Difference of PPPOE and PPPOA.docx
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DifferenceofPPPOEandPPPOA
1.
PPPOA和PPPOEPPPOE的主要区别在于发起PPP连接的设备不同,PPPOE是用户的网卡发起。
PPPOA由ATM设备由ATM专用设备
2.
PPPOE就是PPPOVERETHERNET,以太网上的点对点的协议,是一种虚拟的拨号方式
PPPOA就是PPPOVERATM,类似与DDN专线,用户配置好协议后,开机后,用户端和局端会自动建立起一条链路能直,由ADSLMODEM和电脑配合,在电脑上分配固定IP地址,相当于自己的电脑在局端的局域网中,一起共享局端互联网接入线路上网。
这其实是ADSL的一种专线接入方式,用户都拥有固定的IP地址。
但是在用户不开机上网时,IP不会被利用,会造成公网IP资源的浪费
3.
PPPoA接入方式中,PPP连接可以由用户端PC发起,也可以由ADSLMODEM发起,但需要有宽带接入服务器的支持。
PPP由用户PC发起时,ADSLMODEM需用25Mbps的ATM端口通过5类线用RJ-45头和用户PC相连,用户PC需插ATM网卡,并安装客户端软件。
在ATM网卡和宽带接入服务器之间建立PVC连接。
PPP由ADSLMODEM发起时,ADSLMODEM需支持PPPoA,用户PC可以通过以太网接口和ADSLMODEM相连,在ADSLMODEM和宽带接入服务器之间建立PVC连接,此时ADSLMODEM实际起到了PPP代理的作用。
在用户端采用ATM网卡进行PPPoA接入时,是
●由PC终端直接发起PPP呼叫的。
●PCATM网卡在收到上层的PPP包后,根据RFC2364封装标准对PPP包进行AAL5层封装处理形成ATM信元流。
●ATM信元透过ADSLMODEM(CPE)传送到网络侧的宽带接入服务器上,通过标准的协商过程(请求、应答等),从而使PC与BRAS(BroadBandRemoteAccessServer,宽带远程接入服务器)间建立了一个相互信任PPP的连接(或叫会话,Session),
●同时有可靠的机制去探测、维护和处理Session的中断等情况。
●然后用户可以通过该会话发起要求登录到某个ISP(采用FQDN)的请求,比如采用USER@163.GD+password,然后BRAS将请求转发给RADIUSServer,去进行相关的认证、授权,RADIUS则开始进行计费的记录,并向PC返回IP地址和会话。
4.4.1PPPoA协议简介
PPPoA方式类似于专线接入方式,用户连接和配置好ADSLMODEM后,在自己的计算机网络设置里设置好相应的TCP/IP协议及网络参数(IP和掩码、网关等),开机后,用户端和局端会自动建立一条链路,无须任何拨号软件,但需要输入相应的用户账号。
利用PPPoA接入技术能够很好地实现诸如业务选择、VPN应用等一系列附带的特殊功能,为宽带接入的发展提供了更广阔的前景。
目前这种方式在普通用户中基本不采用,主要用于电信、邮政通信领域,有些企业也开始采用这种接入方式。
PPPoverATM适配第五层(AAL5),使用AAL5协议作为加外框的协议,支持PVC(永久虚拟电路)和SVC(交换虚拟电路)。
PPPoA主要被实施作为ADSL一部分,依靠RFC1483,运行在逻辑链路控制子网访问协议或VCMux模式下。
客户端前置设备(CPE)封装根据此RFC的PPP会话为传输横跨ADSL环和数字用户环路接入复用器(DigitalSubscriberLoopAccessMultiplexer,DSLAM)。
PPPoA使用ATM适配第五层(AAL5)组装PPP封装的包。
PPP为基于点对点连接的多协议数据包的传输提供了一个标准方法,而ATMAAL5主要为连接到相同网络的终端站提供虚拟连接。
这些连接提供了一个数据包发送服务,包括差错检测,但不包括差错修正。
目前大多数PPP使用ISO3309HDLC为其组帧。
当ATM网络被配置为用于点对点连接时,PPP就使用AAL5作为组帧机制。
PPP层将底层ATMAAL5层服务作为位同步点对点连接。
在这种情况下,PPP链路对应于ATMAAL5虚拟连接。
该虚拟连接必须是全双工点对点连接方式,可能是专用的,也可能是可交换的。
基于AAL5上的LLC封装的PPP技术是多元VCPPP技术的另一种选择。
当在AAL5上传输一个PPP负载时,通过两终端的相互配置或协商,必须支持虚拟电路多元PPP(VCPPP)负载和PVCs上的LLC封装PPP负载。
同时对宽带低层接口(B-LLI)信息元素进行编码,从而指出是多元VCPPP,还是LLC封装PPP。
具体的ALL5协议知识将在本书第11章介绍ATM交换技术时再进行介绍。
4.4.2PPPoA体系结构的优点和缺点
PPPoA体系结构继承了用于拨号型号的大多PPP的优点,具体体现在以下几个方面。
安全性较高:
PPPoA也是根据密码验证协议(PAP)或挑战握手验证协议(CHAP)进行会话认证的。
因为认证是在桥接体系结构中,解决了安全漏洞,这是PPPoA最大的优点。
记账和服务提供方式灵活:
采用PPPoA协议方式接入的用户,NSP(网络服务提供商)可以对每次会话进行记账,还可以根据不同会话需求为用户提供不同级别的服务。
节省公用IP地址资源:
在PPPoA接入中,NSP为用户分配的IP地址是保存在CPE中的,NSP只需为CPE分配一个IP地址即可为许多同一局域网内的用户共享接入,其中使用的是网络地址转换(NAT)技术。
另外,NSP还可以提供一个小的子网IP地址,解决需要限制端口地址转换(PAT)和NAT情况下的多用户使用问题。
维护简单
在PPPoA接入中,出现故障时,NSP能容易地识别哪些用户可以继续进行会话,而不是故障排除整个组,使整个故障排除很有针对性。
用户身份认证方式灵活
与PPPoE协议一样,采用PPPoA协议接入的用户,NSP可以使用一个业界标准的远程验证拨入用户服务(RADIUS)服务器为每个用户提供安全的身份验证和空闲、会话超时设置。
PPPoA协议的主要缺点如下。
服务选择不灵活
因为PPPoA协议的服务是直接与CPE连接的,所有用户都共享CPE中保存的用户账户信息和服务配置,这样同一组的用户也就只能享受同一特定VC下提供的服务集合,不能选择不同的服务集合。
虽然可以使用多个VC,并且建立不同的PPP会话,但这是需要另外支付费用的。
用户账户维护复杂
在PPPoA接入技术中,NSP需要为所有用户维护用户名和口令数据库。
但如果使用隧道或代理服务,则认证可以根据域名完成,并且用户认证过程是在网关中完成的。
这可减少服务提供商必须维护数据库的大小。
有些程序不支持单地址模式
有些应用程序,如IPTV,在PPPoA提供给CPE的单IP地址模式中不能很好地工作。
4.5.1 ADSLMODEM的分类与结构
ADSLMODEM与原来的56KbpsMODEM一样,有内、外置之分,内置的是一块内置板卡,它使用计算机I接口安装在主板的I插槽上,如图4-7所示。
但由于受性能制约,目前不常见。
图4-7 PCI内置ADSLMODEM
外置方式的ADSLMODEM在外观上也基本与外置的56KbpsMODEM一样,如图4-8所示的就是一款外置ADSLMODEM。
外置的ADSLMODEM还可根据不同的计算机接口划分为以太网RJ-45接口类型和USB接口类型。
不过目前最常用的还是以太网接口类型,所以现在仅就此类型的ADSLMODEM进行相关介绍。
以太网接口类型的ADSLMODEM当然有一个RJ-45以太网接口,这个接口是用来与计算机以太网卡进行连接的,如图4-9所示。
图4-8 外置ADSLMODEM
图4-9 外置以太网接口ADSLMODEM上的网络接口
在常见的以太网ADSLMODEM上另外各接口功能如下。
PWR:
18V直流电源接口,直流电源变压器随ADSLMODEM一起提供。
PHONE:
通过一格自带的电话线与信号分离器的“MODEM”接口相连。
RS-232:
这是用来对ADSLMODEM进行调试的,如ADSLMODEM固件恢复就要用到这个接口,一般用户不用。
在早期的ADSLMODEM配件中,还有一个信号分离器的设备,它是用来对语音和数据信号进行分离的。
正是有了这样一个设备,才使得我们可以通过一条电话线实现上网、接/打电话两不误的功能,即所谓的“一线双通”功能。
这个信号分离器如图4-10所示,它有3个电话线接口,分别用于连接电话外线(Loop)、ADSLMODEM和电话(Phone)。
不过,现在新的ADSLMODEM已内置了这样一个信号分离器,直接在MODEM上提供两个电话线接口即可(分别用于连接外线和电话)。
除了以上两个主要设备外,还有一个18V的ADSLMODEM直流电源变压器,如图4-11所示。
它当然是为ADSLMODEM提供工作电源的。
另外还有的一条电话线,一条以太双绞网线。
图4-10 ADSLMODEM信号分离器
图4-11 ADSLMODEM直流电源变压器
4.5.2 ADSLMODEM的网络连接
了解了ADSL所需的设备后,我们接下来要了解的就是这些网络设备与电话线的连接。
为了让读者有一个全面的了解,我们把当前主流应用的两种ADSLMODEM(RJ-45以太网接口和USB接口)类型的连接方法介绍如下。
前面我们介绍了以太网ADSLMODEM,USB接口类型的其实也差不多,不同的只是在这类MODEM上没有以太网接口,只具有一个USB接口,也不用单独的电源。
USB接口通过USB连线与计算机上的USB接口相连。
ADSLMODEM与RJ-45以太网接口的网络连接方式如下。
在局端方面,由服务商将用户原有的电话线中串接入ADSL局端设备,用户端的ADSL安装非常简易方便,只要将电话线连上信号分离器,信号分离器与ADSLMODEM之间再用一条两芯电话线连上,ADSLMODEM与计算机的网卡之间用一条直通双绞网线连接,如图4-12所示。
直通双绞线一般是随ADSLMODEM一起提供的,当然也可以自己制作,制作方法请参见《网管员必读》系列丛书中的《网管员必读——网络组建》一书。
整个网络连接方法如图4-13所示。
图4-12 ADSLMODEM与主机和分离器的连接
图4-13 以太网ADSLMODEM连接示意图
如果是USB接口和ADSLMODEM,其网络连接方式如图4-14所示;如果是PCI内置ADSLMODEM,则网络连接方式如图4-15所示。
图4-14 USB接口ADSLMODEM的网络连接方式
图4-15 PCI内置ADSLMODEM的网络连接方式
局域网用户的ADSL安装与单机用户没有很大区别,只需再加多一个交换机(现在一般很少用集线器了)来集中连接多个用户,至于ADSLMODEM的连接方式就要视具体的共享上网方式而定了,如果采取路由共享方式,则ADSLMODEM需直接连接交换机,或者宽带路由器的LAN端,如果采取的是网关服务器,或者代理服务器共享方式,则ADSLMODEM仍需直接与一台主机相连。
具体参见《网管员必读》系列丛书——《网管员必读——超级网管经验谈》一书。
4.5ADSL的应用模式
ADSL也不像一般用户想象的那么简单,认为只是用来与互联网进行连接的,它同样有不同的接入模式供不同需求的用户选择。
根据ADSL设备的具体配置以及业务类型,ADSL接入模式主要有4种类型,即桥接接入模式、IpoA专线接入模式、PPPoA接入模式和路由接入模式。
各种模式所采用的协议各不相同,但是这些协议最终都支持TCP/IP。
下面将分别介绍这几种接入模式。
不过,在此仅以应用最为普遍的以太网接口ADSLMODEM为例进行介绍。
4.6.1ADSL的桥接接入模式
ADSL桥接接入方式依托于ATM骨干网络,在接入侧上继承了许多ATM技术的特点和优点,所以ATM网络上承载数据包的各种标准就很自然地被ADSL接入技术所采用。
工作在此模式下的ADSL,大部分协议都负责在应用层面端到端的处理,终端只处理以太网报文到ATM信元的适配和ADSL线路层的处理。
桥接接入模式协议转换效率高,一般推荐用户使用该接入模式。
早期国内的ADSL线路接入都是桥接方式,由ADSLMODEM和电脑配合,在电脑上分配固定IP地址,相当于自己的电脑在局端的局域网中,一起共享局端互联网接入线路上网。
这其实是ADSL的一种专线接入方式,用户都拥有固定的IP地址。
但是在用户不开机上网时,IP不会被利用,会造成公网IP资源的浪费,因此出现了PPPoE拨号的ADSL接入。
PPPoE拨号可以使用户开机时拨号接入局端设备,由局端设备自动分配给一个动态公网IP(不是固定的),这样公网IP紧张的局面就得到了缓解。
目前国内家庭用户的ADSL上网方式中,基本上是PPPoE拨号的方式。
PPPoE拨号方式出现以后,ADSL的接入设备——ADSLMODEM就有了一个兄弟产品,叫做ADSLROUTER(ADSL路由器),如图4-16就是一款专门的ADSL路由器产品。
这种路由器设备除了具有基本的路由功能外,还具有ADSLMODEM的基本桥接功能,其用途就是为了使局域网中多个用户共享ADSL线路上网。
除此之外,ADSL路由器具有自带的PPPoE拨号软件,使得用户不要依靠网络中某台主机来进行ADSL拨号,方便了共享用户的上网。
还能提供DHCP服务,DNS中继、防火墙、VPN透传等功能。
也有一些厂商为了降低产品价格,提高产品的实用性,就在原来ADSLMODEM的基础上实现了基本的路由功能,这就是我们通常所说的带路由功能的ADSLMODEM。
随着其他宽带接入技术的成熟和普及应用,有些厂商就在原来专门的ADSL路由器产品的基础上进行了进一步的开发,使路由器也同时支持其他宽带接入方式,如CableMODEM和光纤以太网等,这时的路由器产品就不再叫ADSL路由器了,而是以宽带路由器冠名了,如图4-17所示就是一款同时支持ADSL和CableMODEM,以及FTT×光纤以太网接入的宽带路由器。
图4-16 专门的ADSL路由器
图4-17 同时支持两种以上接入方式的宽带路由器
宽带路由器除了具有基本的路由、PPPoE拨号功能外,一般也提供诸如DHCP、DNS中继、VPN透传、NAT防火墙等功能。
目前专门生产ADSL路由器的厂商不是很多,多数是生产最少同时支持两种宽带接入技术的宽带路由器,但基本上都支持ADSL接入。
一般的SOHO级产品价格也很便宜,在200元左右。
因为ADSL路由器同时具备桥接和路由功能,所以也就有了不同的组网方式,也就是ADSL路由器的桥接模式和路由模式。
ADSL路由器桥接模式有个正式专业的名称叫做RFC1483标准。
RFC1483标准是为了实现网络层上多协议数据包在ATM网络上封装传送而制定的,现已被广泛用于ATM技术中,成为在ATM网络上处理多协议数据包的封装标准。
RFC1483仿真了以太网的桥接功能,它在数据链路层上对网络层的数据包进行LLC/SNAP(逻辑链路控制/子网接入协议)的封装。
在ADSLMODEM中完成对以太网帧的RFC1483ATM封装后,通过用户端和局端网络的PVC(永久虚电路)完成数据包的透明传输。
桥接是指同一局域网中不同网段的连接,在这种方式下,各用户的计算机在接入ADSLMODEM后在逻辑上就相当于连接到了局端所有连接在同一交换设备中的其他用户而形成的局域网中,只是需要通过用户账户进行身份验证而已。
ADSL的RFC1483桥接接入方式是ADSL宽带接入的最基本形式,也成为其他接入方式的基础,一般的ADSL路由器出厂也默认在桥接方式下。
ADSL路由器出厂初始值为用于单台电脑的桥接器方式,也就是它的当前工作模式置于“BRIDGEENABLE(桥接使能)”。
在纯桥接模式下,ADSL路由器只是一个普通网桥,其功能较简单。
通常需要一个代理服务器,或网关设备将局域网中的通信汇聚起来再连接到外部网络上。
需在代理服务器或网关设备上运行PPPoE拨号软件。
桥接方式可以由局方分配固定IP,也可以配合拨号软件设置为自动获取,或是分配固定IP在PC端设置。
采用RFC1483桥接模式时,ADSLMODEM直接与PC机连接,在PC上运行PPPoE拨号软件进行拨号。
通过交换机连接所有共享用户,然后配置网关服务器型共享,或者代理服务器型共享即可。
网络结构如图4-18所示。
这种方式所用设备最简单,仅需普通的ADSLMODEM和一台用来连接所有共享用户的交换机即可。
此时ADSLMODEM仅利用了它的桥接功能。
如果需要共享上网的用户较多,如网吧、企业、社区,往往是ADSLMODEM加宽带路由器的组网形式,这时多数会让ADSLMODEM工作在桥接模式下(可在配置界面中配置,即使ADSLMODEM支持路由功能),由宽带路由器来进行拨号功能,并承担路由的工作,网络结构如图4-19所示。
这是因为ADSLMODEM的路由能力较低,在处理大数量客户机的路由请求时会出现性能下降或产生死机故障。
此处的ADSLMODEM仍采用桥接模式。
图4-18 ADSLMODEM的桥接模式网络结构
图4-19 多用户共享情况下的宽带路由器使用
4.6.2ADSL的路由接入模式
ADSL路由器的路由接入模式一般指的是ADSL路由器在“ROUTERENABLE(路由使能)”的工作模式下,具有PPPoE拨号、NAT、RIP-1等少量路由功能。
在路由模式下,ADSL路由器是一个独立的准系统,它自己PPPoE拨号,并做NAT,成为一台独立的网关,不需要一台机器专门来开机并设置共享上网功能来为其他人做网关,也不需要宽带路由器来做网关,直接与局域网交换机连接就可以共享上网了。
开启路由的好处:
(1)不必专门使用一台电脑做服务器,任何一台电脑开机都可上网。
(2)惟一的IP地址由ADSL路由器获得,外部发起的攻击全部作用于ADSL路由器上,可在一定程度上保护共享上网的电脑。
路由模式是用来连接两个不同网络(或不同子网)的,所以采用路由模式后,用户的计算机就不再是与局端其他连接用户在逻辑上属同一局域网了,而是通过路由器进行隔离。
很明显这种模式,对于用户来说更加安全,不容易遭病毒入侵,也不容易被人攻击。
ADSL路由器启用路由模式后,可以省去代理服务器和拨号软件或宽带路由器。
但是,由于硬件条件的限制,支持路由功能的ADSLMODEM的路由能力只适用于仅有几台电脑的共享应用,如家庭、宿舍等超小型网络。
而对于企业动辄几十台,甚至上百台的应用状况,ADSL路由就难以胜任了。
在企业环境下,当ADSL运行在路由模式下,可能会出现一些问题,如:
频繁出现ADSL链路断开重连;ADSL大猫死掉,须重启。
产生以上现象的原因是硬件的结构问题。
此时最好选择独立的宽带路由器。
因为ADSL路由器和宽带路由器在路由方面存在较大的性能差异。
ADSL路由器的CPU芯片可能会是低端的网络处理器,如:
ARM7等,主频仅为50MHz,SDRAM内存也很小。
现在主流宽带路由器,CPU主频就在100MHz以上,SDRAM内存16MB以上。
在软件功能上也存在处理能力的差别,SESSION(会话)容量比宽带路由器小很多。
在其他的更高级的功能上,宽带路由器更添加了如SPI防火墙、DoS防范、IP过滤等安全机制以及DHCP、DMZ、虚拟服务器、DDNS等功能,这些是支持路由功能的ADSLMODEM根本没有的。
若是有少量客户机的家庭用户或SOHO用户,就可以直接用PPPoEROUTED——路由模式,由ADSL路由器(或支持路由功能的ADSLMODEM,或者是支持ADSL的宽带路由器)来进行PPPoE拨号,并通过路由功能为内网用户提供共享上网。
如图4-20所示是通过支持路由功能的ADSLMODEM共享上网的网络结构。
在这里进行拨号的是支持ADSL的路由器(支持路由功能的ADSLMODEM,或者是支持ADSL的宽带路由器),而不是用户PC主机。
通过上面的分析,相信许多用户对于桥接模式和路由模式的概念,以及这两个模式的具体应用有了更深的了解。
其实目前绝大多数国内普遍的ADSLMODEM用户,这两个模式都可以用,因为现在的ADSLMODEM基本上都支持路由功能,实在不行,购买一个专门的ADSL路由器,或者宽带路由器照样可以采用路由模式。
桥接模式是所有ADSLMODEM都默认支持的。
总的来说,如是家庭,或者少数几人的SOHO小组,建议采用ADSL路由器(或者支持路由功能的ADSLMODEM)的路由工作模式;如是人数较多的网吧、学校、企业、社区等大型网络,建议采用桥接模式,再加宽带路由器来执行PPPoE虚拟拨号和路由功能。
图4-20 通过支持路由功能ADSLMODEM共享上网的网络结构
4.6.3 IPoA专线接入模式
IPoA的全称为“IPoverATM”,从其名称上可以看出,它也是一种在ATM网络基础上实现IP数据传输的一种技术。
它对应于RFC1577标准,是在ATM网络上承载IP协议的标准规范。
在RFC1577标准中明确了该接入技术仅针对于网络层的IP协议,用IP路由转发实现相互之间的通信。
IPoA接入模式是采用高带宽的ATM数据交换技术,用以太网的接口方式接入用户。
它综合了ATM网络安全、稳定和IP接口开放、灵活的优点,为用户提供点对点或点对多点的数据业务,可应用于银行、证券、企业、政府机关、医院、学校等具有大量多媒体数据传输需求的单位。
无论是文件、资料、影像、视讯、语音都能完美无缺地极速传输,并能依客户需求提供不同等级的服务品质保证(QoS),非一般数据网络所能比拟。
另外,IPoA业务更是以通用的网络接口,低价的终端设备,为用户提供快速建网解决方案,特别适合超大型集团用户多点联网。
IPoA业务的特点如下。
网络传输质量高
因为网络采用的是ATM交换网,其定长信元异步交换模式,能够把语音、数据及视讯等信息整合在一起。
同时针对各种信息形态提供最佳的传输环境及有效率的多媒体服务。
电路速率范围宽
在IPoA接入方式中,可选速率从32Kbps到622Mbps(这是ATM网络的速率范围),视客户需求弹性配置频宽,支持网络平滑升级,保护用户资源。
中心端口容量大:
支持更多的电路会聚,优化网络结构,减少维护成本。
组网方便节省投资:
IPoA采用通用的以太网接口,低价的以太网终端设备,便于用户快速组网,节省用户投资。
采用PVC更安全:
在技术中采用PVC(PermanentVirtualCircuit,永久虚拟电路)有效保证了用户业务的安全性。
服务品质有保证:
可依客户各种不同应用,提供各种服务品质,保证不同的服务等级。
IPoA的主要功能有两个,那就是“地址解析”和“数据封装”。
地址解析就是完成地址绑定功能。
对于PVC来说,因为PVC是由管理员手工配置的,因此一个主机可能只知道PVC的VPI/VCI标识,而不知道远程主机的IP地址和ATM地址,这就需要IP解析机制能够识别连接在一条PVC上的远程计算机;对于SVC(SwitchVirtualCircuit,交换虚拟电路)来说,地址解析更加复杂,需要两级地址解析过程。
首先,当需要建立SVC时,必须把目的端的IP地址解析成ATM地址;其次,当在一条已有的SVC上传输数据包时,目的端的IP地址必须映射成SVC的VPI(Virtua
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