目录

简介

假设

技术简介

PPPoA 体系结构的优点和缺点

优势

缺点

PPPoA 体系结构实施注意事项

PPPoE 体系结构的关键点

结论

参考

相关信息

简介

本文档介绍使用以太网点对点协议(PPPoE)的端到端非对称数字用户线路(ADSL)架构。

在当前的接入技术环境中，最好通过同一客户驻地接入设备连接远程站点的多台主机。此外，还必须以类似于使用点对点协议(PPP)的拨号服务的方式提供访问控制和计费功能。 在许多接入技术中，将多台主机连接到客户驻地接入设备的最经济高效的方法是通过以太网。此外，最好尽可能降低此设备的成本，并且减少或无配置要求。

在客户部署ADSL时，他们必须支持在大量传统桥接客户端设备(CPE)客户群上进行PPP式身份验证和授权。PPPoE能够通过简单桥接访问设备将主机网络连接到远程访问集中器或聚合集中器。使用此模型时，每台主机都使用自己的PPP堆栈。因此，它向用户提供熟悉的用户界面。您可以按每个用户访问控制、计费和服务类型，而不是按站点访问。

假设

基准架构假设提供以下项目：

- 对使用PPPoE的最终用户的高速互联网访问和企业访问。

- ATM作为核心主干技术，由Cisco 6400通用接入集中器(UAC)实施。

这种设计实施限制可以限制此架构在其他平台上的使用，但PPPoE不断发展。请阅读相关产品的最新版本说明，以利用新增和更新的功能。

本白皮书基于当前部署以及使用Cisco 6400 UAC的内部测试。本文是PPPoA基线体系结构论文的继续，并经常引用它。假设您已阅读了PPPoA基线架构白皮书并了解PPP的基础知识，并且已阅读了最新软件版本的版本说明。

技术简介

如RFC 2516中所述，PPPoE有两个不同的阶段：发现阶段和PPP会话阶段。当主机启动PPPoE会话时，它必须首先执行发现，以确定哪台服务器可以满足客户端的请求。其次，它需要确定对等体的以太网MAC地址并建立PPPoE会话ID。虽然PPP定义了对等关系，但发现本身就是客户端 — 服务器关系。

在发现过程中，主机（客户端）发现一个或多个接入集中器（服务器）并选择一个。当发现成功完成时，主机和所选接入集中器都会获取信息，以便通过以太网建立点对点连接。建立PPP会话后，主机和接入集中器必须为PPP虚拟接口分配资源（可能并非所有实施都是如此）。 有关PPPoE规范的详细信息，请参阅RFC 2516。

PPPoA 体系结构的优点和缺点

PPPoE架构继承了拨号模式和PPPoA架构中使用的PPP的大部分优势。这些部分列出了PPPoE的一些关键优点和缺点，以及它们与PPPoA有何不同。

优势

以下是PPPoE的一些关键优势，以及它们与PPPoA的区别：

- 基于密码身份验证协议(PAP)或质询握手身份验证协议(CHAP)的每会话身份验证。 这是PPPoE的最大优势，因为身份验证克服了桥接架构中的安全漏洞。

- 根据每个会话进行记帐是可能的，它允许服务提供商根据提供各种服务的会话时间收取用户的费用。服务提供商也可以要求最低的访问费用。

- 您可以在当前CPE安装中使用PPPoE，这些CPE安装无法升级到PPP，或者无法运行PPPoA，PPPoA将桥接以太网LAN上的PPP会话扩展到PC。

- PPPoE在当前拨号模式中保留Internet服务提供商(ISP)使用的点对点会话。PPPoE是唯一能够在不需要中间IP堆栈的情况下通过以太网运行点对点协议的协议。

- 网络接入提供商(NAP)或网络服务提供商(NSP)可以提供对公司网关的安全访问，无需管理端到端永久虚电路(PVC)，也无需使用第3层路由和/或第2层隧道协议(L2TP)隧道。这使批发服务和虚拟专用网络(VPN)销售的业务模式具有可扩展性。

- PPPoE可在给定时间提供对多个目的地的主机(PC)访问。每个PVC可以有多个PPPoE会话。

- NSP可通过部署空闲和会话超时来超订用，这需要借助行业标准的远程身份验证拨入用户服务(RADIUS)服务器为每个用户部署。

- 您可以将PPP与服务选择网关(SSG)功能配合使用。

缺点

以下是PPPoE的一些主要缺点，以及它们与PPPoA的区别：

- 您必须在连接到以太网网段的所有主机(PC)上安装PPPoE客户端软件。这意味着接入提供商必须维护PC上的CPE和客户端软件。

- 由于PPPoE实施使用RFC 1483桥接，因此容易受到广播风暴和可能的拒绝服务攻击。

PPPoA 体系结构实施注意事项

这些是实施此类架构之前需要考虑的要点。

- 支持的用户数。所需的PPPoE服务器数量取决于会话数。

- PPP会话是在服务提供商的聚合路由器上终止还是转发到其他公司网关或ISP。

- 服务提供商还是最终服务目标提供IP地址。

- 在多个用户的情况下，是所有用户都需要到达相同的最终目标还是服务，还是他们都具有不同的服务目标。最终用户是否需要同时访问多个目标？

- 接入提供商使用的PPPoE客户端软件，以及软件是否已经测试，主机使用的操作系统，以及该操作系统是否可以做出智能路由决策。

- 服务提供商如何根据统一速率、每个会话使用率或使用的服务向用户计费。

- 部署和调配CPE、DSLAM和汇聚入网点(POP)。

- NAP的业务模式。该模式是否还包括批发服务（如安全企业接入）和语音和视频等增值服务的销售？NAP和NSP是否是同一实体？

- 公司的业务模式。它是否与独立本地交换运营商(ILEC)、竞争对手的本地交换运营商(CLEC)或ISP相当？

- NSP向最终用户提供的应用类型。

- 预计的数据流的上行和下行卷。考虑NRP吞吐量、流量工程和任何QoS问题。

本文档讨论PPPoE架构如何适应服务提供商的不同业务模式并扩展到不同的业务模式，以及提供商如何借助此架构获益。

网络架构

PPPoE架构的设计注意事项

本节介绍专门适用于PPPoE架构的问题。

在部署任何架构之前，了解服务提供商的业务模式以及提供商提供的服务至关重要。您需要了解PC上使用的客户端软件。最常见的软件来自Routerware。由于客户端软件安装在PC上，服务提供商技术人员需要对该PC及其操作系统有充分的了解。

根据RFC 2516中的规定，最大接收单元(MRU)选项不得协商到大于1492的大小。以太网的负载最大大小为1500个二进制八位数。PPPoE报头为6个八位组，PPP协议ID为2个八位组，因此PPP最大传输单位(MTU)不得大于1492。这是通过为PPPoE虚拟模板接口配置IP MTU 1492来实现的。

默认情况下，配置PPPoE VPDN组时不预先配置虚拟访问接口。用户可以通过发出virtual-template <number> pre-clone <number>全局命令来更改预克隆虚拟访问接口的最大数量。

为了防止路由器受到拒绝服务攻击，PPPoE（默认）仅允许通过VC从MAC地址发起一个会话。用户可以发出pppoe session-limit per-mac和pppoe session-limit per-vc命令以更改默认值。

记帐、授权和身份验证过程与PPPoA的过程相同。唯一的区别是，目前基于VPI/VCI的身份验证（可用于PPPoA，而不可用于PPPoE）可以使用L2TP和SSG架构进行批发服务。

PPPoE 体系结构的关键点

CPE

CPE配置为纯RFC 1483桥接。每个CPE仅消耗一个VPI/VCI对，此CPE后面的主机发起的所有PPPoE会话都在此单条VC中传输。

IP 管理

运行PPPoE客户端的各台主机的IP地址分配基于拨号模式 — IPCP协商中PPP的相同原则。IP地址来源取决于用户购买的服务类型和PPP会话的终止位置。PPPoE利用Microsoft Windows的拨号网络功能，分配的IP地址反映在PPP适配器中。

IP地址分配可以来自终止PPPoE会话的接入集中器，或者在L2TP情况下，来自家庭网关。IP地址分配给每个PPPoE会话。

CPE无法执行网络地址转换/动态主机配置协议(NAT/DHCP)，因为它是桥接协议，并且没有为其分配IP地址。

如何到达服务目的地

以下是到达服务目标的方法：

- 服务提供商的PPP会话终止

- L2TP隧道

- 使用SSG

这些架构的详细说明将在单独的论文中介绍。

PPPoE的运行说明

此版本的PPPoE客户端软件支持RFC 2516中描述的发现和会话阶段。发现阶段有四个步骤。完成后，两个对等体都知道对等体的PPPoE会话ID和以太网地址，这些地址共同唯一定义PPPoE会话。以下是步骤：

1. 主机广播启动数据包。

主机发送PPPoE活动发现发起(PADI)数据包，其中destination_addr设置为广播地址。PADI包含一个标记，指示它所请求的服务类型。

2. 一个或多个接入集中器发送提供数据包。

当接入集中器或路由器收到它可以服务的PADI时，它会发送PPPoE活动发现提供(PADO)数据包。destination_addr是发送PADI的主机的单播地址。如果访问集中器无法为PADI提供服务，则它不得使用PADO进行响应。由于广播了PADI，因此主机可以接收多个PADO。

3. 主机发送单播会话请求数据包。

主机查看其接收的PADO数据包并选择一个。选择取决于每个接入集中器提供的服务。然后，主机将一个PADR数据包发送到它选择的接入集中器。destination_addr字段设置为接入集中器或发送PADO的路由器的单播以太网地址。

4. 所选接入集中器发送确认数据包。

当接入集中器收到PADR数据包时，它准备开始PPP会话。它为PPPoE会话生成唯一会话ID，并使用PPPoE活动发现会话确认(PADS)数据包回复主机。destination_addr字段是发送PADR的主机的单播以太网地址。

一旦PPPoE会话开始，PPP数据将像任何其他PPP封装一样发送。所有以太网数据包都是单播的。

PPPoE活动发现终止(PADT)数据包可以在会话建立后的任何时间由主机或接入集中器发送，以指示PPPoE会话已终止。

有关更详细的说明，请参阅RFC 2516。

结论

对于ADSL，PPPoE普及，仅次于PPPoA。

参考

- RFC 2516 — 一种通过以太网传输PPP(PPPoE)的方法

- RFC 1483 - ATM适配第5层上的多协议封装

- RFC 2364 — 基于AAL5的点对点

相关信息

- PPPoA 基准 体系结构

- DSL技术支持

- 技术支持 - Cisco Systems