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[分享] 网络工程师学习资料 PPPoE宽带接入技术及常见故障分析

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发表于 2007-7-16 09:31:45 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国广东广州

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网络工程师学习资料 PPPoE宽带接入技术及常见故障分析) a. y. |( F; G9 A1 O9 P
& }$ R1 }: p9 ^3 g" Y- H
  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,更好地对用户进行管理。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。
) b9 t% |% [/ m; D( Z( Z  1、宽带接入网需要实现的基本功能 % v6 S6 u0 W5 J5 |) `% F/ n; `) w: B
  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: ( J/ V3 O! I$ ~  q
  (1)用户管理
4 O# b8 _: B4 c. D2 N/ E/ T  掌握用户的信息,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。
% D- G+ C+ I4 F% e. z  (2)安全管理
: x0 A+ E4 U& ]* F! ~! a, f- u8 z  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,容易发生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。 # G, \" ]2 d4 w
  (3)业务管理 ( h# q! T* Y# @/ @3 [* |) d; X6 n
  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。
1 Y# H2 q4 N2 {" l# a  (4)计费管理 % _$ s& b" [3 _
  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。 5 y; V" B) T3 Q5 i1 Q3 E' ^
  2、固定IP,DHCP,PPPoE 3种宽带接入方式的比较
& A" I! E) F8 t) Z0 F1 t! G  2.1 用户管理和开销方面 % w" r! Q- c- C8 c5 M
  固定IP方式:对IP地址管理不易,用户恶意更改或者尝试自行设置自己的IP地址,都会造成管理上的麻烦,增加运营商的额外开销。
6 ?9 T- O9 l3 C8 W/ V! m  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。 4 f0 _) ^$ c# U9 y) F
  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。
7 e+ w5 m" ]0 X$ o( p5 `& [9 u  2.2 计费策略方面 9 H1 u2 X. D+ ]1 j; ~$ N5 Z9 |
  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。 9 l3 _- b1 c( e/ Q9 v# A( @
  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。
8 w& D9 g* l. |6 {  i0 x  2.3 用户服务策略定制方面
8 Y4 _* u  f  \* G1 v  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,如果要实现按特定用户进行流量控制,必须购买流量控制设备。
  v7 l" @6 ^3 @- m7 z  PPPoE支持业务QoS保证,可方便地对用户进行实时流量控制。
. o8 U8 a" v1 z6 {6 b: c# ?& _  2.4 信息安全方面 ; J$ L0 S) o7 R
  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。
& V* i" z+ O7 ~  2.5 第三层广播风暴 % X" F- m5 Q: b5 X7 S
  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。 ) {1 q9 O) q0 _+ P+ y
  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。
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  3、PPPoE的认证 " o6 f4 M" X2 \$ A+ O! J8 P8 P& O
  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。
( m  l' P) G  S4 [) x7 K$ N7 ^  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。
3 m& q4 ?" ~7 H  从PPPoE认证过程可以看出,BRAS服务器在整个链路中起到关键的作用,因此BRAS服务器也要实现大而全的功能,包括认证、连接、终接、安全管理、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很容易成为“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。 ( p* [7 t/ X  _- V/ \
  4、PPPoE常见故障代码及分析
. H/ r* t' q! N4 t7 B% }  (1)645故障描述:拨号适配器未装   R# z+ t/ O" {' c+ n0 {' Q5 _( J
  这种情况主要针对Windows ME和Windows98而言,解决办法是在Windows98下添加拨号适配器组件即可。对Windows ME而言,因为它没有直接添加拨号适配器的选项,所以必须在控制面板中先删除拨号网络组件,再添加拨号网络组件完成适配器的添加。   M; r! U7 b) H) C
  (2)691/629故障描述:不能通过验证
- A4 o& s( A+ O2 M2 @& e$ a8 `) F" G# ^  可能的原因是用户的账户或者密码输入错误,或用户的账户余额不足,用户在使用时未正常退出而造成用户账号驻留,可等待几分钟或重新启动后再拨号。
9 j3 u; |0 {5 @4 `& H  A6 }% ]  (3)630故障描述:无法拨号,没有合适的网卡和驱动
- _: q( d0 [) J% I- K  可能的原因是网卡未安装好、网卡驱动不正常或网卡损坏。检查网卡是否工作正常或更新网卡驱动。
! Y8 {+ X: \5 E: C; q0 n3 t8 ~  (4)633故障描述:找不到电话号码簿,没有找到拨号连接 0 P: e; p6 F: W) E0 R( ?( S
  这可能是没有正确安装PPPoE驱动或者驱动程序已遭损坏,或者Windows系统有问题。建议删除已安装的PPPoE驱动程序,重新安装PPPoE驱动,同时检查网卡是否工作正常。如仍不能解决问题,可能是系统有问题,建议重装系统后再添加PPPoE驱动。
* F/ w- r8 J5 D8 R6 v/ Z- B  (5)720故障描述:不支持PPPoE连接 9 g! }6 a- w8 a3 N( H; L
  它是Windows 2000特有的故障,建议重新启动后再进行连接,如仍不能排除故障,建议重装系统。 " v' y2 \* t8 l
  (6)697故障描述:网卡禁用 % z, e$ |% z" u: d
  只要在设备管理中重新启用网卡即可。 # p. `8 B# k. q
  (7)769故障描述:拨号时报769错误
) i5 j0 n6 H4 W$ f7 u4 u, o  在Windows XP系统中网卡被禁用、系统检测不到网卡或者拨号软件故障,有时会报769错误。重新启用网卡、检查网卡工作是否正常或重装拨号软件即可解决。 ' d- q& q' R7 L/ @
  (8)678故障描述:无法建立连接
5 c( H2 F  }/ u) B6 S7 W; s  这个故障比较复杂,用户和BRAS链路中任何一个环节有问题,都可能导致678故障,应根据不同的情况作相应处理。
2 g0 i9 J/ f" v  5、结语 4 H! i; \' p7 h5 y
  PPPoE宽带接入方式对于用户管理的方便性、计费的灵活性都有一定的优势,但也有它的不足,需要在客户机上安装客户端软件,增加了调试、维修的工作量,而且PPPoE是点到点的接入方式,不支持组播功能。目前Windows XP系统本身已提供了对PPPoE协议的支持,可以在不另外安装客户端软件的情况下实现对PPPoE的接入,解决了用户安装PPPoE软件的问题。PPPoE宽带接入是一种技术成熟、运营管理方便的接入方式,目前已被包括广电在内的各运营商普遍采用。
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