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IPoE統一三網融合接入控制

[日期:2011-02-13] 來源:  作者:佚名 [字體: ]

 

  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,以及如何在多業務接入模式下實現綜合運營并保障各類業務的服務質量。IPOE方式提供多業務接入以滿足三網融合發展的必要性和可行性,為運營商三網融合業務提供保障。

  PPPoE的特點和局限性

  PPPoE就是在以太網上跑的PPP 協議 。由于PPP 協議 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 協議 設計上包含了鏈路協商(LCP)、認證(Auth)和網絡協商(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方式,并保持了后臺業務開通以及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務延續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。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組播業務的提供上。由于PPP在設計上是一個點到點的協議,這就意味著3層數據報文必須在 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務影響不大,但對于以組播方式傳送的IPTV直播業務卻有特別大的影響。直播節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,省卻了PPP協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具備以下諸多優勢:

  1.數據傳遞上減少了多余的字節,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、視頻監控等需要24小時長接在線的業務;

  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,可以實現在SR/BRAS設備故障、割接等情況下,用戶業務不會中斷。這對于提供像NGN、IPTV等高端業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務的綜合接入。但考慮到目前上網業務已經普遍采用PPPoE方式,而PPPoE的局限性更多體現在IPTV等新興業務上,因此,在三網融合的業務接入構架中,可以考慮上網業務保留PPPoE的接入方式,其它業務采用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務類型,因此,用戶接入的VLAN規劃就非常重要。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一的QoS管理以保證不同業務獲得所需的網絡質量保障。在過渡階段,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,接入設備上的用戶業務流量可以按VLAN劃分后分別上聯到不同的接入控制設備上。對于新建節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

  從現網角度出發,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務類型,用于無法通過VLAN來區分業務類型的場合。

  家庭網關對IPTV、NGN等專用終端業務通過橋接方式打到相應的上行PVC或上行VLAN中進行轉發,對于采用IPoE還是PPPoE方式并不需要感知。對于PC上網業務可延續當前方式不變。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是業界首款具備BNG能力的設備,可以為運營商綜合業務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,全面提升寬帶網絡的基礎承載能力,輕松應對高清視頻的挑戰;

  ·支持IPoE、PPPoE、大客戶專線等混合方式接入,滿足多種接入需求的同時又能實現網絡接入模式的平滑演進;

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  ·7750SR為 互聯網 接入服務專門設計的 互聯網 應用識別卡,可以區分每個用戶正在使用的各種應用流量類別,并依據不同的用戶策略對某些應用予以限制;

  ·7750SR具備多層次的網絡業務質量監測能力,為對網絡質量敏感的業務提供高質量的網絡承載服務;

  ·7750SR具備前文介紹的各項網絡接入 安全 控制能力,相比一般設備所提供的接口級DoS保護;此外,用戶會話的跨機箱實時保護能力給三網融合業務提供了電信級的可靠性。


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