《以太网接入技术》PPT课件.ppt

接入网技术,接入网技术,第3章以太网接入技术,接入网技术,第3章以太网接入技术,本章教学重点工作组以太网的主要特点基于工作组以太网的接入存在的问题两种以太接入控制标准：PPP0E和802.1X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,接入网技术,第3章以太网接入技术,本章主要内容3.1引言3.2以太网知识回顾3.3工作组以太网接入3.4802.3ah以太接入网,接入网技术,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方式基于现有其他基础技术的以太接入（802.3ah）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、技术成熟已是园区网接入的主流针对电信运营商开发的以太网接入网标准已经出台IEEE802.3ah，也叫第一公里以太网EFM以太网作为一种接入技术，许多问题有待解决,3.1引言,接入网技术,3.2.1以太网的诞生3.2.2以太网的标准3.2.3早期的以太网3.2.4现今的以太网,3.2以太网知识回顾,接入网技术,BobMetcalf&DavidBoggs1973年5月22日PARC/XeroxMetcalf在备忘录中命名了Ethernet1976年6月：Metcalf&Boggs发表著名论文以太网：局域网的分布式信息分组交换1977年底：Metcalf等获得CSMA/CD等4项专利具有冲突检测的多点数据通信系统,3.2.1以太网的诞生,接入网技术,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IEEE802.3工作组负责1982年12月：802.3标准草案宣布IEEE802.3-1985：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（现行）可以直接通过MAC向高层提供服务（可不需LLC）,3.2.2以太网的标准,接入网技术,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,3.2.3早期的以太网,接入网技术,经过30多年的发展，以太网发展了很大变化主流介质：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mash（网状）VLAN应用MAC摆脱LLC，直接为多个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,接入网技术,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以太网馈电（802.3af）3.3.4用户接入控制与管理3.3.5用户的隔离3.3.6以太网接入协议模型3.3.7应用趋势,3.3工作组以太网接入,接入网技术,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安全问题不是特别突出，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帐和收费工作组以太网提供了很好的IP承载能力工作组以太网技术可以直接用作可以运营的以太接入吗？,3.3.1工作组以太网特点,接入网技术,以太网作为接入与工作组方式有很大不同作为接入是一个公共网络，需要面临并解决：用户的接入控制与管理问题用户的身份认证（用户合法？）用户接入与提供服务授权记帐与计费流控问题安全性问题网络的安全性用户隔离接入设备的供电问题,3.3.2接入面临的问题,接入网技术,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：IEEE802.3af-2003DTEPowerviaMDI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:PowerSourcingEquipmentPD:PoweredDevice电源输出：48V，功率级别：15/7/4W简称：PoE，PoweroverEthernet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,3.3.3以太网馈电（802.3af）,接入网技术,基于端口的控制协议802.1x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,3.3.4以太网用户接入控制与管理,以太网,核心网,交换机,AAA服务器,802.1X协议客户端,AAA服务器,AAA协议,or,802.1X服务器端,接入网技术,PPP0E协议在以太网上运行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用户和PPPOE服务器之间进行PPP会话通过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,3.3.4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,接入网技术,用户隔离的必要性HUB组网无法隔离用户，不能作为以太网接入设备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,3.3.5接入用户的隔离,接入网技术,以太网通常承载IP业务，典型的模型包括：IPOE（IPoverEthernet）IPOverEthernetIIIPOverIEEE802.3PPPOE（PPPoverEthernet）（IpoverPPPoverEthernet）,3.3.6以太网接入协议模型,接入网技术,3.3.6以太网接入协议模型IPOE,IPOverEthernetII（IPOverMAC）,IPOverIEEE802.3（IPOverLLC）,接入网技术,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,接入网技术,3.4.1标准概要3.4.2802.3ah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3.4.3802.3ah的OAM3.4.4802.3ah的应用模式,3.4802.3ah以太接入网,接入网技术,3.4.1802.3ah标准概要,IEEE802.3ah，2004通过以太接入网EAN，Ethernetforsubscriberaccessnetworks第一公里以太网EFM，EthernetintheFirstMile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,接入网技术,3.4.2802.3ah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,接入网技术,光纤P2P接入P2Pfiber,100BASE-LX10，1310nm2*SMF/10km100BASE-BX10，1310/1550nm1*SMF/10km1000BASE-LX10，1310nm2*SMF/10km1000BASE-BX10，1310/1490nm1*SMF/10km,100Mbps单纤,1Gbps单纤,100Mbps双纤,1Gbps双纤,接入网技术,光纤P2MP接入P2MPfiber,1000BASE-PX10，1310/1490nm2*SMF/10km1000BASE-PX20，1310/1490nm2*SMF/20km,标准距离=10km,长距离=20km,1:16splitratio/EPON,接入网技术,铜缆接入P2Pcopper,10PASS-TS基于ITU-TG.993、ANSIT1.424（VDSL)速率为10Mb/s，距离可达750m频分双工FDD下行：138kHz12MHz上行：25138kHz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,2BASE-TL基于ITU-TG.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,接入网技术,3.4.3802.3ah的OAM,OAM（运行、管理和维护）Operations,Administration,andMaintenance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,接入网技术,3.4.4802.3ah的应用模式,用于接入主干线路，采用P2P光纤用于分散的驻地网的接入，采用P2MP光纤用于对称业务的接入，采用P2P市话铜线（SHDSL)用于驻地网内部互连，采用P2P市话铜缆（VDSL),接入网技术,3.4.4802.3ah的应用模式,用于接入主干线路，高速接入P2P光纤,接入网技术,3.4.4802.3ah的应用模式,用于分散CPN的接入（家庭，单位）P2MP光纤,光纤,核心网,OLT,CPN,ONU,CPN,ONU,无源光分离器,光纤,接入网技术,3.4.4802.3ah的应用模式,用于对称业务接入（多用于单位）P2P市话铜缆，可捆绑使用，数话不能同传,接入网技术,3.4.4802.3ah的应用模式,用于CPN内部接入（多用于小区，酒店）P2P市话铜缆，750m，可数话同传,750m,10Mbps,10PASS-TS-O,HomeNetwork,CPN,10PASS-TS-R,接入网技术,本章思考题,1、工作组以太网的主要特点有哪些？工作组以太网技术是否可直接用于以太网接入？2、基于工作组以太网接入要解决的关键问题有哪些？如何解决？3、以太网接入控制与管理模式有哪两种？4、802.3ah标准的基本思想是什么？5、802.3ah有哪几种PHY的MDI?各自的特点？6、802.3ah典型的应用模式？,