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第6章 以太网接入技术要点


① 主机在本以太网内广播一个PADI包,在此包中包含主机 想要得到的服务类型信息。
② 以太网内所有接入服务器在收到这个初始化包后,的接入 服务器发回PADO包。
③ 主机可能收到多个服务器的PADO包,通过PADO的内容, 依据一定的条件从发回的PADO包可提供服务的接入服务器 中挑选一个,并向它发回一个会话请求包PADR(非广播), 在这个包中再次包含所想得到的服务信息。
④ 被选定的接入服务器收到会话请求包PADR后,就开始备 进入PPP会话阶段。
(2) 会话阶段
PPPoE的会话阶段也称PPP数据传输阶段。在这个阶段双方 在这点对点的PPPoE逻辑链路上传输PPP数据帧,PPP数据 帧封装在PPPoE数据报文中,PPPoE数据报文封装在以太 网帧的数据域中传输。PPP具有链路创建阶段、认证阶段和 网络协商阶段。
PC1
PC2局域网交换机 Nhomakorabea路由器Internet
PCn
图6-1 VLAN方式的网络结构
2.VLAN解决方式的局限
(1)无法对用户进行认证、授权
为了识别用户的合法性,可以将用户的IP地址与该用户所连接的端口VID 进行绑定,这样设备可以通过核实IP地址与VID来识别用户是否合法,但 是,这种解决方案带来的问题是用户IP地址与所在端口捆绑在一起,只 能进行静态IP地址的配置
(2)地址利用率低
每个用户处在逻辑上独立的网内,所以对每一个用户至少要配置一个子 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极低。
6.2.2 以太网接入管理技术
目前主流的以太网宽带接入管理技术有:
PPPoE、IEEE802.1x。
1.PPPoE技术
基于以太网的点对点通信协议(Point to Point Protocol over Ethernet,PPPoE)是为了满足宽带接入而制定的新标 准,它基于2个被广泛接受的标准:局域网Ethernet和PPP点 对点拨号协议。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,对用户管理方便,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
6.2 以太网接入的主要技术
6.2.1 用VLAN隔离用户信息
利用虚拟局域网(Virtual LAN,VLAN)技术可以解决接入 用户之间的信息隔离问题,VLAN把局域网交换机的每个端 口配置成一个独立的VLAN,享有独立的VID(VLAN的标 识),并且对应于每个用户。 1.VLAN方式的网络结构如图6-1所示
③ 调用网络层协议
认证阶段完成之后,PPP将调用在链路创建阶段选 定的各种网络控制协议(NCP)。选定的NCP解决 PPP链路之上的高层协议问题,例如,在该阶段IP 控制协议(IPCP)可以向拨入用户分配动态地址。
3. PPPoE报文格式
所有的PPPoE的数据报文均是被封装在以太网的数据域(净 载荷区)中传送的。
6.1.2 以太网接入技术在应用中存在的问题
以太网技术和其它局域网技术一样,主要是针对小型的 私有网络环境而设计的,适用于办公环境。如果将这种适用 于私有网络环境的技术不加改造地照搬到公用网络环境中, 必然会出现很多问题。 (1) 认证计费问题。 (2) 用户信息的隔离。 (3) 服务质量(QoS)保证。
(1) 以太网的帧格式
目前大多数的网络中都在使用以太网2.0版(Ethernet II), 它被作为一种事实上的工业标准而广泛使用,如图为以太网 的帧格式。
目标MAC地址 (6字节)
源MAC地址 (6字节)
类型
数据
帧校验
(2字节) (46-1500字节) (4字节)
•以太网目的地址(目的MAC地址)和以太网源地址(源MAC 地址):是我们大家最为熟悉的数据链路层地址。它包括单 播地址、多播地址和广播地址,而对于PPPoE协议中要使用 到单播地址和广播地址。
•以太网类型域:指明数据域中承载的数据报文的类型,对 于PPPoE的两大阶段,也正是通过以太网的类型域进行区分 的。在PPPoE的发现阶段时,以太网的类型域填充0x8863; 而在PPPoE的会话阶段时,以太网的类型域填充为0x8864。
•数据域(净载荷):主要是用来承载类型域中所指示的数 据报文。
第6章 以太网接入技术
6.1 以太网接入技术概述
6.1.1 以太网接入及其优点
1.以太网接入 以太网接入技术是从传统的以太网技术上发展而来的一种宽
带接入技术。利用以太网技术把以前在局域网上的应用 拓展到公用电信网的接入网中,来解决用户的宽带接入 问题 。 2.以太网接入优点 (1) 协议简单、成熟,设备的兼容性好。 (2) 设备廉价 (3) 以太网技术与IP技术无缝融合
① PPP链路创建阶段
在PPP链路创建阶段,利用LCP创建链路。链路两端设备通 过LCP向对方发送配置信息报文(Configure Packet)。另一 端返回配置确认报文(Configure-Ack packet),就完成了 配置信息交换,则PPP链路建立。
② 用户验证
在这个阶段,客户端会将自己的身份发送给远端的 接入服务器认证。最常用的认证协议有口令验证协 议(PAP)和挑战握手验证协议(CHAP)。
•校验域:主要用来保证链路层数据帧传送的正确性。
(2) PPPoE的数据报文格式 PPPoE报文分成两大块 :一块是PPPoE的数据报头,另一 块是PPPoE的净载荷(数据域),如图为PPPoE报文的格 式
版本
类型
代码
长度域
会话ID 净载荷(数据域)
2. PPPoE的实现过程
PPPoE协议共包括两个阶段,即PPPoE的发现阶段 (PPPoE Discovery Stage)和PPPoE的会话阶段(PPPoE Session Stage)。
(1)发现阶段
当一个主机希望发起一个PPP会话时,首先必须通过发现阶 段去确认对端的以太MAC地址,并建立一个PPPoE的会话 标识。发现阶段建立的是一种客户服务器的关系。发现阶段 可分为以下四个步骤:
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