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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
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, Y+ g& K9 d- k3 C  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。 + d! A4 W* V4 n  \# `& Q" W
  1、宽带接入网需要实现的基本功能 ' s2 D% w! Q+ i( [/ p5 D
  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:
5 w& h3 x0 l( F8 Q7 {' Y6 y  (1)用户管理 ) Z* ?# l0 ]# v: u
  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。 8 ^1 j3 f) v$ ~
  (2)安全管理 0 G; k0 ~* @$ m+ n& F
  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。 2 y- c4 ]  e) a
  (3)业务管理 + P  Q7 P2 m' R$ @: O8 x5 {
  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。
/ ?0 L9 L* A" v  (4)计费管理
2 i( J. ^& _* \& S; R9 S, ~: i8 W: c, a  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。
( G/ [  L7 K- D0 G4 z% o  2、固定IP,DHCP,PPPoE 3种宽带接入方式的比较
- ~- k; Y' G7 @3 p  x, N' P  2.1 用户管理和开销方面
  r' i) s3 u* A* ^4 l( D7 x* Y  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。 8 l. Z" Y: Q% B4 a% ~% w
  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。 6 I7 o3 R/ I& F. P+ u) l
  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。
" c# q$ ?2 c* [( l  T  2.2 计费策略方面 3 K. J" i8 B: m+ _
  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。 / `, J/ |* \) k7 J/ b
  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。 + ?4 N$ P4 L1 h$ W7 M' i2 u
  2.3 用户服务策略定制方面 : D2 ?6 ?6 P* t' _
  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。 5 {! e2 ?/ T( U% k- X
  PPPoE支持业务QoS保证,可方便地对用户进行实时流量控制。 3 ?5 f% W0 O# X9 R  X3 s
  2.4 信息安全方面
( D' k7 w$ H( e7 @# {, t  B' F  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。 6 u5 e- O4 }  N6 @9 s( z& j+ k* R8 D
  2.5 第三层广播风暴 9 T6 H1 I% g  I9 v8 {% t
  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。 / Q$ b( C0 r! S) F& g% x3 s2 a
  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。1 u, w/ ?, a, o+ f" z
0 ]' p8 c; Y2 B6 \8 g; g4 F
  3、PPPoE的认证
0 ]5 F6 x: _- u0 ^$ a8 `' i# M  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。
: U2 q8 c' l/ M3 E  ]; Q2 f9 l  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。
; T( W( }& [* p, `  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。 . S& d- n: E; J5 m! V. |+ l# H) ]
  4、PPPoE常见故障代码及分析 * m: i! R- E# W
  (1)645故障描述:拨号适配器未装
( Q5 C" a9 B' B* u/ @  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。 3 T" M8 G% N- R' e$ o. @7 h/ v
  (2)691/629故障描述:不能通过验证
7 x2 }: y2 \7 w: B  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。
# x7 l+ v2 z" Q7 s! v. m  (3)630故障描述:无法拨号,没有合适的网卡和驱动
& ?" v1 w' B4 Z) b3 [) {- H. H  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。
' G) Y2 Z+ N4 y( f9 n  (4)633故障描述:找不到电话号码簿,没有找到拨号连接
; [" @$ P9 C' X- |% _: J  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。 " r2 h- Z) S0 z
  (5)720故障描述:不支持PPPoE连接
  [5 M7 K' K- h# y& {  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。 2 J, J4 W. l3 j8 I0 x$ Z5 I# E  j. ^
  (6)697故障描述:网卡禁用 & V+ t1 v: q. \8 V% w
  只要在设备管理中重新启用网卡即可。
7 v. W) S0 v( V: g& q  (7)769故障描述:拨号时报769错误 ' m( @. s3 D# y0 f2 l5 H
  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。 / j. U* v* S# U# A" p
  (8)678故障描述:无法建立连接
2 H  {1 g6 Z% c" ?  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。 $ L2 X+ M7 a2 z* Z
  5、结语   U( C- h* w8 P: u+ Y- m# H# D
  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。( a/ n# I* C: g4 C

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