IPoE方式統(tǒng)一三網融合接入控制

2010/11/08

　　對電信運營商而言，三網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)務接入模式下實現(xiàn)綜合運營并保障各類業(yè)務的服務質量。IPoE方式提供多業(yè)務接入以滿足三網融合發(fā)展的必要性和可行性，為運營商三網融合業(yè)務提供保障。

　　PPPoE的特點和局限性

　　PPPoE就是在以太網上跑的PPP協(xié)議。由于PPP協(xié)議最早應用在遠程網絡接入上，需要考慮模擬線路質量等問題，因此在PPP協(xié)議設計上包含了鏈路協(xié)商(LCP)、認證(Auth)和網絡協(xié)商(NCP)等多個階段。建立一個PPP會話需要進行11次消息交互，處理過程比較復雜。PPPoE將PPP協(xié)議應用到了以太網方式的寬帶接入上，對整個交互過程并沒有改變。但是PPPoE繼承了通過用戶名/密碼進行網絡接入的傳統(tǒng)方式，并保持了后臺業(yè)務開通以及RADIUS認證/計費的過程基本不變。因此，當時這種犧牲網絡效率換取業(yè)務延續(xù)性的做法還是非常成功的。

　　之所以說犧牲了網絡效率，除了PPPoE繼承PPP的所有消息交互過程外，也保留了整個PPP包頭，這會占用額外的9～11個傳送字節(jié)。這些信息在以太網上傳送時并不起什么作用，會降低網絡傳送有效負載的效率并增加客戶端和服務器端進行封裝與解封裝的處理負擔。

　　對于三網融合來講，PPPoE最大的局限性在于IPTV組播業(yè)務的提供上。由于PPP在設計上是一個點到點的協(xié)議，這就意味著3層數(shù)據(jù)報文必須在PPPoE的服務端(即BRAS或SR上)就被送入這個點到點的傳送管道中才能到達PPPoE的客戶端(即用戶側)。這種方式對于以單播方式進行的普通上網業(yè)務影響不大，但對于以組播方式傳送的IPTV直播業(yè)務卻有特別大的影響。直播節(jié)目的特點是每個頻道的內容在網絡上只需要傳送一份，在最靠近用戶的地方再進行復制，從而最大限度地節(jié)省在中間網絡上的帶寬消耗。

　　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，IPoE其實就是省略了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地址等網絡參數(shù)，省卻了PPP協(xié)議中復雜的會話建立過程。
　　
　　其實，通過DHCP獲取IP地址，通過以太網直接傳遞IP報文的方式早在PPPoE誕生之前就已經存在了。之所以這種方式遲遲未能在運營商寬帶接入中得到應用，究其原因還是在用戶接入管控方面的差別。除了用戶識別方式不是用戶名/口令而是MAC地址外，DHCP本身不具備計費能力是另一個重要因素。

　　為了滿足運營商對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(guī)范，它在TR-101架構的基礎上，為DHCP接入方式引入了RADIUS認證/計費過程，并保持該過程與PPPoE的認證/計費過程相兼容。我們把這種方式稱之為IPoE。

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

　　1.數(shù)據(jù)傳遞上減少了多余的字節(jié)，無形中使全網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.取消了點到點傳遞方式的限制，使得IPTV的直播節(jié)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方式建立會話，無論是會話建立的過程還是會話的維持都非常簡捷，更加適合大容量的用戶接入，尤其是在SR/BRAS意外重啟后的快速用戶恢復；

　　4.IPoE實際上是一種無連接的用戶會話接入方式，非常適合于像NGN電話、視頻監(jiān)控等需要24小時長接在線的業(yè)務；

　　5.采用DHCP方式建立會話，也非常有利于用戶會話的跨機箱保護，可以實現(xiàn)在SR/BRAS設備故障、割接等情況下，用戶業(yè)務不會中斷。這對于提供像NGN、IPTV等高端業(yè)務來講是非常有利的。

　　三網融合接入架構簡析

　　從原則上講，可以采用單一的IPoE方式提供三網融合業(yè)務的綜合接入。但考慮到目前上網業(yè)務已經普遍采用PPPoE方式，而PPPoE的局限性更多體現(xiàn)在IPTV等新興業(yè)務上，因此，在三網融合的業(yè)務接入構架中，可以考慮上網業(yè)務保留PPPoE的接入方式，其它業(yè)務采用IPoE方式的混合接入模式。

　　由于IPoE方式不再使用用戶名/口令來識別用戶及其業(yè)務類型，因此，用戶接入的VLAN規(guī)劃就非常重要。通過VLAN的劃分，不僅可以有效隔離不同用戶和不同業(yè)務之間的流量，防止未授權的訪問，也可以在接入設備沒有提供Option82線路信息的時候，由SR/BRAS采用用戶接入的VLAN號來代替線路信息實現(xiàn)用戶終端的定位。

　　以上方式要求SR/BRAS能夠在同一用戶接口上同時支持PPPoE和IPoE，并對同一用戶的不同會話進行統(tǒng)一的QoS管理以保證不同業(yè)務獲得所需的網絡質量保障。在過渡階段，一些傳統(tǒng)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，接入設備上的用戶業(yè)務流量可以按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(jié)點可以盡量考慮采用那些同時具備PPPoE和IPoE接入能力的SR或BRAS設備(也稱之為BNG)。

　　IPoE部署時的考慮

　　從現(xiàn)網角度出發(fā)，用戶終端、家庭網關、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上網可仍然保持PPPoE方式不變，其它專用終端可以將網絡接入方式調整為DHCP。用戶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)務類型，用于無法通過VLAN來區(qū)分業(yè)務類型的場合。

　　家庭網關對IPTV、NGN等專用終端業(yè)務通過橋接方式打到相應的上行PVC或上行VLAN中進行轉發(fā)，對于采用IPoE還是PPPoE方式并不需要感知。對于PC上網業(yè)務可延續(xù)當前方式不變。此外，家庭網關上需要配置一定的QoS策略，以防止家庭網關成為多業(yè)務綜合接入的瓶頸。

　　接入設備上需要完成用戶PVC或用戶VLAN到接入網VLAN的映射轉換。接入設備建議支持Option82線路信息的插入，以實現(xiàn)用戶線路的精確綁定。如果接入設備不支持Op-tion82線路信息的插入，寬帶用戶的線路綁定信息也可以從SR/BRAS上提取，但前提是接入網絡已進行了每用戶每VLAN的規(guī)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(jié)目控制考慮，接入設備上需要支持用戶組播組權限的設定。

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

　　RADIUS認證平臺需要提供PPPoE和IPoE的統(tǒng)一認證、授權和計費。IPoE的用戶標識信息(即認證時的用戶名)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)或者用戶線路信息(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，可以為運營商綜合業(yè)務接入提供靈活而高效的解決方案。

通信產業(yè)報


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