Layer 2 Tunneling Protocol

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 zwischen zwei Netzwerken über das Internet tunnelt um ein virtuelles privates Netzwerk (VPN) herzustellen.

Hierzu werden in einem lokalen Netzwerk Frames von einem L2TP Access Concentrator (LAC) in eine L2TP Datennachricht verpackt und über das Internet an einen L2TP Network Server (LNS) des Kooperationsnetzes gesendet. Dieser entpackt die Nachricht und sendet den Inhalt 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 von Protokollen der unteren Schichten übernommen werden. L2TP wird deshalb oft in Kombination mit IPSec verwendet. (RFC 3193 – "Securing L2TP using IPSec")

L2TP Version 2

Layer 2 Tunneling Protokoll 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 im RFC als RFC 2661 definiert.

L2TP Version 3

Layer 2 Tunneling Protokoll 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), aber kann auch direkt IP nutzen. Außerdem können auch andere Protokolle der Sicherungsschicht als PPP getunnelt werden.

Die Spezifikation ist in RFC 3931 definiert.

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

Header-Formate

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).
• AVP Type beträgt 16 Bit.

L2TPv2 Header

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

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

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

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

Typ	Beschreibung	Referenz
0	Message Type	RFC 2661
1	Result Code	RFC 2661
2	Protocol Version	RFC 2661
3	Framing Capabilities	RFC 2661
4	Bearer Capabilities	RFC 2661
5	Tie Breaker	RFC 2661
6	Firmward Revision	RFC 2661
7	Host Name	RFC 2661
8	Vendor Name	RFC 2661
9	Assigned Tunnel ID	RFC 2661
10	Receive Window Size	RFC 2661
11	Challenge	RFC 2661
12	Q.931 Cause Code	RFC 2661
13	Response	RFC 2661
14	Assigned Session ID	RFC 2661
15	Call Serial Number	RFC 2661
16	Minimum BPS	RFC 2661
17	Maximum BPS	RFC 2661
18	Bearer Type	RFC 2661
19	Framing Type	RFC 2661
20
21	Called Number	RFC 2661
22	Calling Number	RFC 2661
23	Sub-Address	RFC 2661
24	Tx Connect Speed BPS	RFC 2661
25	Physical Channel ID	RFC 2661
26	Initial Received LCP CONFREQ	RFC 2661
27	Last Sent LCP CONFREQ	RFC 2661
28	Last Received LCP CONFREQ	RFC 2661
29	Proxy Authen Type	RFC 2661
30	Proxy Authen Name	RFC 2661
31	Proxy Authen Challenge	RFC 2661
32	Proxy Authen ID	RFC 2661
33	Proxy Authen Response	RFC 2661
34	Call Errors	RFC 2661
35	ACCM	RFC 2661
36	Random Vector	RFC 2661
37	Private Group ID	RFC 2661
38	Rx Connect Speed	RFC 2661
39	Sequencing Required	RFC 2661
40	Rx Minimum	RFC 3301
41	Rx Maximum	RFC 3301
42	Service Category	RFC 3301
43	Service Name	RFC 3301
44	Calling Sub-Address	RFC 3301
45	VPI/VCI Identifier	RFC 3301
46	PPP Disconnect Cause Code	RFC 3145
47	CCDS	RFC 3308
48	SDS	RFC 3308
49	LCP Want Options	RFC 3437
50	LCP Allow Options	RFC 3437
51	LNS Last Sent LCP Confreq	RFC 3437
52	LNS Last Received LCP Confreq	RFC 3437
53	Modem On-Hold Capable	RFC 3573
54	Modem On-Hold Status	RFC 3573
55	PPPoE Relay	RFC 3817
56	PPPoE Relay Response Capability	RFC 3817
57	PPPoE Relay Forward Capability	RFC 3817
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
81	New Outgoing Sessions	RFC 4045
82	New Outgoing Sessions Acknowledgement	RFC 4045
83	Withdraw Outgoing Sessions	RFC 4045
84	Multicast Packets Priority	RFC 4045

RFCs für L2TP

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

Weblinks

• Übersicht über L2TP (PDF-Datei; 110 kB)