В этом уроке мы поговорим о протоколах, используемых в широкополосных соединениях. Это PPPoE (точка-точка через Ethernet) и IPoE (IP через Ethernet). Здесь мы в основном сосредоточимся на IPoE. Мы узнаем, что такое IPoE и IPoE по сравнению с PPPoE.
Как вы знаете, PPPoE (PPP Over Ethernet) является доминирующим протоколом управления сеансом, используемым в широкополосных проводных сетях. PPPoE инкапсулирует кадры PPP в кадры Ethernet. Другими словами, он сочетает в себе части аутентификации/шифрования PPP с Ethernet, который поддерживает несколько пользователей. PPPoE используется во многих сетях, которые работают как коммутируемое соединение и DSL. Этот протокол, ориентированный на соединение, PPPoE, также был единственным разрешенным транспортным протоколом на форуме DSL. PPPoE имеет некоторые ограничения, и для преодоления этих ограничений был разработан новый протокол. Этот новый протокол — IPoE (Интернет-протокол через Ethernet). При использовании IPoE IP-пакеты инкапсулируются.в кадрах Ethernet. IPoE является протоколом без установления соединения и использует DHCP (протокол динамической конфигурации хоста) для обеспечения этого расширения. Здесь, помимо DHCP, также используются некоторые дополнительные методы аутентификации. DHCP также используется как другое название IP Over Ethernet на разных ресурсах.
Подводя итог, можно сказать, что для широкополосного подключения используются два протокола. Первый — PPPoE, а второй — Интернет-протокол через Ethernet. IPoE используется в качестве альтернативы PPPoE, особенно в кабельных сетях. В DSL и коммутируемом доступе чаще используется PPPoE. В этом уроке мы сосредоточимся на IP Over Ethernet.
PPP — это протокол, используемый как точка-точка, как следует из его названия. А PPPoE позволяет использовать несколько логических каналов PPP. Для многоадресной доставки PPP не подходит. Здесь IPoE поднимается и помогает нам лучше доставлять многоадресный трафик. IPoE делает это с помощью DHCP и EAP.
IP Over Ethernet использует DHCP вместо PPPoE. Как мы обсуждали выше, для широкополосных подключений существуют некоторые требования, такие как установление соединения, аутентификация, мониторинг и т. д. Здесь некоторые расширения DHCP используются с некоторыми другими протоколами, такими как EAP (Extensible Authenticaiton Protocol), и предоставляют возможности, аналогичные IPoE, например PPPoE.
Каковы требования к широкополосному соединению?
Есть несколько общих шагов, которые требуются для всех широкополосных подключений. Другими словами, существуют некоторые требования к доступу пользователя в Интернет в широкополосных сетях. Итак, каковы эти требования? Давайте проверим эти шаги:
- Аутентификация
- Назначение IP-адреса
- Авторизация
- Мониторинг
После установления соединения первым шагом является аутентификация пользователя. Пользователь должен подтвердить себя с помощью имени пользователя и пароля.
Второй шаг — это этап назначения IP-адреса. На этом этапе пользователю присваивается уникальный IP-адрес.
После назначения IP-адреса необходимо выполнить авторизацию пользователя. Каждому пользователю нужны разные службы и возможности в системе. На этом шаге проверяется назначенная авторизация от пользователей.
Последним шагом является мониторинг пользователя, чтобы знать, что пользователь все еще находится в системе.
Процессы IP через Ethernet
Установление сеанса IP через Ethernet
IPoE — это метод без установления соединения. Таким образом, между конечными точками в Internet Protocol Over Ethernet не устанавливается сеанс. И нет идентификатора абонента. Вместо этого для их идентификации используются IP-адреса подписчиков.
Аутентификация абонента IPoE
В протоколе IP Over Ethernet отсутствует механизм регистрации абонента. Вместо этого физическое подключение абонента показывает доступные услуги. Это может показать VLAN абонента, подключенные порты и т. д.
Поддержка IPoE всегда включена. Это означает, что в современном мире пользователи всегда включены, поэтому нет необходимости постоянно идентифицировать пользователя. Это верно для сегодняшней сети, но такой подход имеет некоторые недостатки.
Первый касается переключения между сервисами. Переключение между различными службами при таком подходе затруднено.
Другим недостатком является использование Интернета везде. Сегодня пользователи используют Интернет повсюду. Таким образом, нет единого местоположения для пользователей.
Назначение адреса IPoE
Назначение адресов IP Over Ethernet требует классических операций DHCP, DORA (Discovery, Offer, Request, Acknowledgement). Здесь процедура выглядит следующим образом:
- Пользователь отправляет сообщение об обнаружении DHCP как широковещательное.
- DHCP-серверы отвечают предложением, которое включает в себя предлагаемый IP-адрес как широковещательный.
- Пользователь отправляет широковещательное сообщение DHCP Request и принимает одно из них.
- А принятый DHCP подтверждает назначение адреса.
Эта базовая процедура может измениться, если DHCP-сервер находится в другой сети. В этом типе топологии должен использоваться прокси-агент DHCP. Здесь прокси-агент DHCP связывается с реальным DHCP-сервером и передает эти сообщения пользователю. Это как шлюз между реальным сервером DHCP и пользователем.
Как вы можете видеть выше, если используется агент DHCP-ретрансляции, обмен сообщениями DHCP будет изменен. Здесь резидентный шлюз отправляет сообщение DHCP Discover как широковещательное. Это широковещательное сообщение об обнаружении принимается агентом ретрансляции BSR и отправляется напрямую на DHCP-сервер. DHCP-сервер отвечает DHCP-предложением, включая IP-предложение для BSR, и BSR отправляет это предложение в широковещательном режиме. На этот раз резидентный шлюз отправляет DHCP-запрос в BSR. Это показывает принятие IP. На этот раз BSR отправит его на DHCP-сервер. Наконец, DHCP-сервер отправляет DHCP-предложение агенту ретрансляции BSR, и он снова отправляет его как широковещательную рассылку. Резидентный шлюз получает этот IP-адрес и использует его.
Мониторинг IP через Ethernet
С IP Over Ethernet процесс обновления DHCP используется в качестве механизма поддержания активности. Это достигается за счет предоставления пользователям очень короткого времени аренды IP -адреса. Резидентный шлюз видит короткое время аренды IP и запрашивает сообщения запроса DHCP от пограничного маршрутизатора. Если в течение определенного периода времени пакет отсутствует, клиент не работает.
Развертывания PPPoE и IPoE
PPPoE и IPoE имеют разные преимущества и недостатки. Итак, в сети эти два метода широкополосного доступа используются для разных целей. В сети существуют различные типы трафика, такие как голос, данные, iptv и т. д. Некоторые из этих услуг являются одноадресными, а некоторые — многоадресными. Например, если у нас есть данные, услуги VoIP и IPTV в сети, мы можем использовать PPPoE для одноадресных данных и трафика VoIP. И мы можем использовать IP Over Ethernet для многоадресного трафика IPTV.
Использование такого двойного подхода является лучшим решением. Потому что во многих сетях есть готовое решение PPPoE. Им нужно только некоторое дополнительное усовершенствование IPoE.
IPoE против PPPoE
Существуют различные преимущества и недостатки IPoE и PPPoE, если мы сравним их как IPoE и PPPoE. Давайте посмотрим, каковы эти различия между этими двумя методами широкополосного подключения.
При сравнении IPoE и PPPoE, прежде всего, PPPoE — это протокол, ориентированный на соединение. Установление сеанса выполняется перед использованием этого протокола. С другой стороны, IPoE — это протокол без установления соединения.
Когда мы сравниваем IPoE и PPPoE, второе различие между IP Over Ethernet и PPPoE заключается в использовании аутентификации. PPPoE требует аутентификации пользователя. Другими словами, чтобы получить IP-адрес от DHCP-сервера, вы должны подтвердить свое имя пользователя и пароль. IPoE не требует аутентификации. Единственное, что вам нужно сделать, это дождаться своего IP-адреса, не вводя никаких учетных данных.
Учетные данные пользователя необходимы для PPPoE. Таким образом, перед использованием PPPoE необходимо выполнить настройку. Но нет необходимости в настройке для IPoE/DHCP. IPoE подключается и работает.
Во многих сетях уже используется PPPoE. IPoE сейчас поддерживается не во всех сетях. Итак, PPPoE готов, но IPoE не так готов, как PPPoE.
Когда мы сравниваем IPoE и PPPoE, еще одно различие касается заголовка. PPPoE добавляет 8 байт заголовка PPPoE к каждому пакету. Это обеспечивает дополнительную обработку. IPoE не добавляет эти байты, поэтому процессы создаются, завершаются и т. д.
Еще одно отличие IPoE от PPPoE заключается в многоадресном трафике. PPPoE не поддерживает многоадресный трафик эффективно. Контент каждого многоадресного подписчика отправляется отдельно, время от времени по одному и тому же каналу между пограничным маршрутизатором и DSLAM/OLT. Другими словами, пограничный маршрутизатор должен терминировать каждого абонента. Это не эффективное решение.
С другой стороны, IP Over Ethernet — хорошее решение для многоадресного трафика. Один и тот же трафик отправляется в DSLAM один раз, а затем мультиплексируется и отправляется подписчикам. Таким образом, в сети лучше использовать метод IPoE для многоадресного трафика, такого как IPTV.
PPPoE использует сообщения LCP в качестве сообщений поддержки активности. IPoE использует короткие сроки аренды IP в качестве механизма проверки активности. При этом выполняется мониторинг IPoE.
