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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( e7 u% M) H# K6 [# W# ^
' [- S/ {$ G2 @2 P& \; x 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。 # T! o6 | j* o
1、宽带接入网需要实现的基本功能 9 H+ t8 |' J- c: ]2 v3 z4 N
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: 7 M: Z% K2 u8 [$ U# Z! X' z4 W
(1)用户管理 , s' b4 q" ~4 S% t- c; C3 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。 % z! ]7 l2 [1 x
(2)安全管理
@/ Y# J8 A0 Q& I 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。 $ K$ y- x1 o4 W* n1 N2 q1 B7 g
(3)业务管理 6 y0 H6 [9 @: o R$ o1 B
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。 + {. o+ f* W4 \
(4)计费管理 / p4 H( G& U# x# r3 \1 ^
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。 6 ^$ y2 d9 X+ q# a$ _
2、固定IP,DHCP,PPPoE 3种宽带接入方式的比较
- m5 `( `, [, E1 H. C2 ` 2.1 用户管理和开销方面 ! k6 ?( r. j1 o+ J# P. z
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。 + Q+ M4 h' O/ f$ G
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 `7 G7 ~8 @: |# o( W V3 p$ J 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。 1 e- e; \0 w, X2 f6 I z
2.2 计费策略方面
- \* a% M! [) O5 K- Z0 m$ |6 K* o 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。 . v$ x) L0 D" l8 Q+ U
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。 - Q+ G& e/ ]3 H4 @2 L( o% W K, h. Q
2.3 用户服务策略定制方面 m, O9 G7 o% v, E; X( l
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 S( t( u5 q
PPPoE支持业务QoS保证,可方便地对用户进行实时流量控制。 % N. N1 p$ b; [8 O
2.4 信息安全方面 9 M, K( Y$ E0 v; i7 h g8 [
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。
: G( t" c+ W/ [0 } z% m% O; ?# U 2.5 第三层广播风暴
( Y' a; h" V' 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。 ; K( g2 n( j7 K8 @( n0 r" \9 [6 u
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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% Y- m# }1 ]9 d( l7 Z+ |+ a( [8 x 3、PPPoE的认证
8 Z! D. N) ^3 T 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。 ' e/ d4 B+ ]/ g% G8 J
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。 # c7 X7 Z& \* m- e9 n
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。
) t: w) ~& V0 j 4、PPPoE常见故障代码及分析
, M4 C; D# H) f! l. | (1)645故障描述:拨号适配器未装
2 X4 b! P0 M3 W 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。
6 k. \. z$ ~, `$ G: @8 ^ (2)691/629故障描述:不能通过验证
' b/ T: ]( p9 O: y1 c% t. N# g8 ? 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。
! j" t' n: ?& ?5 z (3)630故障描述:无法拨号,没有合适的网卡和驱动 $ g5 K* I4 \7 {' U& e; W4 [
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。
( E5 f! d. @7 X, w: R5 Y. q (4)633故障描述:找不到电话号码簿,没有找到拨号连接
( s; w& {/ G# N% j d% @ 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。 - m# I# y, J5 G' G
(5)720故障描述:不支持PPPoE连接
! w% l8 D# u! l3 z% b& j/ J/ ] K 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。 7 L3 Q# [3 w$ Q& ?' k' `
(6)697故障描述:网卡禁用
5 u* X$ v5 F0 ]/ b) z/ u7 | 只要在设备管理中重新启用网卡即可。 t' M3 m' H( r" L Q* }+ H. A Z
(7)769故障描述:拨号时报769错误
7 v" G& O, M7 n+ N7 I 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。
\9 Z" w( y: m- v' x# \ (8)678故障描述:无法建立连接 8 X9 Q) v4 X% T$ C9 _
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。 - a8 K) o9 c/ H# N
5、结语 4 D6 M0 d$ \5 x' Q& r) k# m5 s
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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2 |- U6 q) s2 w1 C. z2004年4月全国计算机等级考试(三级网络)试题及答案
7 t4 ?% X) X5 ^2005年9月全国计算机考试(三级网络)笔试试卷& R! o+ W; G2 E- D3 h1 E) t5 ~
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