PPTP协议握手流程分析
一 PPTP概述
PPTP(Point to Point Tunneling Protocol)，即点对点隧道协议。该协议是在PPP协议的基础上开发的一种新的增强型安全协议，支持多协议虚拟专用网，可以通过密码验证协议，可扩展认证协议等方法增强安全性。远程用户可以通过ISP、直接连接Internet或者其他网络安全地访问企业网；
它能够将PPP(点到点协议)帧封装成IP数据包，以便能够在基于IP的互联网上进行传输。PPTP使用TCP是实现隧道的创建、维护与终止，并使用GRE(通用路由封装)将PPP帧封装成隧道数据。被封装后的PPP帧的有效载荷可以被加密或压缩；
PPTP通信过程中需要建立两种连接，一种是控制连接，另一种是数据连接。控制连接用来协商通信过程中的参数和进行数据连接的维护。而真正的数据通信部分则交由PPTP数据连接完成。以下两个章节分别介绍PPTP的控制连接和数据连接
二 PPTP控制连接的建立流程分析
PPTP控制连接建立过程可以分为以下几步:
1、 建立TCP连接
2、 PPTP控制连接和GRE隧道建立
3、 PPP协议的LCP协商
4、 PPP协议的身份验证
5、 PPP协议的NCP协商
6、 PPP协议的CCP协商
以下以抓包的方式分析上述几个步骤，
pptp client : 192.168.163.56
pptp server : 192.168.162.196
2.1 建立TCP连接
PPTP控制层协议是建立在TCP协议的基础上，所以刚开始即使普通的TCP三次握手
图2-1 TCP三次握数据包
图2-2 TCP三次握手时序图
1、 Client端向Server的1723端口发TCPSYN包，请求建立TCP连接。
2、 Server接收TCP连接请求，回SYN ACK。
3、 Client端向Server发送确认包ACK
2.2 PPTP控制连接和隧道的建立
在此过程，完成PPTP控制层连接和Gre隧道建立的工作
图2-3 PPTP控制层连接建立过程
图2-4 PPTP控制层连接时序图
1、 Client向Server发送Start-Control-Connection-Request，请求建立控制连接
2、 Server向Client发送Start-Control-Connecton-Reply，应答客户端的请求
3、 Client向Server发送Outgoing-Call-Request，请求建立PPTP隧道，该消息包含GRE报头中的Callid，该id可唯一地标识一条隧道
4、 Server向Client发送Outgoing-Call-Reply，应答客户端的建立PPTP隧道请求
5、 有Client或者Server任意一方发出Set-Link-info，设置PPP协商的选项2.3 PPP协议的LCP协商
LCP是PPP协议的链路控制协议，负责建立、拆除和监控数据链路。协商链路参数，如认证方法，压缩方法，是否回叫等。
图2-5 PPP协议的LCP协商过程
图2-6 PPP协议的LCP协商时序图
1、 Client发送一个Configuration Request，把自己的配置参数发送给Server
2、 Server发送一个Configuration Request，把自己的配置参数发送给Client
3、 Server发送一个Configuration Reject，将自己不能识别的参数告知Client，让Client进行修正
4、 Client发送一个Configuration Ack，表示所有配置参数全部认识且可以接受，应答Server
5、 Client修改配置项后再次发送Configuration Request
6、 Server发送一个Configuration Ack，标示所有配置参数全部认识且可以接受，应答Client
2.4 PPP协议的身份认证
LCP协商完成后，PPP协议的Server端会对Client端进行身份验证，在LCP协商中已经协商好身份验证协议，本文以MS-CHAP-2为例说明
图2-7 PPP协议的Chap身份认证过程
图2-8 PPP协议的Chap身份认证时序图
1、 Server向Client发送Challenge，其中包括一个Challenge string(value字段)和Server Name(pptpd)
2、 Client向Server发送Response，其中用户名使用明文发送，密码(syberos)和Challenge字段混合hash后以密文(value字段)形式发送
3、 Server读取密码文件，对用户身份进行验证，验证成功，向Client发送Success，表示身份验证成功
2.5 PPP协议的NCP协商
NCP协议是PPP协议的网络控制协议，主要用来协商双方网络层接口参数，配置虚拟端口，分配IP，DNS等信息。图中的IPCP是NCP基于TCP/IP的接口协商协议。Server和Client都要把自己的Miniport信息发送给对方
图2-9 PPP协议的NCP协商过程
图2-10 PPP协议的NCP协商时序图
1、 Server把自己的Miniport信息通过Configuration Request发送给Client
2、 Client接收Server的接口配置，向Server发送Configuration ACK，应答上一步骤的Request
3、 Client把自己的Miniport信息(无效数据，等待Server分配)通过Configuration Request发送给Server
4、 Server发现Client的配置是无效的，则给Client发送一条有效的配置信息，使用Configuration Nak发送，其中主要是给Client分配ip
5、 Client根据Server端发送过来的配置，修改自己的Miniport的接口，再次发送Configuration Request
6、 Server接受Client的配置，发送Configuration Ack应答Request
2.6 PPP协议的CCP协商
CCP协议协商PPP通讯中数据加密的协议
图2-11 PPP协议的NCP协商过程
图2-12 PPP协议的NCP协商时序图
1、 Server向Client发送Configuration Request，标识服务端支持的加密协议
2、 Client向Server发送Configuration Request，标识客户端支持的加密协议
3、 Client向Server发送Configuration ack，标识接受服务端的加密协议
4、 Server向Client发送Configuration ack，标识接受客户端的加密协议
三 PPTP数据连接的分析
图3-1 PPTP数据包格式
我们以应用层使用HTTP连接为例说明PPTP数据包的封装和解析过程；
3.1 PPTP数据包封装过程
图3-2 PPTP数据包封装过程
封装过程：
1、 应用层数据封装成IP数据包
2、 将IP数据包发送到VPN的虚拟接口
3、 VPN的虚拟接口将IP数据包压缩和加密，并增加PPP头
4、 VPN的虚拟接口将PPP帧发送给PPTP协议驱动程序
5、 PPTP协议驱动程序在PPP帧外添加GRE报头
6、 PPTP协议驱动程序将GRE报头提交给TCP/IP协议驱动程序
7、 TCP/IP协议驱动程序为GRE驱动添加IP头部
8、 为IP数据包进行数据链路层封装后通过物理网卡发送出去3.2 PPTP数据包解析过程
图3-2 PPTP数据包解析过程
解析过程：
1、物理thernet帧
2、剥掉Ethernet帧后交给TCP/IP协议驱动程序
3、TCP/IP协议解析剥掉IP头部
4、IP协议解析剥掉GRE头部
5、将PPP帧发送给VPN虚拟网卡
6、VPN虚拟网卡剥掉PPP头并对PPP有效负载进行解密或者解压缩
7、解密或者解压缩完成后将数据提交给上层应用
8、上层应用对数据进行处理
从应用层看，Service和Client是直接点对点连接的，他们之间的媒介就是GRE。而这个GRE的底层并不是真正的点对点连接，
而是建立在物理网络上的一个隧道，保护传输的数据；
