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IPoE方式統一三網(wǎng)融合接入控制

2010/11/08

　　對電信運營(yíng)商而言，三網(wǎng)融合在接入控制層面主要是考慮怎樣引入IPTV，以及如何在多業(yè)務(wù)接入模式下實(shí)現綜合運營(yíng)并保障各類(lèi)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。IPoE方式提供多業(yè)務(wù)接入以滿(mǎn)足三網(wǎng)融合發(fā)展的必要性和可行性，為運營(yíng)商三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)提供保障。

　　PPPoE的特點(diǎn)和局限性

　　PPPoE就是在以太網(wǎng)上跑的PPP協(xié)議。由于PPP協(xié)議最早應用在遠程網(wǎng)絡(luò )接入上，需要考慮模擬線(xiàn)路質(zhì)量等問(wèn)題，因此在PPP協(xié)議設計上包含了鏈路協(xié)商(LCP)、認證(Auth)和網(wǎng)絡(luò )協(xié)商(NCP)等多個(gè)階段。建立一個(gè)PPP會(huì )話(huà)需要進(jìn)行11次消息交互，處理過(guò)程比較復雜。PPPoE將PPP協(xié)議應用到了以太網(wǎng)方式的寬帶接入上，對整個(gè)交互過(guò)程并沒(méi)有改變。但是PPPoE繼承了通過(guò)用戶(hù)名/密碼進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )接入的傳統方式，并保持了后臺業(yè)務(wù)開(kāi)通以及RADIUS認證/計費的過(guò)程基本不變。因此，當時(shí)這種犧牲網(wǎng)絡(luò )效率換取業(yè)務(wù)延續性的做法還是非常成功的。

　　之所以說(shuō)犧牲了網(wǎng)絡(luò )效率，除了PPPoE繼承PPP的所有消息交互過(guò)程外，也保留了整個(gè)PPP包頭，這會(huì )占用額外的9～11個(gè)傳送字節。這些信息在以太網(wǎng)上傳送時(shí)并不起什么作用，會(huì )降低網(wǎng)絡(luò )傳送有效負載的效率并增加客戶(hù)端和服務(wù)器端進(jìn)行封裝與解封裝的處理負擔。

　　對于三網(wǎng)融合來(lái)講，PPPoE最大的局限性在于IPTV組播業(yè)務(wù)的提供上。由于PPP在設計上是一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的協(xié)議，這就意味著(zhù)3層數據報文必須在PPPoE的服務(wù)端(即BRAS或SR上)就被送入這個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的傳送管道中才能到達PPPoE的客戶(hù)端(即用戶(hù)側)。這種方式對于以單播方式進(jìn)行的普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)影響不大，但對于以組播方式傳送的IPTV直播業(yè)務(wù)卻有特別大的影響。直播節目的特點(diǎn)是每個(gè)頻道的內容在網(wǎng)絡(luò )上只需要傳送一份，在最靠近用戶(hù)的地方再進(jìn)行復制，從而最大限度地節省在中間網(wǎng)絡(luò )上的帶寬消耗。

　　IPoE接入方式介紹

　　IPoE的叫法是為了和PPPoE相對應而提出的，從字面上可以看出來(lái)，IPoE其實(shí)就是省略了PPPoE中原本就是多余的PPP封裝。在接入方式上，IPoE直接采用DHCP獲取IP地址等網(wǎng)絡(luò )參數，省卻了PPP協(xié)議中復雜的會(huì )話(huà)建立過(guò)程。
　　
　　其實(shí)，通過(guò)DHCP獲取IP地址，通過(guò)以太網(wǎng)直接傳遞IP報文的方式早在PPPoE誕生之前就已經(jīng)存在了。之所以這種方式遲遲未能在運營(yíng)商寬帶接入中得到應用，究其原因還是在用戶(hù)接入管控方面的差別。除了用戶(hù)識別方式不是用戶(hù)名/口令而是MAC地址外，DHCP本身不具備計費能力是另一個(gè)重要因素。

　　為了滿(mǎn)足運營(yíng)商對DHCP接入方式在可管、可控、可計費方面的需求，寬帶論壇(原DSL論壇)制定了WT-146規范，它在TR-101架構的基礎上，為DHCP接入方式引入了RADIUS認證/計費過(guò)程，并保持該過(guò)程與PPPoE的認證/計費過(guò)程相兼容。我們把這種方式稱(chēng)之為IPoE。

　　由于省去了PPP封裝和多余的交互過(guò)程，IPoE具備以下諸多優(yōu)勢：

　　1.數據傳遞上減少了多余的字節，無(wú)形中使全網(wǎng)可用的接入帶寬在不增加任何設備投資的情況下得以提高；

　　2.取消了點(diǎn)到點(diǎn)傳遞方式的限制，使得IPTV的直播節目復制可以從SR/BRAS下移到接入設備上，從而極大地緩解接入設備的上聯(lián)流量壓力；

　　3.采用DHCP方式建立會(huì )話(huà)，無(wú)論是會(huì )話(huà)建立的過(guò)程還是會(huì )話(huà)的維持都非常簡(jiǎn)捷，更加適合大容量的用戶(hù)接入，尤其是在SR/BRAS意外重啟后的快速用戶(hù)恢復；

　　4.IPoE實(shí)際上是一種無(wú)連接的用戶(hù)會(huì )話(huà)接入方式，非常適合于像NGN電話(huà)、視頻監控等需要24小時(shí)長(cháng)接在線(xiàn)的業(yè)務(wù)；

　　5.采用DHCP方式建立會(huì )話(huà)，也非常有利于用戶(hù)會(huì )話(huà)的跨機箱保護，可以實(shí)現在SR/BRAS設備故障、割接等情況下，用戶(hù)業(yè)務(wù)不會(huì )中斷。這對于提供像NGN、IPTV等高端業(yè)務(wù)來(lái)講是非常有利的。

　　三網(wǎng)融合接入架構簡(jiǎn)析

　　從原則上講，可以采用單一的IPoE方式提供三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的綜合接入。但考慮到目前上網(wǎng)業(yè)務(wù)已經(jīng)普遍采用PPPoE方式，而PPPoE的局限性更多體現在IPTV等新興業(yè)務(wù)上，因此，在三網(wǎng)融合的業(yè)務(wù)接入構架中，可以考慮上網(wǎng)業(yè)務(wù)保留PPPoE的接入方式，其它業(yè)務(wù)采用IPoE方式的混合接入模式。

　　由于IPoE方式不再使用用戶(hù)名/口令來(lái)識別用戶(hù)及其業(yè)務(wù)類(lèi)型，因此，用戶(hù)接入的VLAN規劃就非常重要。通過(guò)VLAN的劃分，不僅可以有效隔離不同用戶(hù)和不同業(yè)務(wù)之間的流量，防止未授權的訪(fǎng)問(wèn)，也可以在接入設備沒(méi)有提供Option82線(xiàn)路信息的時(shí)候，由SR/BRAS采用用戶(hù)接入的VLAN號來(lái)代替線(xiàn)路信息實(shí)現用戶(hù)終端的定位。

　　以上方式要求SR/BRAS能夠在同一用戶(hù)接口上同時(shí)支持PPPoE和IPoE，并對同一用戶(hù)的不同會(huì )話(huà)進(jìn)行統一的QoS管理以保證不同業(yè)務(wù)獲得所需的網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量保障。在過(guò)渡階段，一些傳統的BRAS設備可能并不支持IPoE，而某些SR設備也可能不支持PPPoE，這些設備可以保留各自的接入方式不變，接入設備上的用戶(hù)業(yè)務(wù)流量可以按VLAN劃分后分別上聯(lián)到不同的接入控制設備上。對于新建節點(diǎn)可以盡量考慮采用那些同時(shí)具備PPPoE和IPoE接入能力的SR或BRAS設備(也稱(chēng)之為BNG)。

　　IPoE部署時(shí)的考慮

　　從現網(wǎng)角度出發(fā)，用戶(hù)終端、家庭網(wǎng)關(guān)、接入設備，以及接入控制設備在IPoE部署方式下需要考慮很多因素。

　　除PC上網(wǎng)可仍然保持PPPoE方式不變，其它專(zhuān)用終端可以將網(wǎng)絡(luò )接入方式調整為DHCP。用戶(hù)終端可以有選擇地支持Option61和Option60選項：Option61用于存放比MAC地址更易于管理的終端標識(比如存放終端序列號)；Option60可用于標識終端所屬的業(yè)務(wù)類(lèi)型，用于無(wú)法通過(guò)VLAN來(lái)區分業(yè)務(wù)類(lèi)型的場(chǎng)合。

　　家庭網(wǎng)關(guān)對IPTV、NGN等專(zhuān)用終端業(yè)務(wù)通過(guò)橋接方式打到相應的上行PVC或上行VLAN中進(jìn)行轉發(fā)，對于采用IPoE還是PPPoE方式并不需要感知。對于PC上網(wǎng)業(yè)務(wù)可延續當前方式不變。此外，家庭網(wǎng)關(guān)上需要配置一定的QoS策略，以防止家庭網(wǎng)關(guān)成為多業(yè)務(wù)綜合接入的瓶頸。

　　接入設備上需要完成用戶(hù)PVC或用戶(hù)VLAN到接入網(wǎng)VLAN的映射轉換。接入設備建議支持Option82線(xiàn)路信息的插入，以實(shí)現用戶(hù)線(xiàn)路的精確綁定。如果接入設備不支持Op-tion82線(xiàn)路信息的插入，寬帶用戶(hù)的線(xiàn)路綁定信息也可以從SR/BRAS上提取，但前提是接入網(wǎng)絡(luò )已進(jìn)行了每用戶(hù)每VLAN的規劃。對IPoE接入方式而言，接入設備需要支持IGMPSnooping和跨VLAN組播復制能力。此外，出于節目控制考慮，接入設備上需要支持用戶(hù)組播組權限的設定。

　　目前，主流的SR設備均能支持IPoE接入(基于WT-146)，部分SR或BRAS設備能夠同時(shí)支持PPPoE和IPoE接入(即BNG)。作為運營(yíng)商邊緣服務(wù)器，接入控制設備還需要重點(diǎn)考慮用戶(hù)接入的安全性，主要包括：接入認證、Anti-spoofing、防DoS攻擊、報文過(guò)濾、用戶(hù)組播限制等。

　　RADIUS認證平臺需要提供PPPoE和IPoE的統一認證、授權和計費。IPoE的用戶(hù)標識信息(即認證時(shí)的用戶(hù)名)可以有幾種不同的選擇：分別是終端MAC地址、終端序列號(Op-tion61)或者用戶(hù)線(xiàn)路信息(Option82)，在某些情況下也可以把Option60作為域名(domain)添加在用戶(hù)標識信息后面。認證平臺可以選取一種比較容易獲得的終端信息作為認證標識。（方圓）

　　鏈接:海貝爾7750SR

　　上海貝爾7750SR是業(yè)界首款具備BNG能力的設備，可以為運營(yíng)商綜合業(yè)務(wù)接入提供靈活而高效的解決方案。

T-比特接入平臺，單槽位100G，10GE下行、100GE上行接口能力，全面提升寬帶網(wǎng)絡(luò )的基礎承載能力，輕松應對高清視頻的挑戰；

支持IPoE、PPPoE、大客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)等混合方式接入，滿(mǎn)足多種接入需求的同時(shí)又能實(shí)現網(wǎng)絡(luò )接入模式的平滑演進(jìn)；

7750SR為視頻服務(wù)專(zhuān)門(mén)設計的視頻業(yè)務(wù)卡，可以實(shí)現快速頻道切換、丟幀重傳、個(gè)性化定向廣告、以及視頻質(zhì)量統計等功能；

7750SR為互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)專(zhuān)門(mén)設計的互聯(lián)網(wǎng)應用識別卡，可以區分每個(gè)用戶(hù)正在使用的各種應用流量類(lèi)別，并依據不同的用戶(hù)策略對某些應用予以限制；

7750SR具備多層次的網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)質(zhì)量監測能力，為對網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量敏感的業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò )承載服務(wù)；

7750SR具備前文介紹的各項網(wǎng)絡(luò )接入安全控制能力，相比一般設備所提供的接口級DoS保護；此外，用戶(hù)會(huì )話(huà)的跨機箱實(shí)時(shí)保護能力給三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)提供了電信級的可靠性。

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