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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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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　　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。
　　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 y* L- C1 ~6 ^　　（1）用户管理
; C+ B+ Z3 e! ~- w/ d; W% a  ^0 O　　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。
0 c9 S" e* j5 ?) d" R/ H, ]* x% O　　（2）安全管理
( O7 D" }' \% B1 [) T- P  |3 \2 \　　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。
　　（3）业务管理
　　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。
  e. _( c! u& d7 n8 C/ _  t8 J  J　　（4）计费管理
6 q8 W8 @# `3 g, x- k　　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" G. D0 t( E6 k　　2、固定IP，DHCP，PPPoE 3种宽带接入方式的比较
　　2.1 用户管理和开销方面
　　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。
0 m3 `8 E( Z$ b1 G% s% I　　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。
" ]* ]! R' w' g$ v; l6 J5 P　　2.2 计费策略方面
" Q" y5 c/ ]  B4 B　　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
, x0 B/ E+ H& g　　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。
　　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
& r# e: L. Y0 D% B" S4 ?9 k: ~7 k. Y0 a　　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。
3 g" s: R% ]3 L2 @' {! L+ s, @  ~　　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。
9 m6 y$ O. P" i　　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。
- t& O  ^3 ^% F# Q7 H' i* k　　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。
　　4、PPPoE常见故障代码及分析
　　（1）645故障描述：拨号适配器未装
+ _% j! _0 f: D$ L! G! \7 B8 _3 a　　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。
% H. q) `% q$ Q# z7 A; t- n+ U$ T/ C　　（2）691/629故障描述：不能通过验证
　　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。
2 h" s/ P: i5 s5 K　　（3）630故障描述：无法拨号，没有合适的网卡和驱动
　　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。
　　（4）633故障描述：找不到电话号码簿，没有找到拨号连接
　　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。
　　（5）720故障描述：不支持PPPoE连接
% E' ?( R2 |2 q1 b  o　　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。
　　（6）697故障描述：网卡禁用
; V$ v, S2 U  I' ^　　只要在设备管理中重新启用网卡即可。
1 W! E3 Q) l0 Z4 H　　（7）769故障描述：拨号时报769错误
　　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。
　　（8）678故障描述：无法建立连接
/ a9 M1 {; G5 H4 L　　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。
- e3 {7 X% T! Y% j" K　　5、结语
: S% m& r$ E/ q! x　　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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