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修改pppd,提高openwrt中pppoe多拨成功率

原文链接: http://www.morfast.net/blog/linux/pppoe-multilink/,转载请注明出处,谢谢!

先上一张最终效果图吊吊大家胃口:

是的,这张是普通家用10M小区宽带*10拨后,下载速度实测图。下面正文开始。

大家伙用openwrt一般为了两件事:脱机下载;多拨带宽合并。今天讨论后者的前半部分:多拨。

多拨这个词太口语化了,书面一点的说法是:建立多条PPPOE连接。但由于ISP在PPPOE认证服务器上的限制(注意,完全是PPPOE认证服务 器的限制,和地域啊,不同的ISP啊都没关系的,所以很多BBS上讨论XX地区XXISP能不能多拨是没多大意义的),多拨有时候很难成功。表现形式多为 只能成功建立一条PPPOE连接,再尝试连接时虽然账号密码都正确,也无法认证成功。

后有网友发现,在有ISP限制的情况下,如果能做到同时多次拨号,有一定的概率能同时建立多条连接。这一般采用脚本同时启动多个pppd进程来实 现。经过我的测试,这种方法的确可行,但在连接数多到一定程度时,成功率仍然较低。在我的网络环境下,一般只能成功建立两条连接。有没有办法进一步提高成 功率呢?

刚才提到,成功的关键在于“同时”,我们就从这里入手。为什么同时就可以而不同时就不行呢?为什么即使同时也不是百分百成功呢?这里我们抓下认证过程的包,看看PPPOE服务端是如何做的限制:

PPPOE连接的认证过程主要分为两大步:发现阶段和认证阶段。在发现阶段,客户端以广播的方式找到认证服务器。在认证阶段,服务器向客户端询问用户名和密码(challenge),客户端响应用户名和密码(response),最后服务器回应认证成功。

观察抓包结果后我们不难发现,一但有一条连接成功建立(服务端回应Success),后续发送的response就只会得到Failure的回应。于是得到一个很重要的结论: 多个连接成功建立的关键,在于要在服务端回应第一个Success之前,发出所有的chap response。如果是使用脚本同时开始多个pppd进程,有一定的可能性满足这一条件。但由于开始多个pppd进程后,这些进程的调度完全由操作系统接管了,在shell脚本里不可能对其进行更精确的控制,只能通过pppd进程间的通信与同步来实现。我们要做的是,在pppd要发送response这个点上做同步,让所有pppd进程的response同时发出

好在一切都是开源的。 :)  翻翻ppp的源码,和chap认证有关的函数都在pppd文件夹的chap-new.c文件中。再找一下,发现chap_respond函数的注释写得很清楚:

/* chap_respond - Generate and send a response to a challenge. */

这就是我们要找的地方了。在此函数的最后,调用output()函数把reponse发送出去。我们在output()函数之前做同步就行了。也就 是说,所有的pppd进程会在这个地方停一下,直到所有的pppd程序都跑到这个地方了,再一起同时继续运行,把response发送出去。

下面是代码。初学进程间通信,代码很乱。两个主要文件:syncpppinit.c编译后为独立程序,做的事是给一个文件lockfile加排它 锁,并统计到达同步位置的pppd进程的数目,到达预定数目后解锁文件。syncppp.c文件中的syncppp()函数用于在 chap_respond()中做进程同步。它会操作相关信号量以便syncpppinit能正确计数,以及尝试加锁lockfile。当 syncpppinit解锁时,所有的pppd进程将加锁成功,同时继续运行并发送respond,从而达到我们的目的。当然这一定不是最好的同步方式。 本人菜鸟一个,希望有大牛可以写一个更好的版本:)

/* syncppp.h */

#include<semaphore.h>

#define MAX_PPP_NUM 30
#define keyfilename "/tmp/pppkeyfile"
#define lockfilename "/tmp/ppplockfile"

void syncppp(void);

struct semaphores {
    sem_t count;  /* count the pppd processes which has recieved the challenge */
};

 

/* syncpppinit.c 
 * lock the lockfile, and count pppd, then unlock the lockfile
 * to release all pppd
 */
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/file.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include "initppp.h"

int openlockfile()
{
    int fdlock;

    if ((fdlock = creat(lockfilename, 0644)) < 0) {
        perror("fdlock open error");
        exit(1);
    }
    return fdlock;
}

void lockfile(int fdlock)
{
    if (flock(fdlock, LOCK_EX) < 0) {
        perror("flock lock error");
        exit(1);
    }    
    fprintf(stderr,"initppp: locked\n");
}

void unlockfile(int fdlock)
{
    if (flock(fdlock, LOCK_UN) < 0) {
        perror("flock unlock error");
        exit(1);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int shm_id;
    int ppp_num;
    int fdlock;
    sem_t *p_sem;
    key_t key;
    struct semaphores *semphs;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <number of pppd>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    ppp_num = atoi(argv[1]);
    if (ppp_num > MAX_PPP_NUM || ppp_num <= 0) {
        fprintf(stderr, "Number of pppd beyoung limit\n");
        exit(1);
    }

    /* create a uniqe key */
    creat(keyfilename, 0755);
    key = ftok(keyfilename, 4);
    if (key < 0) {
        perror("key error\n");
        exit(1);
    }

    shm_id = shmget(key, sizeof(struct semaphores), IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);
    if (shm_id < 0) {
        /* exist */
        shm_id = shmget(key, 1, 0644);
    }

    if ( (void *)(semphs = shmat(shm_id, 0, 0)) == (void *)-1) {
        perror("shmat error");
        exit(1);
    }

    if (sem_init(&(semphs->count), 1, 0) != 0) { /* shared between processes, init 0 */
        fprintf(stderr, "sem_init error\n");
        return 1;
    }

    fdlock = openlockfile();
    lockfile(fdlock);

    while (ppp_num > 0) {
        sem_wait(&(semphs->count));
        fprintf(stderr,"%d ",ppp_num);
        ppp_num--;
    }
    unlockfile(fdlock);
    fprintf(stderr,"\ninitppp: unlocked\n");

    return 0;
}

 

/* syncppp.c
 * sync all pppd
 */
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/shm.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<stdlib.h>
#include<semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/file.h>
#include"initppp.h"
#include <sys/stat.h>
#include<unistd.h>

void syncppp(void)
{
    int shm_id;
    key_t key;
    int fdlock;
    struct semaphores *semphs;

    key = ftok(keyfilename, 4);

    if (key < 0) {
        perror("key error\n");
        exit(1);
    }

    shm_id = shmget(key, 1, 0644);
    if (shm_id < 0) {
        perror("shmget");
        exit(1);
    }

    if ( (void *)(semphs = shmat(shm_id, 0, 0)) == (void *)-1) {
        perror("shmat error");
        exit(1);
    }

    sem_post(&(semphs->count));
    shmdt(semphs);

    if ((fdlock = open(lockfilename,O_RDONLY, 0644)) < 0) {
        perror("lockfile open error");
        exit(1);
    }

    flock(fdlock,LOCK_SH);
    close(fdlock);

}

 

修改了pppd后,拨号脚本代码段像这样:

# run syncpppinit first, PPP_NUM is the number of pppd processes
./synpppinit ${PPP_NUM} &
# start all pppd with a loop
for i in $(seq -w 01 $PPP_NUM)
do
    echo -n "executing pppd for connection ${i} ... "
    ./pppd plugin /usr/lib/pppd/2.4.4/rp-pppoe.so mtu 1492 mru 1492 nic-eth${i} persist \
    usepeerdns user ${USERNAME} password ${PASSWORD} \
    ipparam wan ifname ${PPP_IF_PREFIX}${i} nodetach &
    echo "done"
done

 

抓个包看看,哈哈,成功了!用这种方式可以稳定拨到15拨以上。


最后是带宽叠加后的效果图:


本文只讨论建立PPPOE连接。而多拨中大家另一个经常问到的问题是负载不够均衡。我后面会再写一篇博文讨论这一问题。

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1 条评论

昵称
  1. 阿花

    我要给你生孩子!!!