以太网接入技术

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1、接入网技术,第3章 以太网接入技术,AccNet 2010春,第3章 以太网接入技术,本章重点 基于工作组以太网接入存在的问题 两种以太接入控制模式：802.1X和PPP0E 以太接入网标准802.3ah概要 本章要求 掌握工作组以太网作为接入面临的问题，以及采用接入控制措施 掌握以太接入网802.3ah的几种接入模式和特点,AccNet 2010春,第3章 以太网接入技术,内容提纲 3.1 引言 3.2 以太网知识回顾 3.3 工作组以太网接入 3.4 以太接入网标准 802.3ah,AccNet 2010春,以太网正在成为主流的宽带接入技术 以太网组网灵活、简单、易于实现、技术成熟 已是园

2、区网接入的主流 针对电信运营商开发的以太接入网标准已经出台 IEEE802.3ah，也叫第一公里以 EFM 以太接入主要基于以下两种情况 基于工作组以太网的接入 基于现有其他基础技术的以太接入（802.3ah） 以太网作为一种接入技术，许多问题有待解决,3.1 引 言,AccNet 2010春,3.2.1 以太网的标准 3.2.2早期的以太网 3.2.3 现今的以太网,3.2 以太网知识回顾,AccNet 2010春,DIX标准： DEC/Intel/Xerox 早期标准，便于使用但权威性不足 Ethernet (1980)、Ethernet (1982) IEEE 标准 当今标准，由IEEE

3、 802.3工作组负责 1982年12月：802.3标准草案发布 IEEE 802.3-1985：标准的第一个版本 必须与LLC子层一起使用 IEEE802.3-2002：正式标准第二版 可以直接通过MAC向高层提供服务（可不需LLC） IEEE802.3-2005：正式标准最新版,3.2.1以太网的标准,AccNet 2010春,共享信道、专用网络 主要拓扑与介质 总线/树形拓扑，同轴缆介质 星形拓扑（逻辑总线），双绞线介质 MAC协议：CSMA/CD 通信方式：半双工 MAC只能为LLC提供服务 小范围网络 适用于大楼、办公室 主要用于用户互连、资源共享,3.2.2 早期的以太网,AccN

4、et 2010春,主流介质：双绞线和光纤介质 传输速率：10Mbps/100Mbps/1000Mbps/10Gbps 通信方式：全双工为主 MAC协议：CSMA/CD已失去作用 组网方式与拓扑 交换机组网、全双工、独享信道 复杂结构mesh（网状） VLAN应用 MAC摆脱LLC，直接为高层协议提供服务 突破距离的限制，向城域、广域进军,3.2.3 现今的以太网,AccNet 2010春,3.3.1 工作组以太网的特点 3.3.2 接入面临的问题 3.3.3 用户接入控制与管理 3.3.4 安全与隔离 3.3.5 以太网馈电（802.3af） 3.3.6 以太网接入协议模型 3.3.7 应用趋

5、势,3.3 工作组以太网接入,AccNet 2010春,工作组以太网的根本目的是： 将本地各站互连起来，实现互连互通 长期以来，以太网都是作为一种专用网络使用 内部网络，基于用户之间的彼此信任 一般不考虑身份认证问题 不会对站点进行刻意的管理 更不会对每个站点进行记账和收费 工作组以太网技术可以直接用作可以运营的以太接入网吗？,3.3.1 工作组以太网特点,AccNet 2010春,以太网作为接入与工作组方式有很大不同 使用对象的差别 工作组以太网的用户通常是办公室或部门 以太接入网用户通常是独立个人用户 网络所属和管理的不同 工作组以太网属于单位所有，私有网络 不需特别刻意控制用户接入 以太

6、接入网是运营商网络，公有网络 必须控制用户接入,3.3.2 接入面临的问题,从接入网的功能模型上分析 接入网应具有三大功能 承载与传送功能 系统管理功能 用户接入控制与管理功能 工作组以太网具有 很好的承载与传送功能 简单的系统管理功能 工作组以太网没有：用户接入与控制功能 直接作为接入，很难运营管理,3.3.2 接入面临的问题,AccNet 2010春,以太网作为接入需要面临并解决 用户的接入控制与管理问题（AAA） 用户的身份认证 (Authentication) 判定用户身份是否合法 提供服务授权 (Authorization) 根据身份认证结果，决定是否授权 通过认证，授权. 否则拒绝

7、服务 记账 (Accounting) 记录用户对网络资源的使用情况，为计费、审计等服务 安全与隔离问题 接入设备的供电问题 其他一些问题 流控问题 。,3.3.2 接入面临的问题,AccNet 2010春,基于802.1X协议的接入控制与管理 在交换机接入端口上进行接入控制基于PPPOE协议的接入控制与管理 在以太网上运行PPPOE，实施对每个用户进行接入控制,3.3.3 以太网用户接入控制与管理,AccNet 2010春,基于端口控制协议802.1X 的接入控制 在交换机接入端口上进行接入控制 端口控制、中心认证（AAA服务器） 构成完整的接入控制系统 适合于802网路的接入控制,3.3.3

8、 以太网用户接入控制与管理,以太网,核心网,交换机,802.1X 协议客户端,AAA 服务器,AAA协议,802.1X 服务器端,交换机,特点 认证期用专用帧认证 认证通过后，数据通路开通，数据可线速处理，开销小 集中分布控制，分布程度大，需要接入交换机多 认证通过后，难以通过管理控制断开（如中途没钱了等）,3.3.3 以太网用户接入控制与管理,802.1X 客户,AAA 服务器,核心网,认证通过,用户数据,认证数据,基于端口控制协议802.1X 的接入控制,802.1X 服务器,AccNet 2010春,基于 PPP0E协议的接入控制 在以太网上运行PPP协议 实现以太网单个用户到运营商之间

9、的端端通信 每个以太网站点与 PPPOE服务器之间似建立一条虚拟通道 每个虚拟通道具有唯一标识以区分不同的虚拟连接 通过PPPOE可以实现对以太接入的单个用户进行接入认证、授权和记帐,3.3.3 以太网用户接入控制与管理,基于 PPPOE协议的接入控制,3.3.3 以太网用户接入控制与管理,以太网,核心网,以太网交换机,PPPoE服务器,PPPoE协议 虚拟拨号,AAA 服务器,特点 认证数据和用户数据都必须逐帧通过PPPOE封装，并通过PPPOE服务器，开销大，易形成通信瓶颈 集中分布控制，分布程度小，需要服务器少，但要求高 对不出网的用户很难控制 可以不使用PPPOE就可以实现内部用户互通

10、 必须配合单个用户的VLAN划分才能阻止内部用户的互通,AccNet 2010春,用户隔离的必要性 交换机无法隔离广播帧 （广播帧带有个人重要信息，如MAC地址） 如用普通交换机组网，不作任何限制时，用户之间彼此通信十分容易，这是接入网用户不希望的 实现用户隔离的措施用VLAN交换机实现用户隔离用户数量受限、处理能力下降 使用接入专用交换机（硬件实现隔离） 此种设备市面上已有，但还较少,3.3.4 接入用户的隔离,AccNet 2010春,背景 接入设备的环境，通常不具备正规机房的条件，电源不良 借鉴PSTN的运行经验，由机房的设备通过以太网线远端馈电 以太网远端馈电标准：IEEE 802.3

11、af-2003 DTE Power via MDI 通过以太网端口(MDI)对连网设备(DTE)供电 供电设备、受电设备 PSE: Power Sourcing Equipment PD: Powered Device 电源输出： 48V，功率级别：15/7/4W 简称： PoE，Power over Ethernet 用途 网络终端设备：IP电话机、网络摄像机 网络前端设备：AP、接入交换机前端扩展设备,3.3.5 以太网馈电（802.3af）,AccNet 2010春,以太网通常承载IP业务，典型的模型包括： IPOE（IP over Ethernet） IP Over Ethernet

12、II IP Over IEEE802.3PPPOE（PPP over Ethernet）（Ip over PPP over Ethernet）,3.3.6以太网接入协议模型,AccNet 2010春,3.3.6以太网接入协议模型IPOE,IP Over Ethernet II（IP Over MAC）,IP Over IEEE802.3 （IP Over LLC）,AccNet 2010春,802.1x的接入控制模式可能会得到较好应用 以太网接入控制设备（代替交换机）可能会受到设备制造商和运营商的关注 集成：用户接入控制用户隔离流量控制,3.3.7 应用趋势,AccNet 2010春,3.4

13、802.3ah以太接入网,3.4.1 标准概要 3.4.2 802.3ah的PHY的MDI 光纤P2P接入 光纤P2MP接入 铜缆长距离接入 铜缆短距离接入 3.4.3 802.3ah的OAM 3.4.4 802.3ah的应用模式,AccNet 2010春,3.4.1 802.3ah标准概要,IEEE802.3ah， 2004通过 以太接入网 EAN，Ethernet for subscriber access networks 第一公里以太网EFM ，Ethernet in the First Mile 是一种典型的电信级接入的模式 利用现有基础技术传送以太帧（PON，XDSL) 将以太技术

14、用于光接入网上 将以太技术用于市话铜缆上 对802.3的标准的扩展： MAC层作了极少扩展(增加了OAM子层可选) 增加了多种PHY层介质相关接口MDI的标准 EFM只支持全双工链路,AccNet 2010春,3.4.2 802.3ah的PHY的MDI,三种PHY层介质相关接口MDI 光纤上的P2P传输(P2Pfiber) 光纤上的P2MP传输(P2MPfiber) 话音级铜缆上的P2P传输(P2Pcopper）注：P2P:点到点 P2MP：点到多点,AccNet 2010春,光纤P2P接入 P2Pfiber,100BASE-LX10 ，1310nm2*SMF/10km 100BASE-BX1

15、0， 1310/1550nm1*SMF/10km 1000BASE-LX10 ， 1310nm2*SMF/10km 1000BASE-BX10，1310/1490nm1*SMF/10km,100Mbps 单纤,1Gbps 单纤,100Mbps 双纤,1Gbps 双纤,AccNet 2010春,光纤P2MP接入 P2MPfiber,1000BASE-PX10，1310/1490nm2*SMF/10km 1000BASE-PX20，1310/1490nm2*SMF/20km,标准距离 = 10km,长距离 = 20km,1:16 split ratio/EPON,AccNet 2010春,铜缆接入

16、 P2Pcopper,10PASS-TS 基于ITU-T G.993、ANSI T1.424（VDSL) 速率为10Mb/s，距离可达750m 频分双工FDD下行：138kHz12MHz上行： 25 138 kHz 数话可同传,短距离 对称速率： =10Mbps 距离 =750m,长距离 对称速率： =2Mbps 距离 =2700m,2PASS-TL 基于ITU-T G.991 ( G.SHDSL ) 速率为2Mb/s，距离可达2700m 可多线对捆绑 数话不能同传,两者都是在一对市话铜线上传输,AccNet 2010春,3.4.3 802.3ah的OAM,OAM（运行、管理和维护） Operations,Administration,and Maintenance 为提供电信级管理，EFM定义了OAM 功能 使用OAM帧来传递管理信息 提供了一种监控链路运行十分有用的机制 链路测试 故障定位 故障通告（指示） 故障修复与排错 维护链路的正常运行,