寬帶用戶標識

2019-11-03 09:03:20

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供稿：網友

　　摘要隨著ADSL業務需求的增加，寬帶用戶標識成為制約ADSL發展的一個問題，特別是在ip DSLAM廣泛使用后，用戶的位置信息更無法準確識別，本文將針對ADSL接入方式探討如何標識寬帶用戶，解決用戶標識的問題。

　　關鍵詞寬帶網　　　用戶標識　　　　寬帶接入服務器

　　0 概述

　　在傳統的窄帶接入時代（PSTN/ISDN），互聯網用戶都是可以標識（稱為Calling Station ID）的。所謂標識就是可以根據一些屬性來唯一確定用戶的身份，其中用戶名和密碼是兩個重要的屬性，此外，用戶的位置信息也十分重要。在撥號上網時代，電話號碼可以標識用戶的位置，且具有不可抵賴性，因為用戶電話（即撥入的電話號碼）的位置不能輕易改變。網絡接入服務器（NAS）可以根據主叫號碼信息記錄用戶上網的位置，杜絕了賬務糾紛和賬號盜用等問題，除此之外，還可以根據主叫號碼計費，實現各種個性化的服務。

　　在寬帶接入時代，大多數ADSL運營商（如電信/網通）采用了以太網上的點到點協議（PPPoE）撥號接入的方式。如包月上網，其計費方式相對簡單，用戶只要通過PPPoE撥入就可以上網了，這樣的經營比較粗放，所有用戶的收費價格都是統一的，沒有個性化服務，當然也不會導致賬務糾紛和密碼盜用。

　　但這樣的服務方式極大地限制了寬帶業務的開展，因為收費一刀切會限制一些用戶入網。這些用戶上網時間不多，其上網費用可能遠不及包月費用，但又渴望使用寬帶，為了吸引這些用戶，就需要個性化的計費。2002年，上海市電信有限公司推出了有限包月的措施，收到了很好的效果，現在的ADSL有限包月資費80元包60 h，超過部分按照0.05元/min收取，這些政策對ADSL用戶的發展起到了很好的推動作用，也使上海市電信有限公司的ADSL產品在激烈競爭的上海寬帶接入市場占有了絕對領先的份額。但問題也隨之產生，如在某些情況下，有限包月用戶可以在包月用戶空閑的時候，借用其賬號上網，而其本身并不發生費用，這樣的話，電信公司在無形中將會損失很大的一筆收入。

　　目前，上海市電信有限公司的所有ADSL用戶已經實現了賬號和永久性虛電路（PVC）的綁定，每條PVC就是用戶的標識。具體實現方式為：用戶發起PPPoE呼叫，寬帶接入服務器（BAS）將用戶名和密碼，以及用戶撥入的PVC號送到遠端認證撥號接入用戶業務（RADIUS）上進行認證，RADIUS查詢數據庫，只有用戶提供的用戶名和密碼有效，同時其撥入的PVC與用戶名和密碼匹配時才允許接入，否則予以拒絕。

　　這樣的方式不僅可以解決賬務糾紛，用戶不能抵賴其發生的費用，還杜絕了寬帶用戶賬號盜用的問題，因為盜用的賬號完全不能在其他的ADSL線路上使用，使電信公司的收入免受損失。

　　有限包月措施和賬號綁定方式如果在全國各運營商推廣，將對ADSL發展產生良好的影響，因為只有這樣ADSL才是可運營、可管理的，才能推出個性化的區分服務。

　　但從技術上看，這樣的推廣是有一定難度的，原因還是用戶標識問題，因為單靠用戶名和密碼來認證用戶是不夠的，還需要寬帶用戶標識，即用戶的位置信息。

　　上海之所以能率先實現寬帶用戶標識，將用戶的位置信息（即PVC）也作為認證不可缺少的條件之一，是因為上海全網ADSL均采用了ATM ADSL，從數字用戶線接入復用器（DSLAM）到BAS采用ATM網會聚到BAS，或通過光纖直連到BAS，因此用戶的PVC從ADSL MODEM經DSLAM、ATM網直接延伸到BAS上，BAS完全能識別用戶撥入的端口。

　　而其他省（市）由于條件的限制（ATM網的規模），從一開始就使用了IP DSLAM，其上行接口不是ATM而是IP。在IP DSLAM中，由于用戶的PVC已經在DSLAM上終結，因此從BAS無法確切得到用戶從DSLAM上的哪個端口撥入，只能根據用戶名和密碼認證，因此會帶來上述的一系列問題。

　　1 幾種實現寬帶用戶標識的技術

　　從發展眼光看，今后IP DSLAM將逐步取代ATM DSLAM，而且這樣的趨勢越來越明顯。如何解決IP DSLAM用戶的標識是一個值得探討的問題。目前實現的技術主要有采用虛擬局域網（VLAN）來標識用戶；DSLAM內置BAS、虛擬寬帶接入服務器（VBAS）和虛擬媒體訪問控制（VMAC）等，其中一些技術仍然在研發之中。

　　1.1 采用VLAN來標識用戶

　　采用VLAN標識用戶與采用PVC來標識用戶具有相同的性質，如圖1所示。

　　DSLAM與BAS通過光纖直連或二層交換機會聚后連接BAS，需要BAS靠近用戶端，每個用戶獨自占用一個唯一的無線局域網（WLAN）。在認證時，BAS就會把用戶的VLAN發送到RADIUS上，這樣就完成了用戶的標識工作。

　　但這樣的組網方式也存在一些問題，主要是：

　　a）某些IP DSLAM根本無法支持每一用戶一個VLAN，只能將若干用戶劃分到一個VLAN中，因此無法實現用戶標識。

　　b） VLAN標識的長度為12位，也就是VLAN的個數只能是0～4095個，而不像ATM的虛呼叫標識/虛通道識別符（VCI/VPI）可長達24位，因此限制了VLAN使用；而且許多交換機也無法支持4 096個VLAN，而要建一個ADSL的二層會聚網絡基本是不可能的。

　　在目前情況下，要解決VLAN個數受限制的問題，只有依靠多業務傳輸平臺（MSTP）來完成。MSTP的層次介于網絡第一層和第二層之間，其特點是對承載業務的透明傳輸。借助MSTP，可實現以太網/ATM/專線/語音等各種數據的會聚，IP DSLAM可利用MSTP提供的通道將會聚用戶接到BAS上，同時保證用戶的VLAN直接到達BAS，BAS可以根據VLAN信息來識別用戶。

　　由于采用MSTP的投資比較大，利用MSTP會聚IP DSLAM的數據流量顯得效益不高。另外，目前各廠商MSTP之間的標準不統一，互通仍存在一定困難，加之以太網交換機的成本遠低于MSTP，所以，各運營商仍然傾向于采用二層交換機會聚IP DSLAM。

　　1.2 采用DSLAM內置BAS

　　目前采用DSLAM內置BAS的組網方案在中小城市比較多，內置BAS可以節約采購集中的大型BAS的成本，同時也避免了ATM或以太網二層的穿透和用戶標識問題。用戶的PPPoE直接在DSLAM的內置BAS上終結，BAS可確切知道用戶是從什么端口撥入，因此其標識不存在問題。

　　采用內置BAS在大型城市一般使用的不多，因為這樣會造成城域網的三層節點過多，路由過于復雜，不利于集中管理和IP地址的有效分配。因此大城市仍熱衷于采用大型的BAS會聚用戶的做法。

　　1.3 采用VBAS來標識用戶

　　VBAS本身不是一個物理的設備，只是一個協議標準，由中國電信廣東研究院提出，提出這個標準的用意也是在于寬帶用戶標識問題，雖然目前只是一個草案，但其思路是很值得探討的。

　　IP DSLAM在DSLAM上終結了ATM PVC，代之以以太網接口，因此到BAS上認證時用戶的位置信息已經喪失，如何彌補？VBAS提出了一個方案。

　　由于采用PPPo E認證，用戶PC的媒體訪問控制（MAC）地址將被BAS所知曉，但MAC不足以標識用戶，因為用戶的MAC可能變化（如更換網卡；同一MODEM下多臺PC同時撥號等），無法將MAC和用戶的位置相對應。但對于IP DSLAM，由于其核心采用了二層MAC交換，因此完全知道用戶的MAC地址與ADSL端口的對應關系。根據這個原理，如果BAS能通過詢問DSLAM撥入用戶的MAC和端口的對應關系就可以知道用戶的標識，然后將用戶名、密碼和標識信息送到RADIUS，就可以判斷出用戶的位置。如圖2所示。

　　這樣的方式適于大規模的IP DSLAM會聚，只要在認證時修改BAS的流程，并在IP DSLAM對軟件做適當修改，就可以獲取用戶的撥入位置的標識信息。如通過二層交換機會聚多個DSLAM時，可將各DSLAM通過VLAN隔離（每DSLAM一個VLAN），然后采用VBAS查詢方式實現用戶標識查詢，解決了VLAN 個數最多只能有4 096個限制的問題。

　　BAS和DSLAM之間的通信采用了二層通信的方式，即VBAS信息查詢和響應數據包直接封裝在二層以太網數據幀中，采用協議號0ｘ8200標識。

　　VBAS的標準還在制定和完善過程中，目前能支持VBAS的DSLAM和BAS還很少，主流的BAS廠商尚不能支持這個標準。

　　1.4 采用VMAC來標識用戶

　　VMAC即MAC地址轉換，MAC地址本身是計算機所固有的，在PPPoE撥號中，PPP數據包被封裝在二層的MAC數據包中傳遞，無論PC和BAS均需要有MAC地址，在VBAS中已經談到MAC是無法區分用戶的，因為用戶的MAC是雜亂無章的，RADIUS無法區分MAC地址。

　　在VMAC解決方案中，DLSAM根據特定的規則將用戶的MAC地址替換成特定的、具有一定格式和含義的MAC地址，如圖3所示。

　　如用戶進行PPPoE撥號，每個數據包的源地址是發起呼叫用戶的MAC地址信息，MAC轉換巧妙地對用戶的MAC進行了更改，替換了MAC地址中的某些部分，這樣從MAC地址中就可以知道用戶的位置信息，如果用戶低位MAC重復，還可以根據增加沖突位的方法解決。

　　在用戶PPPoE撥號后，BAS可得到用戶撥入的MAC地址（經過VMAC替換后），將規范后的MAC地址連同用戶名和密碼交RADIUS認證，RADIUS就很容易分析得到用戶的撥入位置信息，從而達到用戶標識的目的。

　　VMAC的標準目前也正在研究中，尚未形成統一的規范，同時實現也有一定難度，但其先進的思想非常值得借鑒。

　　2 結束語

　　寬帶用戶標識是一個很重要的問題，實現的方式也較多。寬帶用戶標識不僅可用于一般的ADSL用戶，還可進一步擴展到LAN用戶和VDSL用戶，這些用戶歸根到底都是以太網用戶，其標識問題也同樣值得探討和研究。隨著電信競爭的激烈，推出區分服務勢在必然行，寬帶用戶標識信息也將會被各大運營商所采用，成為寬帶規劃中需要考慮的一個不可缺少的因素。

　　
摘自《郵電設計技術》　

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