP auch andere Protokolle der Sicherungsschicht getunnelt werden.

Die Spezifikationen sind in RFC 3931 definiert.[3]

L2TPv3 kann als eine abgespeckte Version von MPLS angesehen werden. Ein nicht eingebautes Feature stellt z. B. das Traffic Engineering dar. Features könnten jedoch in künftigen Produkten problemlos hinzugefügt werden.

Header-Formate

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L2TP-Struktur
Tunneled Frame L2TP Control Message
L2TP Data Header L2TP Control Header
L2TP Data Channel
(unreliable)		 L2TP Control Channel
(reliable)
Packet-Switched Netz (UDP, Frame Relay, ATM, MPLS, IP (bei v3) etc.)

Felder im L2TP-Header:

  • T = Message Type. Dieses Feld definiert, ob es sich um eine Kontrollmitteilung (Wert 1) oder um Daten (Wert 0) handelt.
  • L = Length. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit gesetzt haben.
  • S = Sequence. Wenn dieses Bit gesetzt ist, sind die Felder Ns und Nr sichtbar. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit gesetzt haben.
  • O = Offset. Wenn dieses Bit gesetzt ist, ist das Feld Offset Size sichtbar. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit auf Null gesetzt haben.
  • P = Priority. Kontrollmitteilungen müssen dieses Bit auf Null gesetzt haben.
  • Version. Beschreibt, welches L2TP Protokoll verwendet wird (Version 2 = 2). Pakete mit einem unbekannten Wert müssen verworfen werden.
  • Length (Länge) ist optional (existiert, wenn L gesetzt). Die Gesamtlänge der Nachricht in Bytes.
  • Tunnel ID.
  • Session ID.
  • Ns = sequence number (existiert, wenn S gesetzt).
  • Nr = sequence number expected (existiert, wenn S gesetzt).
  • Offset Size (Offset Größe, existiert, wenn O gesetzt).
  • Offset Pads (Offset Auflage) haben optional eine variable Länge.
  • Daten (variable Länge).

Felder im AVP (Attribute Value Pair):

  • M = Mandatory
  • H = Hidden
  • AVP Length (Werte 6 bis 1023). Spezifiziert, wie viele Bytes das AVP beinhaltet.
  • AVP Vendor ID. Das IANA teilt den „SMI Network Management Private Enterprise Codes“ Werte zu (RFC 1700[4]).
  • AVP Type beträgt 16 Bit.

L2TPv2 Header

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L2TPv2 Header
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
T L 0 S 0 O P 0 Version Length (Länge)
Tunnel ID
(Tunnel Bezeichner) 		Session ID
(Session Bezeichner)
Ns
(sequence number) 		Nr
(sequence number expected)
Offset Size
(Offset Größe) 		Offset Pad
(Offset Auflage)
Data
(Daten)

Attribute Value Pair bei Version 2

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AVP bei Version 2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
M H 0 AVP Length AVP Vendor ID
AVP Attribute Type AVP Attribute Value …

L2TPv3 Header

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L2TPv3 Control Message Header
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
T L 0 S 0 O P 0 Version Length (Länge)
Control Connection ID
(Steuerverbindung-Bezeichner)
Ns
(sequence number) 		Nr
(sequence number expected)
L2TPv3 Session Header
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
T L 0 S 0 O P 0 Version Length (Länge)
Session ID
(Sitzungsbezeichner)

Tunnel ID und Session ID aus Version 2 (jeweils 16 Bit) werden durch eine jeweils 32 Bit lange Session ID und Control Connection ID ersetzt.

Attribute Value Pair bei Version 3

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AVP bei Version 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
M H 0 AVP Length AVP Vendor ID
AVP Attribute Type AVP Attribute Value …
bis Length erreicht wurde …
AVP Version 3
mit erweitertem Vendor ID
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
M H 0 AVP Length 0
58 32-bit AVP Vendor ID
AVP Attribute Type
AVP Attribute Value
bis Length erreicht wurde …

Hierbei wird über den gesetzten Wert 58 festgelegt, dass der erweiterte AVP Vendor ID verwendet wird.

Attribute Value Pair Typ

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Typ Beschreibung Referenz
0 Message Type

RFC 2661[2]

1 Result Code

RFC 2661[2]

2 Protocol Version

RFC 2661[2]

3 Framing Capabilities

RFC 2661[2]

4 Bearer Capabilities

RFC 2661[2]

5 Tie Breaker

RFC 2661[2]

6 Firmware Revision

RFC 2661[2]

7 Host Name

RFC 2661[2]

8 Vendor Name

RFC 2661[2]

9 Assigned Tunnel ID

RFC 2661[2]

10 Receive Window Size

RFC 2661[2]

11 Challenge

RFC 2661[2]

12 Q.931 Cause Code

RFC 2661[2]

13 Response

RFC 2661[2]

14 Assigned Session ID

RFC 2661[2]

15 Call Serial Number

RFC 2661[2]

16 Minimum BPS

RFC 2661[2]

17 Maximum BPS

RFC 2661[2]

18 Bearer Type

RFC 2661[2]

19 Framing Type

RFC 2661[2]

20
21 Called Number

RFC 2661[2]

22 Calling Number

RFC 2661[2]

23 Sub-Address

RFC 2661[2]

24 Tx Connect Speed BPS

RFC 2661[2]

25 Physical Channel ID

RFC 2661[2]

26 Initial Received LCP CONFREQ

RFC 2661[2]

27 Last Sent LCP CONFREQ

RFC 2661[2]

28 Last Received LCP CONFREQ

RFC 2661[2]

29 Proxy Authen Type

RFC 2661[2]

30 Proxy Authen Name

RFC 2661[2]

31 Proxy Authen Challenge

RFC 2661[2]

32 Proxy Authen ID

RFC 2661[2]

33 Proxy Authen Response

RFC 2661[2]

34 Call Errors

RFC 2661[2]

35 ACCM

RFC 2661[2]

36 Random Vector

RFC 2661[2]

37 Private Group ID

RFC 2661[2]

38 Rx Connect Speed

RFC 2661[2]

39 Sequencing Required

RFC 2661[2]

40 Rx Minimum RFC 3301[5]
41 Rx Maximum RFC 3301[5]
42 Service Category RFC 3301[5]
43 Service Name RFC 3301[5]
44 Calling Sub-Address RFC 3301[5]
45 VPI/VCI Identifier RFC 3301[5]
46 PPP Disconnect Cause Code RFC 3145[6]
47 CCDS RFC 3308[7]
48 SDS RFC 3308[7]
49 LCP Want Options RFC 3437[8]
50 LCP Allow Options RFC 3437[8]
51 LNS Last Sent LCP Confreq RFC 3437[8]
52 LNS Last Received LCP Confreq RFC 3437[8]
53 Modem On-Hold Capable RFC 3573[9]
54 Modem On-Hold Status RFC 3573[9]
55 PPPoE Relay RFC 3817[10]
56 PPPoE Relay Response Capability RFC 3817[10]
57 PPPoE Relay Forward Capability RFC 3817[10]
58 Extended Vendor ID
59 Message Digest
60 Router ID
61 Assigned Control Connection ID
62 Pseudowire Capabilities List
63 Local Session ID
64 Remote Session ID
65 Assigned Cookie
66 Remote End ID
67 Application Code
68 Pseudowire Type
69 L2-Specific Sublayer
70 Data Sequencing
71 Circuit Status
72 Preferred Language
73 Control Message Authentication Nonce
74 Tx Connect Speed
75 Rx Connect Speed
76 Failover Capability
77 Tunnel Recovery
78 Suggested Control Sequence
79 Failover Session State
80 Multicast Capability RFC 4045[11]
81 New Outgoing Sessions RFC 4045[11]
82 New Outgoing Sessions Acknowledgement RFC 4045[11]
83 Withdraw Outgoing Sessions RFC 4045[11]
84 Multicast Packets Priority RFC 4045[11]

RFCs für L2TP

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  • RFC: 2661 – Layer Two Tunneling Protocol “L2TP”. (defines L2TP version 2, englisch).
  • RFC: 2809 – Implementation of L2TP Compulsory Tunneling via RADIUS. (englisch).
  • RFC: 2888 – Secure Remote Access with L2TP. (englisch).
  • RFC: 3070 – Layer Two Tunneling Protocol (L2TP) over Frame Relay. (englisch).
  • RFC: 3145 – L2TP Disconnect Cause Information. (englisch).
  • RFC: 3193 – Securing L2TP using IPsec. (englisch).
  • RFC: 3301 – Layer Two Tunnelling Protocol (L2TP): ATM access network extensions. (englisch).
  • RFC: 3308 – Layer Two Tunneling Protocol (L2TP) Differentiated Services Extension. (englisch).
  • RFC: 3355 – Layer Two Tunnelling Protocol (L2TP) Over ATM Adaptation Layer 5 (AAL5). (englisch).
  • RFC: 3371 – Layer Two Tunneling Protocol “L2TP” Management Information Base. (englisch).
  • RFC: 3437 – Layer-Two Tunneling Protocol Extensions for PPP Link Control Protocol Negotiation. (englisch).
  • RFC: 3438 – Layer Two Tunneling Protocol (L2TP) Internet Assigned Numbers Authority (IANA) Considerations Update. (englisch).
  • RFC: 3573 – Signaling of Modem-On-Hold status in Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP). (englisch).
  • RFC: 3817 – Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Active Discovery Relay for PPP over Ethernet (PPPoE). (englisch).
  • RFC: 3931 – Layer Two Tunneling Protocol – Version 3 (L2TPv3). (defines L2TP version 3, englisch).
  • RFC: 4045 – Extensions to Support Efficient Carrying of Multicast Traffic in Layer-2 Tunneling Protocol (L2TP). (englisch).
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Einzelnachweise

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  1. ↑ RFC: 3193 – Securing L2TP using IPSec. (englisch).
  2. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an RFC: 2661 – Layer Two Tunneling Protocol “L2TP”. (defines L2TP version 2, englisch).
  3. ↑ RFC: 3931 – Layer Two Tunneling Protocol – Version 3 (L2TPv3). (defines L2TP version 3, englisch).
  4. ↑ RFC: 1700 – Assigned Numbers. Oktober 1994 (englisch).
  5. ↑ a b c d e f RFC: 3301 – Layer Two Tunnelling Protocol (L2TP): ATM access network extensions. (englisch).
  6. ↑ RFC: 3145 – L2TP Disconnect Cause Information. (englisch).
  7. ↑ a b RFC: 3308 – Layer Two Tunneling Protocol (L2TP) Differentiated Services Extension. (englisch).
  8. ↑ a b c d RFC: 3437 – Layer-Two Tunneling Protocol Extensions for PPP Link Control Protocol Negotiation. (englisch).
  9. ↑ a b RFC: 3573 – Signaling of Modem-On-Hold status in Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP). (englisch).
  10. ↑ a b c RFC: 3817 – Layer 2 Tunneling Protocol (L2TP) Active Discovery Relay for PPP over Ethernet (PPPoE). (englisch).
  11. ↑ a b c d e RFC: 4045 – Extensions to Support Efficient Carrying of Multicast Traffic in Layer-2 Tunneling Protocol (L2TP). (englisch).
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