3. 协议操作 (Protocol Operation)
本节描述 PPTP 协议的操作细节，包括控制连接状态、呼叫状态以及各种操作场景的处理流程。
3.1. 控制连接状态 (Control Connection States)
控制连接是 PAC 和 PNS 之间建立的 TCP 连接，用于交换 PPTP 控制消息。控制连接的建立可以由 PAC 或 PNS 中的任何一方发起。
基本状态转换
控制连接经历以下基本状态：
- Idle（空闲） - 没有控制连接存在
- Wait-Connect（等待连接） - 已发送连接请求，等待回复
- Established（已建立） - 控制连接已成功建立
- Wait-Disconnect（等待断开） - 已发送断开请求，等待确认
3.1.1. 控制连接发起方 (Control Connection Originator)
控制连接的发起方（可以是 PAC 或 PNS）执行以下操作：
状态：Idle（空闲）
- 操作：建立 TCP 连接到对等方
- 发送：Start-Control-Connection-Request
- 转换到：Wait-Reply 状态
状态：Wait-Reply（等待回复）
- 接收：Start-Control-Connection-Reply (Result = 成功)
- 转换到：Established 状态
- 接收：Start-Control-Connection-Reply (Result = 错误)
- 关闭 TCP 连接
- 转换到：Idle 状态
- 超时：
- 关闭 TCP 连接
- 转换到：Idle 状态
状态：Established（已建立）
- 可以发送和接收：所有 PPTP 控制消息
- 发送：Echo-Request（周期性保持活动）
- 接收：Echo-Reply（响应保持活动）
- 发送：Stop-Control-Connection-Request（主动关闭）
- 转换到：Wait-Stop-Reply 状态
状态：Wait-Stop-Reply（等待停止回复）
- 接收：Stop-Control-Connection-Reply
- 关闭 TCP 连接
- 转换到：Idle 状态
- 超时：
- 关闭 TCP 连接
- 转换到：Idle 状态
3.1.2. 控制连接接收方 (Control Connection Receiver)
控制连接的接收方（可以是 PAC 或 PNS）执行以下操作：
状态：Idle（空闲）
- 监听：TCP 端口 1723
- 接收：TCP 连接请求
- 接受 TCP 连接
- 转换到：Wait-Request 状态
状态：Wait-Request（等待请求）
- 接收：Start-Control-Connection-Request
- 验证：协议版本、参数
- 如果接受：
- 发送：Start-Control-Connection-Reply (Result = 成功)
- 转换到：Established 状态
- 如果拒绝：
- 发送：Start-Control-Connection-Reply (Result = 错误)
- 关闭 TCP 连接
- 转换到：Idle 状态
状态：Established（已建立）
- 可以发送和接收：所有 PPTP 控制消息
- 接收：Echo-Request
- 发送：Echo-Reply
- 接收：Stop-Control-Connection-Request
- 发送：Stop-Control-Connection-Reply
- 关闭 TCP 连接
- 转换到：Idle 状态
3.1.3. Start Control Connection 初始化请求冲突 (Initiation Request Collision)
当 PAC 和 PNS 同时尝试建立控制连接时，可能会发生冲突。处理方式如下：
- 检测冲突：当一方在 Wait-Reply 状态时收到 Start-Control-Connection-Request
- 冲突解决：
- 比较 IP 地址（数值大小）
- IP 地址较小的一方：关闭其发起的连接，接受对方的连接
- IP 地址较大的一方：继续其发起的连接，拒绝对方的连接
- 最终结果：只建立一条控制连接
3.1.4. 保持活动和定时器 (Keep Alives and Timers)
为了维护控制连接的活跃状态，实现以下机制：
Echo-Request/Reply 机制
- 发送频率：建议每 60 秒发送一次 Echo-Request
- 超时处理：如果在 60 秒内未收到 Echo-Reply，认为连接失败
- 重试策略：可以重试 3 次，每次间隔 60 秒
- 连接失败：连续多次超时后，关闭控制连接
TCP 保持活动
- 可以使用 TCP 层的保持活动机制作为补充
- PPTP 层的 Echo 机制是必需的 (MUST)
定时器参数
- 控制连接建立超时：60 秒
- 保持活动间隔：60 秒
- Echo-Reply 超时：60 秒
- 控制连接关闭超时：60 秒
这些定时器值是建议值，实现可以根据需要调整，但应确保：
- 保持活动间隔足够短，以便及时检测连接失败
- 超时值足够长，以避免由于网络延迟导致的误判
3.2. 呼叫状态 (Call States)
3.2.1. 时序考虑 (Timing Considerations)
由于电话信令的实时性，PNS 和 PAC 都应该采用多线程架构实现，以确保与多个呼叫相关的消息不会被串行化和阻塞。PAC 和 PNS 之间的传输延迟不应超过 1 秒。呼叫和连接状态图没有明确指定由定时器引起的异常。隐含的假设是，由于基于 TCP 的控制连接正在通过保持活动消息进行验证，因此对呼叫控制消息维护严格的定时器的需求较少。
建立国际出站呼叫，包括调制解调器训练和协商序列，可能需要超过 1 分钟的时间，因此不建议使用短定时器。
如果状态转换在 1 分钟内未发生（除了处于空闲或已建立状态的连接），则对等方之间协议处理的完整性是可疑的，应关闭并重新启动整个控制连接。每当控制连接启动时，所有呼叫 ID 都会逻辑释放。这大概也有助于防止收费呼叫被"遗失"而永远不被清除。
3.2.2. 呼叫 ID 值 (Call ID Values)
每个对等方为其请求或接受的每个用户会话分配一个呼叫 ID 值。此呼叫 ID 值必须 (MUST) 在它所属的 PNS 和 PAC 之间的隧道内是唯一的。到其他对等方的隧道可以使用相同的呼叫 ID 号码，因此隧道上数据包的接收方需要将用户会话与特定隧道和呼叫 ID 关联起来。建议每个隧道的潜在呼叫 ID 值数量至少是给定隧道上预期最大呼叫数量的两倍。
会话由三元组 (PAC, PNS, Call ID) 定义。
3.2.3. 入站呼叫 (Incoming Calls)
当相关电话线路响铃时，PAC 会生成 Incoming-Call-Request 消息。PAC 选择一个呼叫 ID 和序列号，并指示呼叫承载类型。调制解调器应始终指示模拟呼叫类型。当使用无限制数字服务或速率自适应时，ISDN 呼叫应指示数字类型；当涉及数字调制解调器时，应指示模拟类型。如果从电话网络获得主叫号码、被叫号码和子地址，则可以在消息中包含这些信息。
一旦 PAC 发送 Incoming-Call-Request，它会等待来自 PNS 的响应，但不会应答来自电话网络的呼叫。如果出现以下情况，PNS 可能选择不接受呼叫：
- 没有可用资源来处理更多会话
- 被叫、主叫或子地址字段不表示授权用户
- 承载服务未被授权或不受支持
如果 PNS 选择接受呼叫，它会响应一个 Incoming-Call-Reply，该回复还指示窗口大小（参见第 4.2 节）。当 PAC 收到 Outgoing-Call-Reply 时，它会尝试连接呼叫，假设主叫方尚未挂断。来自 PAC 到 PNS 的最终呼叫连接消息表示 PAC 和 PNS 的呼叫状态都应进入已建立状态。
当拨入客户端挂断时，呼叫正常清除，PAC 发送 Call-Disconnect-Notify 消息。如果 PNS 希望清除呼叫，它会发送 Call-Clear-Request 消息，然后等待 Call-Disconnect-Notify。
3.2.3.1. PAC 入站呼叫状态 (PAC Incoming Call States)
与 PAC 入站呼叫相关的状态有：
idle（空闲）
- PAC 在其电话接口之一上检测到入站呼叫。通常这意味着模拟线路正在响铃，或 ISDN TE 检测到入站 Q.931 SETUP 消息。PAC 发送 Incoming-Call-Request 消息并移至 wait_reply 状态。
wait_reply（等待回复）
- PAC 收到 Incoming-Call-Reply 消息，指示不愿意接受呼叫（一般错误或不接受），并返回到空闲状态。如果回复消息指示接受呼叫，PAC 发送 Incoming-Call-Connected 消息并进入已建立状态。
established（已建立）
- 数据通过隧道交换。呼叫可能在以下情况后被清除：
- 电话连接上的事件。PAC 发送 Call-Disconnect-Notify 消息
- 收到 Call-Clear-Request。PAC 发送 Call-Disconnect-Notify 消息
- 本地原因。PAC 发送 Call-Disconnect-Notify 消息
状态转换图：
Ring/Send Incoming Call Request +-----------------+
+----------------------------------------->| wait_reply |
| +-----------------+
| Receive Incoming Call Reply V V V
| Not Accepting | | | Receive Incoming
| +--------------------------------+ | | Call Reply Accept-
| | +------------------------------+ | ing/Answer call;
| | | Abort/Send Call | Send Call
| | | Disconnect Notify V Connected
^ V V +-----------------+
+-----------------+ | established |
| idle |<-----------------------------| |
+-----------------+ Receive Clear Call Request +-----------------+
or telco call dropped
or local disconnect
/Send Call Disconnect Notify
3.2.3.2. PNS 入站呼叫状态 (PNS Incoming Call States)
与 PNS 入站呼叫相关的状态有：
idle（空闲）
- 收到 Incoming-Call-Request 消息。如果请求不可接受，将 Incoming-Call-Reply 发送回 PAC，PNS 保持在空闲状态。如果 Incoming-Call-Request 消息可接受，则发送 Incoming-Call-Reply，在结果代码中指示接受。会话移至 wait_connect 状态。
wait_connect（等待连接）
- 如果会话在 PAC 上连接，PAC 向 PNS 发送入站呼叫连接消息，然后 PNS 移至已建立状态。PAC 可能发送 Call-Disconnect-Notify 以指示入站呼叫者无法连接。例如，如果电话用户意外地向 PAC 发起标准语音呼叫，导致被叫调制解调器握手失败，就会发生这种情况。
established（已建立）
- 会话通过从 PAC 收到 Call-Disconnect-Notify 消息或发送 Call-Clear-Request 来终止。一旦发送了 Call-Clear-Request，会话就进入 wait_disconnect 状态。
wait_disconnect（等待断开）
- 一旦收到 Call-Disconnect-Notify，会话就移回空闲状态。
状态转换图：
Receive Incoming Call Request
/Send Incoming Call Reply +-----------------+
Not Accepting if Error | Wait-Connect |
+-----+ +-----------------+
| | Receive Incoming Call Req. ^ V V
| | /Send Incoming Call Reply OK | | | Receive Incoming
| | +--------------------------------+ | | Call Connect
^ V ^ V------------------------------+ V
+-----------------+ Receive Call Disconnect +-----------------+
| Idle | Notify +- | Established |
+-----------------+ | +-----------------+
^ ^ | V Local Terminate
| +----------------------------+ | /Send Call Clear
| Receive Call Disconnect | Request
| Notify V
| +-----------------+
+--------------------------------------| Wait-Disconnect |
Receive Call Disconnect +-----------------+
Notify
3.2.4. 出站呼叫 (Outgoing Calls)
出站消息由 PNS 发起，指示 PAC 在电话接口上发起呼叫。出站呼叫只有两条消息：Outgoing-Call-Request 和 Outgoing-Call-Reply。PNS 发送 Outgoing-Call-Request，指定被叫方电话号码和子地址以及速度和窗口参数。一旦 PAC 确定以下情况，它必须 (MUST) 使用 Outgoing-Call-Reply 消息响应 Outgoing-Call-Request 消息：
- 呼叫已成功连接
- 由于以下原因发生呼叫失败：没有可用于拨出的接口、被叫方忙或未应答、或在为拨号选择的接口上检测不到拨号音
3.2.4.1. PAC 出站呼叫状态 (PAC Outgoing Call States)
与 PAC 出站呼叫相关的状态有：
idle（空闲）
- 收到 Outgoing-Call-Request。如果接收错误，则使用设置错误条件的 Outgoing-Call-Reply 进行响应。否则，分配物理通道进行拨号。发起出站呼叫，等待连接，并移至 wait_cs_ans 状态。
wait_cs_ans（等待电路交换应答）
- 如果呼叫未完成，则发送带有非零错误代码的 Outgoing-Call-Reply。如果出站呼叫的定时器过期，则发送带有非零错误代码的 Outgoing-Call-Reply。如果建立了电路交换连接，则发送指示成功的 Outgoing-Call-Reply。
established（已建立）
- 如果收到 Call-Clear-Request，应 (SHOULD) 通过适当的机制释放电话呼叫，并应 (SHOULD) 向 PNS 发送 Call-Disconnect-Notify 消息。如果客户端或电话接口断开呼叫，应 (SHOULD) 向 PNS 发送 Call-Disconnect-Notify 消息。
状态转换图：
Receive Outgoing Call Request in Error
/Send Outgoing Call Reply with Error
|--------+
| | Receive Outgoing Call Request No Error
| | /Off Hook; Dial
| | +-----------------------------------------
^ V ^ V
+-----------------+ Incomplete Call +-----------------+
| idle | /Send Outgoing Call | wait_cs_ans |
+-----------------+ Reply with Error +-----------------+
^ ^ or Recv. Call Clear Req. V V Telco Answer
| | /Send Disconnect Notify| | /Send Outgoing
| +-------------------------------------+ | Call Reply.
| V
| +-----------------+
+-------------------------------------| established |
Receive Call Clear Request +-----------------+
or local terminate
or telco disconnect
/Hangup call and send
Call Disconnect Notify
3.2.4.2. PNS 出站呼叫状态 (PNS Outgoing Call States)
与 PNS 出站呼叫相关的状态有：
idle（空闲）
- 上层应用程序的打开指示导致发送 Outgoing-Call-Request 并移至 wait_reply 状态。
wait_reply（等待回复）
- 如果收到带有错误的 Outgoing-Call-Reply，则移回空闲状态。如果收到成功的 Outgoing-Call-Reply，则移至已建立状态。如果在等待 Outgoing-Call-Reply 时发生中止，则发送 Call-Clear-Request 并移至 wait_disconnect 状态。
established（已建立）
- 如果收到 Call-Disconnect-Notify，则移至空闲状态。如果发生本地终止，则发送 Call-Clear-Request 并移至 wait_disconnect 状态。
wait_disconnect（等待断开）
- 如果收到 Call-Disconnect-Notify，则移至空闲状态。
状态转换图：
Open Indication Abort/Send
/Send Outgoing Call Call Clear
Request +-----------------+Request
+-------------------------------->| Wait-Reply |----------+
| +-----------------+ |
| Receive Outgoing Call Reply V V Receive Outgoing |
| with Error | | Call Reply |
| +-------------------------------+ | No Error |
^ V V |
+-----------------+ +-----------------+ |
| Idle |<-----------------------------| Established | |
+-----------------+ Receive Call Disconnect +-----------------+ |
^ Notify V Local Terminate |
| | /Send Call Clear |
| | Request |
| Receive Call Disconnect V |
| Notify +-----------------+ |
+----------------------------------| Wait-Disconnect |<--------+
+-----------------+