淺談以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入

翟正光

（中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司安達(dá)市分公司，黑龍江 安達(dá) 151400）

目前，比較成熟的寬帶接入網(wǎng)主流技術(shù)包括xDS技術(shù)、光纖接人技術(shù)、Cable技術(shù)、無線寬帶技術(shù)等。基于以太網(wǎng)技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)提供標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，能夠兼容所有帶標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口的終端，用戶不需要增加任何新的接口卡或協(xié)議軟件，而且無論是局端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還是用戶端設(shè)備都比ADSL、Cable－Modem等便宜很多。所以寬帶接入局域網(wǎng)成本相當(dāng)?shù)土畢s發(fā)揮著巨大的作用，為IP接入鋪平道路，社會(huì)價(jià)值和企業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值都很可觀。

以太網(wǎng)(Ethernet)是指基帶局域網(wǎng)。它的接人采用了異步工作方式，很適于處理IP突發(fā)數(shù)據(jù)流，其技術(shù)也已有了重要的變化和突破(LAN交換、星形布線、大容量MAC地址存儲(chǔ)以及管理性等)。與以前的局域網(wǎng)相比僅僅保留了原來一樣的結(jié)構(gòu)，方便容易的特性還有姓名未做更改。除此之外已經(jīng)有了翻天覆地的變化。

寬帶網(wǎng)是繼局域網(wǎng)之后出現(xiàn)的。它的出現(xiàn)拓寬了網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)據(jù)的范圍，使其成為一種大眾享有的資源，這帶來了多種管理方面的新要求。鑒于從前的網(wǎng)絡(luò)管理的使用者，發(fā)行者和受益者大都有固定的群體，管理上較容易。而這些規(guī)章對(duì)于寬帶網(wǎng)來說需要重新規(guī)劃。它需要對(duì)客戶，業(yè)務(wù)流程，權(quán)限等綜合業(yè)務(wù)進(jìn)行全面考慮。

1 安全管理

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的安全保護(hù)方面。以太網(wǎng)，即局域網(wǎng)屬于封閉式，主要針對(duì)對(duì)抗外界無權(quán)限人員和黑客等的攻擊。主要方式就是防火墻。界限也比較明顯。與以太網(wǎng)不同的是寬帶網(wǎng)原則上來講沒有特定局部區(qū)域，威脅安全的因素和非威脅混合在一起，無法有效預(yù)防，而且較分散。管理難度更大，這需要維護(hù)人員重新制定方案，機(jī)制需要更加健全來實(shí)現(xiàn)有效的保護(hù)。

廣播是局域網(wǎng)最廣泛最通常的一項(xiàng)使用方法。雖然現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出了更新更多樣的傳播方法，但并不影響廣播的使用，一個(gè)原因是因?yàn)閺V播是一種發(fā)散性的設(shè)備，在一定的區(qū)域內(nèi)，無論接受者有多少都不影響其傳播狀況。另外它作為一項(xiàng)傳統(tǒng)設(shè)備的地位暫時(shí)還無法動(dòng)搖。在這種情況下更強(qiáng)調(diào)保護(hù)用戶信息，這是很難并且很必要的一項(xiàng)提議。

1.1 虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的安全措施。傳統(tǒng)的解決方法是給每個(gè)客戶分配一個(gè)VLAN和相關(guān)的IP子網(wǎng)，通過使用VLAN，到了第二階段顧客與顧客之間就會(huì)被隔離保護(hù)，預(yù)防不安全因素發(fā)生。破壞性行為和非法監(jiān)聽都會(huì)被拒之門外。

然而，這種給每個(gè)客戶分配單一的VLAN和IP子網(wǎng)的模式造成了擴(kuò)展方面的局限。有下面幾點(diǎn)：

①各個(gè)用戶端口針對(duì)各個(gè)VLAN，每一個(gè)端口都要進(jìn)行專門性的操作，作為聯(lián)網(wǎng)管護(hù)者工作量巨大，且密集程度高，自動(dòng)化差。

②VLAN的限制：隨著接入用戶的急劇增加，社區(qū)接入網(wǎng)絡(luò)的VLAN資源存在上限。基于802.1Q的VLAN標(biāo)記在理論上其用戶不能超過4095，實(shí)際使用中的接入級(jí)交換機(jī)和匯聚層級(jí)交換機(jī)所能支持的實(shí)際VLAN數(shù)目以及能在核心實(shí)現(xiàn)的三層路由接口數(shù)量都會(huì)大大低于理論值。

③IP地址緊缺：每個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)一個(gè)IP子網(wǎng)。IP子網(wǎng)的劃分勢必造成較大的地址浪費(fèi)。所以針對(duì)每一個(gè)小范圍安排一個(gè)固定的VLAN，至于當(dāng)中的廣播問題，VLAN無法解決。這種情況可以通過比它高一級(jí)的PVLAN工藝來處理，效果很好。

1.2 PVLAN技術(shù)。專用VLAN是第二層機(jī)制，在同一個(gè)VLAN中有兩類不同安全級(jí)別的訪問端口。與用戶連接的端口可定義為專用端口(Privateport)，它與匯聚層交換機(jī)接口相連的上連端口為混雜端口(Promioseuousport)。用戶端口只能發(fā)送流量到上連端口，也只能檢測從上連端口來的流量，用戶端口之間在默認(rèn)情況下由硬件進(jìn)行安全隔離，不能進(jìn)行通信。

為了保證每一個(gè)VLAN的專用用戶擁有相對(duì)獨(dú)立互不侵犯的信息處理系統(tǒng)，需要進(jìn)行用戶之間進(jìn)行隔斷處理，而每一個(gè)用戶對(duì)上一級(jí)可以相互流通，這樣以來保證了兩個(gè)同級(jí)用戶之間相互影響減少，安全性增加，免受集體廣播的干擾。

2 用戶管理

用戶管理的目的就是清除不穩(wěn)定因素，預(yù)防不合法的侵入性因素破壞數(shù)據(jù)，或盜竊數(shù)據(jù)。并保證正常用戶使用的安全性。所以要通過一項(xiàng)認(rèn)證來確定使用者或操作者的身份，并對(duì)其處以不同的對(duì)待方式，主要有下列技術(shù)：

2.1 端口與MAC地址綁定。交換機(jī)的端口連接到用戶的網(wǎng)卡，每一個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè)全球唯一的MAC地址，任何用戶申請(qǐng)開通上網(wǎng)時(shí)都需登記MAC地址，網(wǎng)絡(luò)管理員可注入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，并起用端口的安全特性。每個(gè)端口都可靜態(tài)設(shè)置多個(gè)MAC地址，如果有非法MAC地址入侵，交換機(jī)就會(huì)告警網(wǎng)絡(luò)管理員。這種方式安全性高，但管理復(fù)雜。

2.2 限定端口同時(shí)連接的MAC數(shù)量。此種方法不需要進(jìn)行MAC地址和端口的靜態(tài)綁定，而只限制每個(gè)端口同時(shí)連接的MAC地址的數(shù)量。

3 業(yè)務(wù)管理

3.1 服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證。由于話音、視頻等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)是未來Interne網(wǎng)的重要業(yè)務(wù)，因此，接入網(wǎng)必須為保證QoS提供一定手段，并支持流量優(yōu)先等級(jí)，以減少時(shí)延、抖動(dòng)和丟包等。目前，城域網(wǎng)很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，同時(shí)，這種方式的擴(kuò)展性不好，不能很好地適應(yīng)城域網(wǎng)的規(guī)模。較好的方法是采用互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)制定的區(qū)分服務(wù)：接入交換機(jī)必須支持802，1Q的流量優(yōu)先級(jí)設(shè)置，對(duì)于匯聚層、骨干層的交換機(jī)，還需要支持服務(wù)類型(ToS)或區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)(DiffServ)設(shè)置，支持利用訪問控制列表來設(shè)置基于端口或流量類型的流量優(yōu)先等級(jí)。

3.2 帶寬控制。QoS業(yè)務(wù)的保證需要通過操控用戶接入的最高速度和最低速度來保證順利實(shí)施。速度太快和太慢都無法得到預(yù)期的結(jié)果。如果太慢的話影響用戶使用的需求量。

3.3 計(jì)費(fèi)管理。現(xiàn)在有三種計(jì)費(fèi)方式來獲得收入。第一個(gè)按照使用強(qiáng)度。就是流量1G收多少費(fèi)用的方式來收取。第二種按照使用時(shí)間，用得久則交得多。第三種每個(gè)月固定繳費(fèi)。第三種從計(jì)算上最為簡易方便，前二種則較繁瑣。三種收費(fèi)方式都要考慮對(duì)設(shè)備的選用。另外三種計(jì)費(fèi)方式都能分別計(jì)算。

由上述各項(xiàng)分析得出結(jié)論可知，寬帶接入?yún)^(qū)域網(wǎng)是一種利大于弊，前景廣闊的寬帶發(fā)展方向。從各個(gè)方面來說都是有前途的，對(duì)其不足和不成熟的地方還要集中人力、物力來使其更加完整豐滿。

[1]David L.Mills，“Internet Time Synchronization：The Network Time Protocol”，IEEE TRANSACTIONSON COMMUNICATIONS,VOL.39，NO.10，OCTOBER 1991.pp.1482-1493.

[2]唐惠玲，劉學(xué)軍，“基于以太網(wǎng)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性分析”[J].鐵道通信信號(hào)，第40卷第8期，2004，8（40）：13-14.