Question

PPPOE宽带接入技术

PPPOE宽带接入技术如何实现？

Answer 1

PPPOE宽带接入技术及常见故障分析

　　目前各地广电建设数据网主要是以太网，广电作为运营商来说，除建立一个稳定可靠的网络外，选择一个好的宽带接入方式也尤为重要。一个好的接入方式不仅能够使网络安全稳定地运营，也能使运营商方便地开展各种业务，实现灵活的计费，更好地对用户进行治理。目前以太网接入方式主要有3种：固定IP，DHCP，PPPOE，而PPPOE+VLAN是一种比较理想的宽带接入方式。
　　
　　1、宽带接入网需要实现的基本功能
　　宽带接入网需要实现的基本功能可以归纳为以下几个方面：
　　
　　（1）用户治理
　　
　　把握用户的信息，在用户进行通信时对用户进行认证、授权，使合法用户方便快捷地接入网中，杜绝非法用户接入，防止非法用户占用网络资源。
　　
　　（2）安全治理
　　
　　合法用户在通信时要保障其数据的安全性，隔离带有用户个人信息的数据包，对于主要的网络设备防止其受到攻击而造成网络瘫痪。由于用户终端是以普通网卡与网络设备相连，在通信时会发送一些广播地址的帧（如ARP，DHCP消息等），而这些消息会携带用户的个人信息（如用户的MAC地址），如不隔离这些消息让其他用户接收到，轻易发生MAC/IP地址的仿冒，影响合法用户上网。对于运营商来说，保护其系统设备的安全性，防止恶意攻击是十分重要的。
　　
　　（3）业务治理
　　
　　需要为保证QoS提供一定的手段。为了保证业务的QoS，网管人员根据具体情况为用户提供一定的带宽控制能力，例如保证用户的最低接入速率，限制用户的最高接入速率等。
　　
　　（4）计费治理
　　
　　接入网要能够对用户进行灵活的计费，根据用户类别、使用时长、用户流量等数据进行计费。
　　
　　2、固定IP，DHCP，PPPOE 3种宽带接入方式的比较
　　2.1用户治理和开销方面
　　
　　固定IP方式：对IP地址治理不易，用户恶意更改或者尝试自行设置自己的IP地址，都会造成治理上的麻烦，增加运营商的额外开销。
　　
　　DHCP方式：一方面DHCP存在较多的广播开销，对于用户量较多的城域网会造成网络运行效率下降和配置困难；另一方面，仍然无法解决用户自行配置IP地址的问题。
　　
　　PPPOE：由于采用动态分配IP地址方式，用户拨号后无需自行配置IP地址、网关、域名等，它们均是自动生成，不存在用户自行更改IP地址的问题，对用户治理方便，而且PPPOE协议是在包头和用户数据之间插入PPPOE和PPP封装，这两个封装加起来也只有8个字节，广播开销很小。
　　
　　2.2计费策略方面
　　
　　固定IP和DHCP方式的计费策略不灵活，一般采用包月制，如要实现流量计费功能则必须要有相应的流量监视或采集系统，或在高端路由器上启动记账功能，然后应用SNMP进行计费，这有可能使路由器运行效率下降。
　　
　　PPPOE可以实现对用户的灵活计费，可以按时长、流量计费，也可采用包月制。
　　
　　2.3用户服务策略定制方面
　　
　　固定IP和DHCP方式只能配合IP地址转换和地址访问列表控制来制定简单的服务，假如要实现按特定用户进行流量控制，必须购买流量控制设备。
　　
　　PPPOE支持业务QoS保证，可方便地对用户进行实时流量控制。
　　
　　2.4信息安全方面
　　
　　固定IP,DHCP和PPPOE都可以采用细化VLAN的方式来解决用户信息的安全问题，将局域网交换机的每个端口配置成独立的VLAN，利用VLAN可以隔离ARP，DHCP等携带用户信息的广播消息，从而使用户数据安全性得到提高。固定IP地址方式为了识别用户的合法性必须将IP地址和端口VID进行绑定，因为每个用户处于逻辑上独立的网内，所以对每个用户要配置一个子网的4个IP地址：子网地址、网关地址、子网广播地址和用户主机地址，这样会造成地址利用率降低，而PPPOE采用认证、授权的方式不存在这个问题。
　　
　　2.5第三层广播风暴
　　
　　固定IP和DHCP方式都不能解决第三层广播风暴问题，第三层广播风暴影响同一IP子网所有用户的使用质量。而PPPOE方式由于采用二层隧道认证，所有链路设备都工作在第二层，不存在第三层广播风暴问题。
　　
　　从以上的比较可以看出，PPPOE同其他两种接入方式相比具有较大的优势，因此PPPOE目前被各大运营商普遍采用。
　　
　　3、PPPOE的认证
　　PPPOE认证首先要在客户机上安装PPPOE协议的驱动软件，在前端由BRAS服务器配合RADIUS服务器实现对用户的认证、计费。
　　
　　认证过程：用户拨号发出请求，经过网络传送到BRAS服务器，BRAS服务器接到请求后向RADIUS服务器发出Access REQUEST请求包，其中含有用户的账号、密码、端口类型等，经RADIUS服务器核实后，向BRAS回送ACCESS REPONSE响应包，其中包含用户的合法性和一些设置，如用户IP地址、掩码、网关、域名、用户可使用的带宽等。用户接收到这些信息后就可以上网，上网期间BRAS不断地向RADIUS发送计费信息，这些信息包括用户的上网时间、用户流量、用户下网时间等，以便RADIUS准确计费。
　　
　　从PPPOE认证过程可以看出，BRAS服务器在整个链路中起到要害的作用，因此BRAS服务器也要实现大而全的功能，包括认证、连接、终接、安全治理、计费业务汇聚、收敛等功能，设备复杂。由于建立连接后数据必须经过BRAS，BRAS很轻易成为“瓶颈”，最易出问题，堵塞严重时用户连接速度慢或根本连接不上，解决的办法是在前端采用多台BRAS并接或将多台BRAS放到各中继机房，采用分布认证方法。

Answer 2

　　PPPoE协议的工作流程包含发现和会话两个阶段，发现阶段是无状态的，目的是获得PPPoE终结端（在局端的ADSL设备上）的以太网MAC地址，并建立一个唯一的PPPoE SESSION-ID。发现阶段结束后，就进入标准的PPP会话阶段。
　　当一个主机想开始一个PPPoE会话，它必须首先进行发现阶段，以识别局端的以太网MAC地址，并建立一个PPPoE SESSION-ID。在发现阶段，基于网络的拓扑，主机可以发现多个接入集中器，然后允许用户选择一个。当发现阶段成功完成，主机和选择的接入集中器都有了他们在以太网上建立PPP连接的信息。直到PPP会话建立，发现阶段一直保持无状态的Client/Server（客户/服务器）模式。一旦PPP会话建立，主机和接入集中器都必须为PPP虚接口分配资源。