广域网宽带接入技术九ADSL技术

3.5、ADSL的上层应用

3.5.1、RFC1483桥接协议

RFC 1483标准的制定是为了实现网络层上多种协议的数据包在ATM网络上的封装传送，在ATM技术中已成为在ATM网络上处理上层多种协议数据包的封装标准。

RFC 1483(Multiprotocal Encapsulation over ATM Adaptation Layer 5，ATM适配层5上的多协议封装)包括路由和桥接两种封装方法。

• 路由封装方法：允许在一条ATM虚电路上复用多个协议，在传统的PDU(协议数据单元)前加上IEEE802.2逻辑链路控制(LLC)信头，用来标识所传送的PDU的协议，这种方法称为LLC封装；

• 桥接封装方法：由一条ATM虚电路来承载，这种方法称为VC复用。

RFC 1483-Bridge1483桥接协议，使用该标准时，MODEM只是充当桥接设备，不提供任何协议转换或地址过滤功能，一般当MODEM能与DSLAM同步后，设置好其中的VPI/VCI后，基本上就可以实现用户上网，MODEM仅实现相当于HUB的功能。

桥接设备对接入数据链路层的数据进行LLC/ANAP封装，实现将网络层上多种协议封装处理后，通过用户侧和网络侧的PVC永久虚电路，传送到CO端DSLAM，在集中路由器上，使用BVI(Bridged-group Virtual Interface,桥接组虚拟接口)将桥接数据转发到相应的路由接口。

ADSL Modem作为桥接器，工作在二层，通过广播方式收录各用户的网卡MAC地址，并进行通信，这就不可避免引起广播风暴，网络实际效率降低。所以用户接入数量是有限制，对于小型企业还可行，对拥有大量设备的企业而言无法实现稳定的带宽。

3.5.2、IPoA技术

IPoA(IP Over ATM) 是在ATM－LAN上传送IP数据包的一种技术。它规定了利用 ATM网络在ATM终端间建立连接，特别是建立交换型虚连接(SVC：Switched Virtual Circuit)进行IP数据通信的规范。

IPoA是RFC1557定义的经典IP接入方式，明确此标准只针对网络层的IP协议，用IP路由转发实现相互之间的通信。ATM是面向连接的传输方式,IP是非连接的协议。在建立虚连接之外，IPOA与网络接口层完成IP地址到硬件地址(ATM地址)的映射过程，封装并发送输出的数据分组，接收输入的数据分组并将其发送到对应的模块。

IPoA的主要功能有两个：地址解析和数据封装。IPoA是利用早期标准完成静态IP接入方式，IPoA用户上网方式是使用固定IP地址完成，这被称为ADSL专线，在公网IP地址日益稀少的情况下，动态分配IP地址的PPP技术应用更广。

3.5.3、PPP接入技术

PPP协议( Point to Point Protocol，点对点协议)是TCP/IP网络协议集合中的一个子协议，主要用来创建电话线路以及ISDN拨号接入ISP的连接，具有多种身份验证方法、数据压缩和加密以及通知IP地址等功能。PPP 是应用在广域网的，用于拨号的，在获取 IP 的过程是有鉴权认证的，鉴权不通过是无法获得 IP 的。

PPP协议由三部分构成:

• 通过串行链路封装数据的方法；
• 用于建立、配置和测试数据连接的链路控制协议（LCP）；
• 用于配置不同网络层协议的网络控制协议（NCP）。

1、 LCP协议
LCP（Link Control Protocol）用于建立、配置和测试数据通信链路，能够用来协商 PPP 协议的一些配置参数；处理不同大小的数据包；检测链路环路和错误；终止一条链路。

2、NCP 协议
NCP（Network Control Protocol）网络控制协议是 PPP 协议为不同网络层协议提供的一族网络控制协议。常用的是提供给 TCP/IP 网络的IPCP和提供给 SPX/IPX 网络的 IPXCP。其中，IPCP最为常用，在 PPP 协议进行 NCP 参数配置时用来协商网络层地址。

通过IPCP协议设备可以协商获得 IP 地址、DNS 等信息。

3、PPP协议数据帧

PPP协议是面向字节流的，数据帧之间需要使用一个标志字节来分隔。

4、PAP 和CHAP
PAP是一种两次握手验证协议：
1、被验证方直接将用户名和口令传递给验证方；
2、验证方将这个用户名和口令与自己 user 命令配置的用户列表进行比较，如果相同则通过验证。
CHAP 是三次握手协议：
1、验证方生成一段随机报文传递到对方，并同时将本端的主机名附带上一起发送给被验证方；
2、被验证方接到对端对本端的验证请求时，便根据此报文中验证方的主机名和本端的用户表查找用户口令字，用此用户的口令对这段随机报文进行加密，然后与自己的用户名一起传递给对方；
3、验证方根据对方的用户名查找 user 列表，找到对应的口令，用这个口令对随机报文加密，与对方加密的随机报文比较，若相同则验证通过，否则失败。CHAP 不用在网络上传递口令，保密性较好。

3.5.4、PPP高级应用PPPoEoA

根据用户侧设备的不同分为两种方式：

• 用户PC + ADSL Modem,适用于单台主机
  ADSL Modem采用RFC 1483-Bridge桥接标准将PPP包进行LLC/ANAP封装后，通过CPN和CO之间的PVC永久虚电路建立连接，实现PPP的动态接入。
  

• 用户PC＋ADSL 路由器，适用于多台主机。
  

用户PC作为PPPoE Client客户端，运行PPPoE 模拟拨号软件，将用户数据封装为PPP，再将PPP数据封装到以太网帧中，到ADSL路由器或ADSL Modem设备上进行LLC/ANAP封装，传送到集中路由器PPPoE Server服务端进行PAP或CHAP验证，通过验证后，PC将以IPCP协商形式从集中路由器获得IP地址。

PPPoE客户端通过ADSL CPE设备桥接方式传送数据到PPPoE 服务端。ADSL CPE设备需要配置地址转换NAT，默认路由和DHCP Server。

PPPoE拨号软件是我们在windows里不常见的拨号上网标志。国内目前主要使用PPPoEoA作为ADSL拨号上网方式。

3.5.5、PPP高级应用PPPoA

与PPPoEoA的不同，PPPoEoA应用里，ADSL CPE设备主要起桥接作用。在PPPoA中ADSL CPE设备起纯粹的路由作用，在PPPoA中永久在线模式中，没有PPPoEoA的客户端和服务端概念，PPPoA协议采用PPPoA的接入技术，由PC终端直接发起PPP呼叫，用户侧ATM25网卡在收到上层的PPP包后，根据RFC2364封装标准对 PPP包进行AAL5层封装处理形成ATM信元流。CO端通过ATM网络和集中路由器进行对等的PPP协商，进行验证、获取IP地址和计费过程。

PPPoA也支持和PPPoEoA相似的按需模拟拨号模式，也采用Client／Server模式。PPPoA在欧洲应用较广。

3.6、ADSL的配置

3.6.1、物理参数配置

ADSL接口的物理参数配置有以下３点：

• 激活ADSL接口
• 配置ADSL接口使用标准
• 配置ADSL接口发送功率衰减值。

相关配置命令：
(1) 进入ADSL接口视图。
[R1] interface atm interface-number
(2) 激活ADSL接口
[R1-Atm1/0] activate

ADSL接口视图下使用adsl standard命令配置ADSL接口使用的标准的命令。默认为自适应方式。
配置如下：
[R1-Atm1/0] adsl standard{ auto | g9923 | g9925 | gdmt | t1413 }
{ x I y I … } 表示从多个选项中仅选取一个

ADSL接口视图下使用adsl tx-attenuation命令配置ADSL接口发送功率衰减值。默认值为0，ADSL发送功率衰减，一般分为上行通道衰减和下行通道衰减。上行和下行通道衰减分别表示为上行/下行发送信号经线路传输，在到达局端ADSL接收端的信号的差值(dB)。
[R1-Atm1/0] adsl tx-attenuation attenuation

3.6.2、PPPoEoA配置

1、工作模式介绍
PPPoEoA会话有三种工作模式：永久在线模式、按需拨号模式、诊断模式。

• 永久在线模式：当物理线路连接后，设备会立即发起PPPoE呼叫，建立PPPoE会话。除非用户删除PPPoE会话，否则此PPPoE会话将一直存在。

• 按需拨号模式：当物理线路连接后，设备不会立即发起PPPoE呼叫，只有当有数据需要传送时，设备才会发起PPPoE呼叫，建立PPPoE会话。如果PPPoE链路的空闲时间超过用户配置的值，设备会自动中止PPPoE会话。

• 诊断模式：设备在配置完成后立即发起PPPoE呼叫，建立PPPoE会话。每隔用户配置的重建时间间隔，设备会自动断开该会话、并重新发起呼叫建立会话。通过定期建立、删除PPPoE会话，可以监控PPPoE链路是否处于正常工作状态。

PPPoE会话的工作模式由对应的拨号接口的配置决定：

• Dialer接口的链路空闲时间（通过dialer timer idle命令配置）配置为0，且Dialer接口上未配置dialer diagnose命令时，PPPoE会话将工作在永久在线模式。

• 当Dialer接口的链路空闲时间（通过dialer timer idle命令配置）配置不为0，且Dialer接口上未配置dialer diagnose命令时，PPPoE会话将工作在按需拨号模式。

• 当Dialer接口上配置了dialer diagnose命令时，PPPoE会话将工作在诊断模式。

2、配置PPPoEoA客户端主要配置3个方面：
(1) Dialer拨号接口相关配置
(2) 虚拟以太网(VE)接口和PPPoE会话配置
(3) ADSL PVC永久虚电路和PPPoEoA映射的相关配置

3、配置拨号接口
在配置PPPoE会话之前，需要先配置一个Dialer拨号接口，并在接口上开启共享DDR。每个PPPoE会话唯一对应一个Dialer bundle，而每个Dialer bundle又唯一对应一个Dialer接口。这样就相当于通过一个Dialer接口可以创建一个PPPoE会话。

(1) 进入系统视图。
system-view

(2) 创建拨号访问组，并配置拨号控制规则。
dialer-group group-number rule { ip | ipv6 } { deny | permit | acl { acl-number | name acl-name } }
仅工作在按需拨号模式下需要配置本命令。

(3) 创建Dialer拨号接口，并进入该Dialer接口视图。
interface dialer number

(4) 配置接口IP地址。
ip address { address mask | ppp-negotiate }
缺省情况下，接口未配置IP地址。

(5) 开启共享DDR。
dialer bundle enable
缺省情况下，接口上未开启共享DDR。

(6) 配置该拨号接口关联的拨号访问组，将该接口与拨号控制规则关联起来。
dialer-group group-number
缺省情况下，接口不与任何拨号访问组相关联。
仅工作在按需拨号模式下需要配置本命令。

(7) 配置链路空闲时间。
dialer timer idle idle [ in | in-out ]
缺省情况下，链路空闲时间为120秒。
未配置dialer diagnose时，当idle配置为0时，PPPoE会话工作在永久在线模式下，不为0时工作在按需拨号模式下。

(8) 配置DDR应用工作在诊断模式。
dialer diagnose [ interval interval ]
缺省情况下，工作在非诊断模式。
当工作在永久在线模式或者诊断模式情况下不要配置本命令。

(9) （可选）配置DDR自动拨号的间隔时间。
dialer timer autodial autodial-interval
缺省情况下，DDR自动拨号的间隔时间为300秒。

当链路断开后将启动自动拨号定时器，等待自动拨号定时器超时后再重新发起呼叫。
为了在链路断开时可以尽快自动重新拨号，建议将自动拨号的时间间隔配置的小一些。

(10) （可选）配置Dialer接口的MTU值。
mtu size

缺省情况下，Dialer接口的MTU值为1500字节。
对于PPPoE Client应用的Dialer接口，应修改其MTU值，保证分片后的报文加上2个字节的PPP头和6个字节的PPPoE头之后的总长度不超过对应PPPoE会话所在接口的MTU值。

4、配置虚拟以太网(VE)接口
需要配置虚拟以太网(VE)接口替代PPPoE应用中的物理以太网口，在虚拟以太网(VE)接口上也需要建立一个PPPoE会话，并且指定该会话所对应的dialer bundle虚拟接口绑定。
(1) 在ADSL(ATM)接口视图下创建PVC，进入PVC视图
[R1-Atm1/0] pvc { pvc-name [ vpi/vci ] | vpi/vci }
VPI(0~255)、VCI(32-65535)。ADSL常见值有0/35、0/32.

(２) 为PVC配置PPPoEoA映射
[R1-atm-pvc-Atm1/0-0/60] map bridge virtual-ethernet interface-number
ADSL接口上的PVC映射到虚拟以太网(VE)接口，虚拟以太网(VE)接口映射到Dialer拨号接口。

5、显示和维护
显示PPPoE会话的概要信息
display pppoe-client session summary [ dial-bundle-number number ]

显示PPPoE会话的协议报文统计信息
display pppoe-client session packet [ dial-bundle-number number ]

清除PPPoE会话的协议报文统计信息
reset pppoe-client session packet [ dial-bundle-number number ]

3.6.3、ADSL PPPoEoA配置案例

1、PPPoEoA Client配置
(1)、PC1接口配置

[R1] dialer-group 1 rule ip permit       //配置拨号访问组1
[R1] interface dialer 1      //创建拨号接口1
[R1-Dialer1] dialer bundle enable    //共享DDR
[R1-Dialer1] dialer-group 1    //将Dialer1接口与拨号访问组1关联。
[R1-Dialer1] ip address ppp-negotiate       //通过协商获取IP地址
[R1-Dialer1] ppp pap local-user user1 password simple 12345678    //创建用户名和密码
[R1-Dialer1] quit

(2)、创建虚拟以太网VE接口

[R1] interface virtual-ethernet 1

(3)、ADSL PVC永久虚电路和PPPoEoA映射的配置

[R1] interface atm1/0         //ADSL路由器由接口 ATM接口号1/0
[R1-Atm1/0] pvc 0/32        //创建永久虚电路PVC VPI/VCI 0/32
[R1-atm-pvc-Atm1/0-0/32] map bridge virtual-ethernet 1  

ADSL接口上的PVC映射到虚拟以太网VE接口，虚拟以太网VE接口映射到Dialer拨号接口。

(4)、ADSL路由器进行NAT地址转换和默认路由配置

[R1] ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 Dialer 1      //配置dialer 1作为默认路由出口
[R1] acl number 2000         //创建访问控制列表
[R1-acl-basic-2000] rule permit source 172.30.0.0 0.0.0.255   //配置允许nat转换的网段 私网IP
[R1-acl-basic-2000] rule deny
[R1-acl-basic-2000] quit
[R1] interface dialer 1            //拨号接口1
[R1-Dialer1] nat outbound 2000

2、PPPoE Server配置
(1)、增加一个PPPoE用户
class manage一般是管理账户，local-user test class network一般是接入账户，local-user test class manage才能启用telent 、ssh、terminal、http等等。network-admin是最高权限，network-operator 是访客权限只能查看不能配置操作。

[R2] local-user user1 class manage  //创建管理账户
[R2-luser-user1] password simple 12345678
[R2-luser-user1] service-type ppp

(2)、配置域用户使用本地认证方案

[R2] domain system                   //创建域system
[R2-isp-system]authentication ppp local        //使用PPP协议认证

(3)、添加本地名称为adsl的IP地址池（10个公网IP地址）

[R2-isp-system] ip pool adsl 202.18.18.1 202.18.18.10

(4)、配置虚拟模板参数

[R2] interface virtual-template 1    //创建虚拟模板接口 1  BVI
[R2-Virtual-Template1] ppp authentication-mode pap domain system   //域system配置PPP认证方式为pap
[R2-Virtual-Template1] remote address pool adsl    //指定地址池adsl 
[R2-Virtual-Template1] ip address 202.18.18.1 255.255.255.0  //m网关
[R2-Virtual-Template1] quit

(5)、配置PPPoE参数
虚拟模板与物理接口绑定

[R2] interface GigabitEthernet 0/0
[R2-Ethernet0/0] pppoe-server bind virtual-template 1
[R2-Ethernet0/0] quit

3、通过ATM上行，在DSLAM与PPPoE Server服务器中间经过ATM网络来连接，而不是直连，这时PPPoE Server服务器配置方式将发生改变。

PPPoE Server服务器配置中(1)~(4)步骤不变，只需要改第五步。
(5)、集中路由器创建VE口
虚拟模板与物理接口绑定

[R2] interface virtual-ethernet 1    //创建VE接口
//ADSL接口上的PVC映射到虚拟以太网VE接口
[R2] interface atm1/0         //ADSL路由器由接口 ATM接口号1/0
[R2-Atm1/0] pvc 0/60         //创建永久虚电路PVC    VPI/VCI 0/60
[R2-atm-pvc-Atm1/0-0/60] map bridge virtual-ethernet 1
[R2-atm-pvc-Atm1/0-0/60] quit
//服务器绑定到虚拟模板接口 1
[R2] interface virtual-ethernet 1
[R2-Virtual-Ethernet1] pppoe-server bind virtual-ethernet 1