宽带用户标识

2019-11-03 09:03:20

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供稿：网友

　　摘要随着ADSL业务需求的增加，宽带用户标识成为制约ADSL发展的一个问题，特别是在ip DSLAM广泛使用后，用户的位置信息更无法准确识别，本文将针对ADSL接入方式探讨如何标识宽带用户，解决用户标识的问题。

　　关键词宽带网　　　用户标识　　　　宽带接入服务器

　　0 概述

　　在传统的窄带接入时代（PSTN/ISDN），互联网用户都是可以标识（称为Calling Station ID）的。所谓标识就是可以根据一些属性来唯一确定用户的身份，其中用户名和密码是两个重要的属性，此外，用户的位置信息也十分重要。在拨号上网时代，电话号码可以标识用户的位置，且具有不可抵赖性，因为用户电话（即拨入的电话号码）的位置不能轻易改变。网络接入服务器（NAS）可以根据主叫号码信息记录用户上网的位置，杜绝了账务纠纷和账号盗用等问题，除此之外，还可以根据主叫号码计费，实现各种个性化的服务。

　　在宽带接入时代，大多数ADSL运营商（如电信/网通）采用了以太网上的点到点协议（PPPoE）拨号接入的方式。如包月上网，其计费方式相对简单，用户只要通过PPPoE拨入就可以上网了，这样的经营比较粗放，所有用户的收费价格都是统一的，没有个性化服务，当然也不会导致账务纠纷和密码盗用。

　　但这样的服务方式极大地限制了宽带业务的开展，因为收费一刀切会限制一些用户入网。这些用户上网时间不多，其上网费用可能远不及包月费用，但又渴望使用宽带，为了吸引这些用户，就需要个性化的计费。2002年，上海市电信有限公司推出了有限包月的措施，收到了很好的效果，现在的ADSL有限包月资费80元包60 h，超过部分按照0.05元/min收取，这些政策对ADSL用户的发展起到了很好的推动作用，也使上海市电信有限公司的ADSL产品在激烈竞争的上海宽带接入市场占有了绝对领先的份额。但问题也随之产生，如在某些情况下，有限包月用户可以在包月用户空闲的时候，借用其账号上网，而其本身并不发生费用，这样的话，电信公司在无形中将会损失很大的一笔收入。

　　目前，上海市电信有限公司的所有ADSL用户已经实现了账号和永久性虚电路（PVC）的绑定，每条PVC就是用户的标识。具体实现方式为：用户发起PPPoE呼叫，宽带接入服务器（BAS）将用户名和密码，以及用户拨入的PVC号送到远端认证拨号接入用户业务（RADIUS）上进行认证，RADIUS查询数据库，只有用户提供的用户名和密码有效，同时其拨入的PVC与用户名和密码匹配时才允许接入，否则予以拒绝。

　　这样的方式不仅可以解决账务纠纷，用户不能抵赖其发生的费用，还杜绝了宽带用户账号盗用的问题，因为盗用的账号完全不能在其他的ADSL线路上使用，使电信公司的收入免受损失。

　　有限包月措施和账号绑定方式如果在全国各运营商推广，将对ADSL发展产生良好的影响，因为只有这样ADSL才是可运营、可管理的，才能推出个性化的区分服务。

　　但从技术上看，这样的推广是有一定难度的，原因还是用户标识问题，因为单靠用户名和密码来认证用户是不够的，还需要宽带用户标识，即用户的位置信息。

　　上海之所以能率先实现宽带用户标识，将用户的位置信息（即PVC）也作为认证不可缺少的条件之一，是因为上海全网ADSL均采用了ATM ADSL，从数字用户线接入复用器（DSLAM）到BAS采用ATM网会聚到BAS，或通过光纤直连到BAS，因此用户的PVC从ADSL MODEM经DSLAM、ATM网直接延伸到BAS上，BAS完全能识别用户拨入的端口。

　　而其他省（市）由于条件的限制（ATM网的规模），从一开始就使用了IP DSLAM，其上行接口不是ATM而是IP。在IP DSLAM中，由于用户的PVC已经在DSLAM上终结，因此从BAS无法确切得到用户从DSLAM上的哪个端口拨入，只能根据用户名和密码认证，因此会带来上述的一系列问题。

　　1 几种实现宽带用户标识的技术

　　从发展眼光看，今后IP DSLAM将逐步取代ATM DSLAM，而且这样的趋势越来越明显。如何解决IP DSLAM用户的标识是一个值得探讨的问题。目前实现的技术主要有采用虚拟局域网（VLAN）来标识用户；DSLAM内置BAS、虚拟宽带接入服务器（VBAS）和虚拟媒体访问控制（VMAC）等，其中一些技术仍然在研发之中。

　　1.1 采用VLAN来标识用户

　　采用VLAN标识用户与采用PVC来标识用户具有相同的性质，如图1所示。

　　DSLAM与BAS通过光纤直连或二层交换机会聚后连接BAS，需要BAS靠近用户端，每个用户独自占用一个唯一的无线局域网（WLAN）。在认证时，BAS就会把用户的VLAN发送到RADIUS上，这样就完成了用户的标识工作。

　　但这样的组网方式也存在一些问题，主要是：

　　a）某些IP DSLAM根本无法支持每一用户一个VLAN，只能将若干用户划分到一个VLAN中，因此无法实现用户标识。

　　b） VLAN标识的长度为12位，也就是VLAN的个数只能是0～4095个，而不像ATM的虚呼叫标识/虚通道识别符（VCI/VPI）可长达24位，因此限制了VLAN使用；而且许多交换机也无法支持4 096个VLAN，而要建一个ADSL的二层会聚网络基本是不可能的。

　　在目前情况下，要解决VLAN个数受限制的问题，只有依靠多业务传输平台（MSTP）来完成。MSTP的层次介于网络第一层和第二层之间，其特点是对承载业务的透明传输。借助MSTP，可实现以太网/ATM/专线/语音等各种数据的会聚，IP DSLAM可利用MSTP提供的通道将会聚用户接到BAS上，同时保证用户的VLAN直接到达BAS，BAS可以根据VLAN信息来识别用户。

　　由于采用MSTP的投资比较大，利用MSTP会聚IP DSLAM的数据流量显得效益不高。另外，目前各厂商MSTP之间的标准不统一，互通仍存在一定困难，加之以太网交换机的成本远低于MSTP，所以，各运营商仍然倾向于采用二层交换机会聚IP DSLAM。

　　1.2 采用DSLAM内置BAS

　　目前采用DSLAM内置BAS的组网方案在中小城市比较多，内置BAS可以节约采购集中的大型BAS的成本，同时也避免了ATM或以太网二层的穿透和用户标识问题。用户的PPPoE直接在DSLAM的内置BAS上终结，BAS可确切知道用户是从什么端口拨入，因此其标识不存在问题。

　　采用内置BAS在大型城市一般使用的不多，因为这样会造成城域网的三层节点过多，路由过于复杂，不利于集中管理和IP地址的有效分配。因此大城市仍热衷于采用大型的BAS会聚用户的做法。

　　1.3 采用VBAS来标识用户

　　VBAS本身不是一个物理的设备，只是一个协议标准，由中国电信广东研究院提出，提出这个标准的用意也是在于宽带用户标识问题，虽然目前只是一个草案，但其思路是很值得探讨的。

　　IP DSLAM在DSLAM上终结了ATM PVC，代之以以太网接口，因此到BAS上认证时用户的位置信息已经丧失，如何弥补？VBAS提出了一个方案。

　　由于采用PPPo E认证，用户PC的媒体访问控制（MAC）地址将被BAS所知晓，但MAC不足以标识用户，因为用户的MAC可能变化（如更换网卡；同一MODEM下多台PC同时拨号等），无法将MAC和用户的位置相对应。但对于IP DSLAM，由于其核心采用了二层MAC交换，因此完全知道用户的MAC地址与ADSL端口的对应关系。根据这个原理，如果BAS能通过询问DSLAM拨入用户的MAC和端口的对应关系就可以知道用户的标识，然后将用户名、密码和标识信息送到RADIUS，就可以判断出用户的位置。如图2所示。

　　这样的方式适于大规模的IP DSLAM会聚，只要在认证时修改BAS的流程，并在IP DSLAM对软件做适当修改，就可以获取用户的拨入位置的标识信息。如通过二层交换机会聚多个DSLAM时，可将各DSLAM通过VLAN隔离（每DSLAM一个VLAN），然后采用VBAS查询方式实现用户标识查询，解决了VLAN 个数最多只能有4 096个限制的问题。

　　BAS和DSLAM之间的通信采用了二层通信的方式，即VBAS信息查询和响应数据包直接封装在二层以太网数据帧中，采用协议号0ｘ8200标识。

　　VBAS的标准还在制定和完善过程中，目前能支持VBAS的DSLAM和BAS还很少，主流的BAS厂商尚不能支持这个标准。

　　1.4 采用VMAC来标识用户

　　VMAC即MAC地址转换，MAC地址本身是计算机所固有的，在PPPoE拨号中，PPP数据包被封装在二层的MAC数据包中传递，无论PC和BAS均需要有MAC地址，在VBAS中已经谈到MAC是无法区分用户的，因为用户的MAC是杂乱无章的，RADIUS无法区分MAC地址。

　　在VMAC解决方案中，DLSAM根据特定的规则将用户的MAC地址替换成特定的、具有一定格式和含义的MAC地址，如图3所示。

　　如用户进行PPPoE拨号，每个数据包的源地址是发起呼叫用户的MAC地址信息，MAC转换巧妙地对用户的MAC进行了更改，替换了MAC地址中的某些部分，这样从MAC地址中就可以知道用户的位置信息，如果用户低位MAC重复，还可以根据增加冲突位的方法解决。

　　在用户PPPoE拨号后，BAS可得到用户拨入的MAC地址（经过VMAC替换后），将规范后的MAC地址连同用户名和密码交RADIUS认证，RADIUS就很容易分析得到用户的拨入位置信息，从而达到用户标识的目的。

　　VMAC的标准目前也正在研究中，尚未形成统一的规范，同时实现也有一定难度，但其先进的思想非常值得借鉴。

　　2 结束语

　　宽带用户标识是一个很重要的问题，实现的方式也较多。宽带用户标识不仅可用于一般的ADSL用户，还可进一步扩展到LAN用户和VDSL用户，这些用户归根到底都是以太网用户，其标识问题也同样值得探讨和研究。随着电信竞争的激烈，推出区分服务势在必然行，宽带用户标识信息也将会被各大运营商所采用，成为宽带规划中需要考虑的一个不可缺少的因素。

　　
摘自《邮电设计技术》　

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