论文总字数：23583字

摘 要

当今社会网络技术不断革新，用户上网的方式也不断发生变化。从最初的经由电话线接入到互联网中，到通过ISDN技术上网，再到采用非对称用户数字线路的ASDL技术接入上网，现在还有光纤上网，人们的上网速度越来越高，用户体验感越来越好。

早期的电话线接入上网，基于的原理是电话线连接到ISP，运营商接收到请求后分配相应的账号和Modem给用户实现网络接入，但是上网速度慢，获取方式繁琐，线路不安全，由于是通过固话接入的，同样影响通话的质量。

ISDN技术采用同步时分复用技术，在上网的同时和通话进行隔离，但在上网的过程中容易发生故障，并且维护起来有一定的难度。而ADSL技术成功的解决了ISDN产生的问题，它支持上下行服务，是一种高速的宽带接入技术，而PPPoE技术是ADSL中应用最为广泛的拨号方式。

本篇论文主要阐述的是宽带技术接入互联网的发展历史、 PPP的原理以及PPP拓展的技术PPPoE技术的相关内容。重点描述的是PPPoE的工作原理以及小区网络架构中采用的PPPoE技术的实现方法，如何进行PPPoE的拨号接入上网技术。

关键字：PPPoE协议；宽带接入技术；用户数字线路DSL；点对点协议PPP；AAA服务器

ABSTRACT

Nowadays, the social network technology is constantly innovating, and the way that users surf the Internet is constantly changing. From the initial via telephone line access to the Internet, to the Internet through ISDN technology, to adopt asymmetric ASDL technical access to the Internet, users digital circuit and optical fiber to the Internet, now people on the Internet speed more and more high, the user experience is getting better and better.

Early telephone line access to the Internet, is based on the principle of the telephone lines connected to the ISP, operator receives the request distribution corresponding to the user account and Modem for Internet access, but the Internet speed is slow, access trival, line is not safe, because it is through the fixed-line access, also affect the quality of the call.

ISDN technology adopts synchronous time-division multiplexing technology, which is isolated from the phone while surfing the Internet, but it is easy to break down in the process of surfing the Internet, and it is difficult to maintain. The ADSL technology has successfully solved the problems caused by ISDN. It supports the upstream and downstream services, which is a high-speed broadband access technology, and the PPPoE technology is the most widely used dial-up method in ADSL.

This paper mainly discusses the development history of broadband technology access to Internet, the principle of PPP and the relevant content of PPPoE technology of PPP expansion. It mainly describes the working principle of PPPoE and the implementation method of PPPoE technology adopted in the community network architecture, and how to make PPPoE dial-up access to Internet technology.

Keywords : PPPoE protocol; broadband access technology; user digital line DSL; point-to-point protocol PPP; AAA server

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 引 言 1

1.1 PPPoE协议产生背景 1

1.2 PPPoE协议概述 1

1.3 课题研究意义 1

1.4课题研究范畴 2

1.5课题研究的工作安排 2

第二章 xDSL技术 3

2.1 上网技术的发展 3

2.1.1 PSTN 3

2.1.2 ISDN 3

2.2 xDSL技术简介 4

2.3 xDSL—DSL分类 5

2.3.1 对称的DSL技术 5

2.3.2 非对称的DSL技术 6

2.4 本章总结 6

第三章 PPP协议 7

3.1 协议简介 7

3.2 PPP协议构成 7

3.2.1 基于TCP/IP协议簇的帧的封装 7

3.2.2 LCP协议 8

3.2.3 NCP协议 9

3.3 PPP的工作状态 9

3.4 PPP的协商过程 10

3.4.1 LCP协商过程 10

3.4.2 NCP协商过程 11

3.5 PPP的验证方式 11

3.5.1 PAP验证方式 11

3.5.2 CHAP验证方式 11

3.6 PPP的地址协商 12

3.7 PPP和HDLC比较 12

3.8 PPP协议的作用和意义 12

3.9本章总结 13

第四章 PPPoE技术 14

4.1 PPPoE技术的概述 14

4.1.1 技术定义 14

4.1.2 技术的基本架构 14

4.1.3 PPPoE的组网应用 14

4.2 PPPoE的数据包 15

4.2.1 PPPoE数据格式 15

4.2.2 PPPoE的数据包类型 16

4.3 PPPoE的工作过程 17

4.3.1 PPPoE的阶段 17

4.3.2 PPPoE的发现阶段 17

4.3.3 PPPoE的会话阶段 19

4.3.4 PPPoE的终结阶段 20

4.3.5 PPPoE连接建立全过程 21

4.4 本章总结 22

第五章 PPPoE技术的实现 23

5.1 实现平台的介绍 23

5.2 相关软件的安装 23

5.3 实验过程 29

5.3.1 拓扑搭建 29

5.3.2 实验成果与测试 29

5.4 本章总结 34

第六章 总结与展望 35

6.1 总结 35

6.2 展望 35

第七章 结束语 36

致谢 37

附录 39

第一章 引 言

1.1 PPPoE协议产生背景

DSL宽带技术在当今社会日益流行，主流网络运营服务商ISP宽带接入技术多数采用ASDL技术。早期的ASDL技术由于安全性能较低，并且在对用户进行访问控制和对其进行计费功能时存在部分局限性，所以运营服务商ISP迫切寻求一种更为灵活、适应性强的技术，PPPoE技术应运而生。

以太网基于TCP/IP协议簇，在局域网内被广泛应用，它不但能够将数据传输速率提高 ，并且其拓展性极高，可以支持多种链路协议的使用。PPP协议能够在串行链路中进行数据封装和验证传输。

上世纪九十年代末，由于以太网链路的稳定性不足，多家网络厂商在IETF组织制定的RFC文档的基础上，开发出了一种新型协议——PPP over Ethernet（PPPoE）协议。PPPoE协议基于ppp协议之上，能够在保证局域网数据的安全性的同时，让运营商对用户更好的进行实时计费和认证，踏出了宽带领域新的一步。

1.2 PPPoE协议概述

PPPoE技术能够在以太网络中转播PPP帧信息，基于以太网传输，通过远程Telnet接入令设备与互联网进行连接多台主机需要进行接入可以使用PPP协议来进行访问，并结合AAA mode认证通过远程用户拨号认证系统和终端访问控制服务来实现计费、认证及授权。

PPPoE技术的工作流程有三个阶段，三个阶段进程分别是：PPPoE发现阶段、PPPoE会话阶段和PPPoE终止阶段。每个阶段的目的是要进行PPPoE数据包的交互，在认证成功后能够获取访问的会话ID，建立一个唯一的PPPoE SESSION-ID，实现PPPoE连接。接着进行PPP标准会话阶段，最终完成PPPoE的整体连接。本课题的重点是为了介绍PPPoE交互不同的数据包类型，解释PPPoE的工作机制，让读者能够了解该项技术。

PPPoE可以更好对用户提供计费、认证、授权等控制服务，并优化网络安全性能，因此被广大网络运营商所应用。

1.3 课题研究意义

现如今网络接入方式有多种，有通过调制解调器MODEM进行拨号的传统电话线接入、一线通（ISDN）、光纤接入网，再到低成本的xDSL技术的流行，普通用户对网络的需求一般是要求网速快、宽带价格低、网络安全稳定。而对于网络运营商来说，优秀的宽带技术不仅能够保证网络安全稳定运行，更能为公司开展各项业务，及时对用户进行有效的管理和计费。而相对于其它宽带接入技术，PPPoE技术成本较为低廉，能够自动下发地址网段的各种信息，对用户进行上网行为规范，为运营商提供计费服务，是较为理想的一种网络宽带接入方式。

PPPoE技术基于点到点PPP协议，需要提供用户名和密码进行网络连接，这样就加强了网络的安全性和可靠性保障。正是由于PPPoE技术现如今已趋于稳定，因此多数运营商的都采用此项技术。类似华为的MA5680t、Cisco的7301路由器、Junipor的M320和 T640等设备都采用了PPPoE技术。因此此项技术在未来的宽带接入领域显得尤为重要。

1.4课题研究范畴

PPPoE技术在小区组网的应用原理和运营商ISP网络如何进行计费功能的实现，小区网络如何达到与互联网的交互，通过小区网PPPoE的的实际应用来探讨PPPoE技术的应用。

1.5课题研究的工作安排

（1）引言。介绍PPPoE技术及其产生的背景、概述，以及课题研究意义，对后期论文的排布进行规划；

（2）xDSL技术。介绍了Access技术的发展过程，用户数字线路的工作机制和分类。

（3）PPP协议。介绍PPP协议的概述，报文类型，工作原理和过程，并详细介绍PPP的认证方式以及地址协商方式。

（4）PPPoE技术。讲述PPPoE技术相关机制，详细介绍其消息类型、工作流程。

（5）PPPoE实验的实现。通过搭建相关的模拟环境，完成PPPoE的拨号服务。

（6）总结与展望。对毕设进行的过程进行总结，表达自己对课题满足后的展望。

（7）结束语。发表对整个毕设的收获以及自己的看法。

第二章 xDSL技术

xDSL技术是一种是以铜电话线为传输介质的点对点的新型传输方式，是DSL数字用户线路的统称，它完成传输的介质是铜电话线，并通过对称和非对称两种不同的形式来解决经常在终端用户和ISP运营商之间的短距离的传输限制使用的短柄。如何使得充分利用现有的铜线资源，完善所需电话线路，并提高访问网络的速度在现实生活中成为行业研究的重点之一。DSL技术使用的电话线路不需要更换，线路进行升级，这样就可以有效降低开销，提供网络访问的速度也能够相应的提高，因此此项技术颇受各方面的关注和使用。

2.1 上网技术的发展

2.1.1 PSTN

公共交互电话网PSTN是进入互联网比较早的方式，而电话入网的入网方式就是依此而来的。PSTN是一种用来连接远端站点而进行模拟网络通道的电路交换服务模式。在其连接到互联网的同时也提供了远程基础设施的服务。ISP由于需要提供制造商的成本费用，需要向终端用户收取一定的网络服务费用。

如下图2.1，是PSTN连接私网的案例。图示中的两个私网，路由器用来接入互联网，而modem利用串口来连接路由器，同时接入到PSTN中使得私网双方能够进行互通。

虽然PSTN技术涉及到的成本较为低廉，但它的传输质量和速度就很慢，最高的传输速度只有56Kbps，不足以满足传输需求。又因为PSTN的网络资源使用率不高，只使用上行信道，而下行信道不使用，导致这项技术慢慢被淘汰掉。

图2.1 PSTN网络拓扑图

2.1.2 ISDN

ISDN是综合业务数字网的简称，它能够将不同业务终端的通信连接起来，统一的在网络中进行汇聚和传输。通常使用普通ISDN铜缆传输介质，传输的话音和数据具有较高的带宽和线路质量。用户使用这种方式上网，既可以上网，也可以打电话，实现“一线通”的功能。

如图2.2所示，当用户使用ISDN上网时，经过网络终端NT1和ISDN网卡TA接入到ISDN的交换网络，并去往其他的ISDN网络或者ATM、X.25、FR等网络，实现数据的通信。

图2.2 典型的ISDN网络拓扑图

ISDN可以支持不同数据传输功能，例如语音、传真的收发等，这样的一对一传输方式使得传输质量可靠性变的很高。需要通信时只需要用户提供一个入网口和号码即可完成通信，比PSTN的方式更为高效。但是和ADSL做对比的话，速率还是有一定的差距，由于此种方法需要一直在线，导致成本很高，并且所需设备价格也很昂贵，慢慢的ISDN也会像PSTN一样淘汰掉。

2.2 xDSL技术简介

xDSL是多种数字用户线路的一种集合，其中包含DSL、ADSL、VIDSL 、RADSL、SDSL和HDSL等。DSL的信道是原有的高频传输信道，作为一种新型的传输方式，利用不同的调制解调技术来将传输速率提升。“x”代指任意的字符或者字符串，这就意味着在信道的对称性和模式上都是不同的，并且带宽的速度和距离也是各不相同。

如图2.3所示，上网方式采用的是xDSL的技术，网线接入交换机，通过DSL Modem来响应用户需求，再利用用户家的电话线来接入Internet，进而实现通信的流程。

图2.3 典型的xDSL网络拓扑图

2.3 xDSL—DSL分类

xDSL最主要的的区分的区分点在于上下行的传输速率关系，一般可以分类为对称和不对称，对称DSL是指上下行的传输速率一样，一般包括HDSL、MVL、SDSL和IDSL等； 非对称的DSL是指上下行的传输速率 不同，其中一般包含ADSL、RADSL和VDSL，如图2.3所示为xDSL的分类：

图2.3 xDSL技术分类图

2.3.1 对称的DSL技术

对称DSL技术的实现方式是通过复用技术来降低线路的需求，可以简化用户使用时的安装步骤，提高用户的好感度。当前，对称DSL技术有HDSL、SDSL，MVL和IDSL等。

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