CN100561969C - 一种基于PPPoE的宽带接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于PPPoE的宽带接入方法。它在通过以太网链路连接的PPPoE客户端和PPPoE服务器之间实现，步骤是A：PPPoE客户端和PPPoE服务器通过发现阶段的会话来协商数据转发性能信息；B：客户端和PPPoE服务器根据协商的数据转发性能来进行数据转发。本发明方法主要用于解决PPPoE接入不支持组播、传输效率低和拆包的难题和DHCP+Web不能有效管理用户和IP地址浪费的问题，满足了网络运营商对新业务的要求，用于提高多业务网络的运营管理统一性，方便多业务的开展。

Description

一种基于PPPoE的宽带接入方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种基于PPPoE(Point-to-Point Protocol over Ethernet，以太网上的点到点协议)的宽带接入方法。

背景技术

目前比较典型的宽带用户接入方式是PPPoE和DHCP+Web(DynamicHost Configuration Protocol，动态主机配置协议)方式。

PPPoE是基于以太网的点到点协议，PPPoE会话包含发现阶段和PPP(The Point-to-Point Protocol，点到点协议)会话阶段两个阶段，发现阶段是无状态的客户端/服务器模式，目的是获得PPPoE终结端的MAC地址(Media Access Control，媒介接入控制)，并建立一个唯一的PPPoE会话标识。发现阶段结束后，就进入PPP会话阶段。PPP会话阶段主要是LCP(Link Control Protocol，链路控制协议)、认证、NCP(Network ControlProtocol，网络控制协议)三个协议的协商过程。PPP协议是数据链路层的协议，提供一种标准的方式在点对点的链路上传输多个网络层协议的数据报文。

采用PPPoE方式的优点是：具有成熟的用户管理功能，如认证、记费、链路检测和维护等功能。但是由于PPPoE的点到点特性，使得城域网组播业务的开展受到极大的限制。特别地，由于PPPoE对每一个IP(InternetProtocol，互联网络协议)报文都要封装在PPPoE帧内，因此传输效率不高，而且通常路由器或客户端的MTU(Maximum Transmission Unit，最大传输单元)都是设定成1500字节，因此报文的净荷就只剩下1492字节，碰上大小为1500字节的报文时，就必需拆包，给路由器及客户端造成了额外的压力。

DHCP+Web接入方式主要解决了客户机IP地址的自动配置和认证问题。它的流程是用户开机并通过DHCP服务器分配IP地址，局端设备通过对该IP地址进行强制重定向到Web服务器，用户再访问web登录页面进行认证。

采用DHCP+Web方式的优点是：对组播支持能力较强，没有PPPoE的传输效率低和拆包问题。但是作为接入技术，DHCP协议本身缺少用户管理功能：用户的在线检测和会话维护、用户上网时长的采集、用户认证和计费等功能没有定义和实现。DHCP+Web方式虽然解决了上面提到的用户认证问题，但是要求用户先获得IP地址，再上网认证，造成了IP地址的浪费，而且Web认证服务器对用户而言是完全裸露的，容易被恶意攻击，并使得整网用户无法认证。另外由于Web认证需要七层协议支持，四层以下的网络问题往往检测不到。如断电、突发故障等异常离线情况必须在二层做检测，而Web对此束手无策。因此Web认证用户连接性差，不容易检测用户离线，基于时间的计费较难实现。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于PPPoE的宽带接入方法，主要用于解决PPPoE接入不支持组播、传输效率低和拆包的难题和DHCP+Web不能有效管理用户和IP地址浪费的问题，满足了网络运营商对新业务的要求，用于提高多业务网络的运营管理统一性，方便多业务的开展。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种基于PPPoE的宽带接入方法，它在通过以太网链路连接的PPPoE客户端和PPPoE服务器之间实现，在控制平面上使用PPPoE协议进行用户接入控制和管理，在数据平面上使用PPPoE或者IPoE方式进行数据转发；包括：

A：PPPoE客户端和PPPoE服务器通过发现阶段的会话来协商数据转发方式信息；

B：PPPoE客户端和PPPoE服务器根据协商的数据转发方式信息来进行数据转发；

所述的步骤A进一步包括：

A1：PPPoE客户端首先主动发送用于表示PPPoE主动发现开始的广播包PADI寻找PPPoE服务器，其中，该PADI包中可包含数据转发方式信息；

A2：PPPoE服务器收到PADI包后，检查客户端请求的服务，如果可以提供所述PPPoE客户端要求的服务，则回应PPPoE客户端一个用于表示PPPoE主动发现提供的PADO包；其中，如果PPPoE服务器支持数据转发方式信息协商的功能，它可在PADO包中包含它支持的数据转发方式信息及其它信息，或者只包含它支持的PPPoE客户端请求的数据转发方式信息及其它信息，或者只包含除了数据转发方式信息外的其它信息；如果PPPoE服务器不支持数据转发方式信息协商的功能，则忽略PADI包中的数据转发方式信息；

A3：PPPoE客户端在回应PADO的PPPoE服务器中选择一个合适的服务器，并发送用于表示PPPoE主动发现请求的PADR包告知PPPoE服务器；其中，如果PPPoE客户端支持数据转发方式信息协商的功能，则检查PADO中的数据转发方式信息，如果PADO包中有自己支持或请求的数据转发方式信息，则在PADR包中包含自己请求的数据转发方式信息，如果PADO包中没有自己支持或请求的数据转发方式信息，或者PADO包中没有数据转发方式信息，则在PADR包中不包含数据转发方式信息，或者继续包含请求的数据转发方式信息；如果PPPoE客户端不支持数据转发方式信息协商功能，则忽略PADO包中的数据转发方式信息；

A4：PPPoE服务器收到PADR包后，确认是否支持PPPoE客户端请求的服务，如果支持，则开始为PPPoE客户端分配一个唯一的会话标识符，启动PPP状态机以准备开始PPP会话，并发送一个表示PPPoE主动发现会话确认的PADS包；其中，如果服务器支持客户端请求的数据转发方式信息，则PADS包中包含客户端请求的数据转发方式信息，如果不支持客户端请求的数据转发方式信息，或者不支持数据转发方式信息协商的功能，则在PADS包中不包含数据转发方式信息；

根据上述步骤A1到A4，所述的步骤B是：PPPoE客户端在收到PADS包后，如果PPPoE服务器分配了会话标识符，则启动PPP状态机以准备开始PPP会话；其中，

如果PPPoE客户端请求了数据转发方式信息的协商，则检查PADS包中的数据转发方式信息，如果PADS包中有自己请求的数据转发方式信息，则在进行数据转发时，使用协商的数据转发方式信息进行转发；如果PADS包中没有自己请求的数据转发方式信息，或者PPPoE客户端没有请求数据转发方式信息的协商，则忽略PADS包中的数据转发方式信息，进行数据转发时，使用缺省的数据转发性能即PPPoE方式，进行转发。

所述的数据转发方式信息是利用PPPoE现有的TAG实现。

所述的数据转发方式信息是扩展PPPoE的TAG来实现。

所述的协商的数据转发方式信息为IPoE方式。

所述步骤B中，进行数据转发时，PPPoE协议报文使用PPPoE的方式进行转发，其它的数据使用协商的数据转发方式信息来进行数据转发。

所述的PPPoE协议报文包括：PPPoE发现报文、链路控制协议LCP、认证协议和网络控制协议的报文。

通过上述技术方案，本发明实现了如下技术效果：

本发明在控制平面上使用PPPoE协议进行用户接入控制和管理，在数据平面上使用PPPoE或者IPoE方式进行数据转发，对于前者，兼容了现有的PPPoE实现，对于后者，可以保证用户的接入易于管理，而且在数据转发上更高效，同时有效地支持组播业务，解决了PPPoE接入不支持组播、传输效率低和拆包的难题，也解决了DHCP+Web不能有效管理用户和IP地址浪费的问题，满足了网络运营商对新业务的要求，用于提高多业务网络的运营管理统一性，方便多业务的开展。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明方法一具体实施例中实施设备的网络结构图；

图3是本发明的实施例的PPPoE会话流程图；

图3是本发明的实施例中所采用的扩展PPPoE的TAG格式。

具体实施方式

本发明提供了一种基于PPPoE的宽带接入方法，请参阅图1，它是该方法的步骤：

第一步(S101)：PPPoE两端通过发现阶段的会话来协商数据转发性能信息；

第二步(S102)：PPPoE两端根据协商的数据转发性能来进行数据转发。

再请结合图1参阅图2、3，我们通过一具体实施例来进一步介绍本发明方法：

如图2所示，它是该实施本发明方法的设备的网络结构图。该PPPoE终端(PPPoE客户端)10通过以太网交换机20，连接到接入服务器(PPPoE服务器)30，接入服务器30的网络侧连接到Internet 40。在PPPoE终端10和以太网交换机20之间，在以太网交换机20和接入服务器30之间的链路是以太网链路。该PPPoE终端10具有PPPoE功能，以太网交换机20具有桥接转发功能，接入服务器30具有PPPoE终结功能。

通过上述装置，该实施例的具体步骤如图2所示，其中步骤B1-B4是本发明方法第一步PPPoE客户端和服务器通过发现阶段的会话来协商数据转发性能信息的具体过程：

B1)PPPoE客户端首先主动发送广播包PADI寻找PPPoE服务器。其中，可选的，PADI包中可包含数据转发性能信息；

B2)PPPoE服务器收到PADI包后，检查客户端请求的服务，如果可以提供主机要求的服务，则回应PPPoE客户端一个PADO包。其中，如果PPPoE服务器支持数据转发性能协商的功能，可选的，它可在PADO包中包含它支持的数据转发性能及其它信息，或者只包含它支持的客户端请求的数据转发性能及其它信息，或者只包含除了数据转发性能外的其它信息；如果PPPoE服务器不支持数据转发性能协商的功能，则忽略PADI包中的数据转发性能信息；

B3)PPPoE客户端在回应PADO包的PPPoE服务器中选择一个合适的服务器，并发送PADR包告知PPPoE服务器。其中，如果客户端支持数据转发性能协商的功能，则检查PADO包中的数据转发性能信息，如果PADO包中有自己支持或请求的数据转发性能信息，则在PADR包中包含自己请求的数据转发性能，如果PADO包中没有自己支持或请求的数据转发性能信息，或者PADO包中没有数据转发性能信息，则在PADR包中不包含数据转发性能信息，或者继续包含请求的数据转发性能信息；如果客户端不支持数据转发性能协商功能，则忽略PADO包中的数据转发性能信息；

B4)PPPoE服务器收到PADR包后，确认是否支持客户端请求的服务，如果支持，则开始为用户分配一个唯一的会话标识符，启动PPP状态机以准备开始PPP会话，并发送一个会话确认包PADS包。其中，如果服务器支持客户端请求的数据转发性能，则PADS包中包含客户端请求的数据转发性能，如果不支持客户端请求的数据转发性能，或者不支持数据转发性能协商的功能，则在PADS包中不包含数据转发性能信息。

上述步骤中PPPoE两端通过发现阶段的会话协商数据转发性能信息的方法包括：

(1)利用PPPoE现有的TAG(标签)来协商数据转发性能信息。如：Service-Name和Vendor-Specific TAG。

(2)扩展PPPoE的TAG，来支持数据转发性能信息的协商。

PPPoE两端协商数据转发性能时，如果PPPoE任何一端不支持数据转发性能TAG，可以忽略此TAG。

在本实施例中，采用扩展PPPoE的TAG的方式，来支持数据转发性能的协商。PPPoE扩充的数据转发性能TAG采用和PPPoE一样的TAG定义格式来定义。该PPPoE的TAG定义格式如图4所示，图中：

TAG_TYPE域为16位值(网络字节序)，表示TAG的类型。

TAG_LENGTH域为16位，是无符号值(网络字节序)，表明TAG_VALUE的字节数。

所述扩充的数据转发性能TAG的描述如下：

这个TAG用来协商所述数据转发方式信息，TAG_TYPE值定义为0x0112，也可以定义为其它值，只要保证类型值不冲突就可以了。TAG_VALUE长度为1个字节，表示数据转发方式，可取的值有：PPPoE方式和IPoE方式。

数据转发性能TAG是可选项，它的缺省值为PPPoE方式。如果不协商这个选项，则使用PPPoE方式来转发数据，这样就与现有的PPPoE实现相兼容。

在本实施例中，PPPoE两端的数据转发性能协商结果为：数据转发方式为IPoE方式。

该实施例的的第二步是：

PPPoE客户端在收到PADS包后，如果PPPoE服务器分配了会话标识符，则启动PPP状态机以准备开始PPP会话。其中，如果客户端请求了数据转发性能的协商，则检查PADS包中的数据转发性能信息，如果PADS包中有自己请求的数据转发性能信息，则在进行数据转发时，使用协商的数据转发性能进行转发；如果PADS包中没有自己请求的数据转发性能信息，或者客户端没有请求数据转发性能的协商，则忽略PADS包中的数据转发性能信息，进行数据转发时，使用缺省的数据转发性能，即PPPoE方式，进行转发。

如图3所示，本实施例中PPPoE协议报文依然使用PPPoE的方式进行转发，其它的数据使用协商的数据转发性能来进行数据转发。PPPoE协议报文包括：PPPoE发现报文、LCP、认证协议和网络控制协议的报文。因此，协商结果是：PPPoE协议报文使用PPPoE的方式进行转发，数据报文以IPoE方式进行转发。

本实施例通过上述步骤在控制平面上使用PPPoE协议进行用户接入控制和管理，在数据平面上使用PPPoE或者IPoE方式进行数据转发。对于前者，兼容了现有的PPPoE实现，对于后者，可以保证用户的接入易于管理，而且在数据转发上更高效，同时有效地支持组播业务，解决了PPPoE接入不支持组播、传输效率低和拆包的难题，也解决了DHCP+Web不能有效管理用户和IP地址浪费的问题，满足了网络运营商对新业务的要求，用于提高多业务网络的运营管理统一性，方便多业务的开展。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种基于PPPoE的宽带接入方法，它在通过以太网链路连接的PPPoE客户端和PPPoE服务器之间实现，其特征在于，在控制平面上使用PPPoE协议进行用户接入控制和管理，在数据平面上使用PPPoE或者IPoE方式进行数据转发；包括：

A：PPPoE客户端和PPPoE服务器通过发现阶段的会话来协商数据转发方式信息；

B：PPPoE客户端和PPPoE服务器根据协商的数据转发方式信息来进行数据转发；

所述的步骤A进一步包括：

A1：PPPoE客户端首先主动发送用于表示PPPoE主动发现开始的广播包PADI寻找PPPoE服务器，其中，该PADI包中可包含数据转发方式信息；

A2：PPPoE服务器收到PADI包后，检查客户端请求的服务，如果可以提供所述PPPoE客户端要求的服务，则回应PPPoE客户端一个用于表示PPPoE主动发现提供的PADO包；其中，如果PPPoE服务器支持数据转发方式信息协商的功能，它可在PADO包中包含它支持的数据转发方式信息及其它信息，或者只包含它支持的PPPoE客户端请求的数据转发方式信息及其它信息，或者只包含除了数据转发方式信息外的其它信息；如果PPPoE服务器不支持数据转发方式信息协商的功能，则忽略PADI包中的数据转发方式信息；

A3：PPPoE客户端在回应PADO的PPPoE服务器中选择一个合适的服务器，并发送用于表示PPPoE主动发现请求的PADR包告知PPPoE服务器；其中，如果PPPoE客户端支持数据转发方式信息协商的功能，则检查PADO中的数据转发方式信息，如果PADO包中有自己支持或请求的数据转发方式信息，则在PADR包中包含自己请求的数据转发方式信息，如果PADO包中没有自己支持或请求的数据转发方式信息，或者PADO包中没有数据转发方式信息，则在PADR包中不包含数据转发方式信息，或者继续包含请求的数据转发方式信息；如果PPPoE客户端不支持数据转发方式信息协商功能，则忽略PADO包中的数据转发方式信息；

A4：PPPoE服务器收到PADR包后，确认是否支持PPPoE客户端请求的服务，如果支持，则开始为PPPoE客户端分配一个唯一的会话标识符，启动PPP状态机以准备开始PPP会话，并发送一个表示PPPoE主动发现会话确认的PADS包；其中，如果服务器支持客户端请求的数据转发方式信息，则PADS包中包含客户端请求的数据转发方式信息，如果不支持客户端请求的数据转发方式信息，或者不支持数据转发方式信息协商的功能，则在PADS包中不包含数据转发方式信息。

2、根据权利要求1所述的基于PPPoE的宽带接入方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括：PPPoE客户端在收到PADS包后，如果PPPoE服务器分配了会话标识符，则启动PPP状态机以准备开始PPP会话；其中，

如果PPPoE客户端请求了数据转发方式信息的协商，则检查PADS包中的数据转发方式信息，如果PADS包中有自己请求的数据转发方式信息，则在进行数据转发时，使用协商的数据转发方式信息进行转发；如果PADS包中没有自己请求的数据转发方式信息，或者PPPoE客户端没有请求数据转发方式信息的协商，则忽略PADS包中的数据转发方式信息，进行数据转发时，使用缺省的数据转发方式即PPPoE方式，进行转发。

3、根据权利要求1或2所述的基于PPPoE的宽带接入方法，其特征在于所述的数据转发方式信息是利用PPPoE现有的TAG实现。

4、根据权利要求1或2所述的基于PPPoE的宽带接入方法，其特征在于所述的数据转发方式信息是扩展PPPoE的TAG来实现。

5、根据权利要求1或2所述的基于PPPoE的宽带接入方法，其特征在于所述的协商的数据转发方式信息为IPoE方式。

6、根据权利要求5所述的基于PPPoE的宽带接入方法，其特征在于所述步骤B中，进行数据转发时，PPPoE协议报文使用PPPoE的方式进行转发，其它的数据使用协商的数据转发方式信息来进行数据转发。

7、根据权利要求6所述的基于PPPoE的宽带接入方法，其特征在于所述的PPPoE协议报文包括：PPPoE发现报文、链路控制协议LCP、认证协议和网络控制协议的报文。

Images