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宽带有哪几种接入方式,带你涨知识

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整理:曲靖长城宽带

说起宽带,最开始用的是拨号上网,要用电话机;后来有了宽带,在电脑上连一个猫就行了;到了大学,只要去电信办个网,拉根网线就能上网了。我很好奇这三种上网模式有本质的区别么,还是就换了一种形式而已。还有一个问题就是这些上网模式的变化,是全国统一推进的么,还是现在三种方式并存的?


正文

究其三者的本质,没有太多区别,它们都是接入网络(AccessNetwork),先认证用户合法,分配IP地址等上网必备的参数,将用户电脑接入互联网Internet。运营商在将用户接入网络的同时,启动用户流量统计/用户在线时长统计,以生成用户账单,用户掏钱,毕竟天下没有免费的午餐。

但由于采用的传输介质(physical media)大不同,有模拟电话线、数字铜线、光纤,以及成帧方式的不同,有PPP,PPPoE +PPP,IPoE,在上网速率上体现出数量级的差别,从模拟电话线 56Kbps,ISDN 144Kbps,ADSL 512Kbps-10Mbps,FTTH 2-1000Mbps。

电信是固网专家,以它为例讲解三种方式的区别:


1. 拨号上网

1.1 模拟线电话拨号

2000年左右的两三年的时间,用户可以在自己的电脑上安装一个内置(插在电脑PCI插槽)modem,或外置(插在RS-232接口)modem,这个modem干啥的?官方的名字:调制解调器,民间的名字:猫!它负责将电脑的数字信号转换为可以在电话线上传输的模拟信号。在局端,也有对应的modem,再将模拟信号转换为数字信号。

用户可以事先到电信局开通上网账号,或者买预充值的点卡(用户名/密码),然后就可以用电话线上网冲浪了,(当时的广告语),浪里个浪,浪里个浪,互联网充满着神秘,吸引着好奇帅哥美女上网冲浪,相识相恋互生情缘…

拨号上网过程如下:

1.1.1

拨一个号码如163,用户电话线会接入局端163网关,这个网关一个接口位于电话网络PSTN,用于终结(termination)163电话;有另一个接口位于IP网络,通向Internet。于是在用户电话与163网关之间就动态创建了一条虚电路,即VC(Virtual Circuit)。

1.1.2

用户的拨号软件在VC上发PPP/LCP,用于协商两端的MRU(Maximum Receive Unit),以及用何种认证方式(PAP or CHAP)来认证用户,假定协商的认证方式为PAP(Passwod Authentication Protocol)。

1.1.3

用户发PPP/PAP + Password 来表明自己的身份,网关成功认证用户,进入下一个阶段 PPP/IPCP。

1.1.4

PPP/IPCP(IP Control Protocol),用于给用户电脑分配IP地址、网络掩码、缺省网关、首席DNS服务器、备份DNS服务器,完成此过程,用户就可以上网冲浪了。

至于双向的路由如何通,曾经说过,在Internet世界,IP地址由谁来分配,谁就负责双向的路由通达。163网关来全权负责双向的路由的分发:将分配给用户的IP,汇总(IP summary prefix)通告给Internet gateway,同时动态生成一条指向用户虚接口VA(Virtual Access)的一条主机(子网掩码/32)路由,这个VA接口是PPP协议动态创建的。这种上网带宽为 56 Kbps。

1.2 数字线电话拨号 ISDN

此为数字线,所以不需要模数转换的modem,提供B +2D 接入方式,即一条16Kbps信令通道B,两条各 64 Kbps数据通道D,可以一条线路打电话,同时另一条上网;也可以两条D通道都用于上网,即64 + 64=128 Kbps 的上网带宽。


2. 宽带ADSL

ADSL(Asymmetric DigitalSubscribe Line),非对称数字用户线,由于可以提供上行/下行带宽不一样,下行带宽要大于上行带宽,所以称之为非对称。

由于Ethernet的简单易用、成本低廉,慢慢脱颖而出,成为数据链路层最通用的接入技术,运营商想把Ethernet这种接入方式延伸到用户电脑,但是如何认证用户呢?运营商有成熟的认证方案,已经用了很多年,那个方案就是用PPP来认证用户。

问题来了,PPP是点对点协议,即会话的两端各有一台设备,而Ethernet是多路访问,这是一个矛盾,如何在Ethernet这个多路访问的二层介质上用PPP来认证客户端?于是IETF发明了一个新的协议,PPPoE,即PPP Over Ethernet,PPPoE 可以先将PPP帧封装在自己的体内,然后再用最外层的Ethernet Header来封装PPPoE帧,具体格式如下:Ethernet Header + PPPoE + PPP

参见下图PPPoE帧的解析:



PPPoE 可以在用户电脑和PPPoE Server 之间,依靠 PADI(discovery)/ PADO (offer )/PADR(request )/ PADS(session confirm)来发现并建立一个点对点连接,如果:

2.1 PPPoE Server 与 PPP Server 位于同一台物理设备,则相当于用户电脑和PPP Server是点对点连接



2.2 PPPoE Server 与 PPP Server 不在同一台物理设备,PPPoE Server 与 PPP Server


通过PPTP/L2TP隧道点对点连接,则也相当于用户电脑和PPP Server是点对点连接

用户的PPP帧通过以上两种方式都到达了PPP Server,具体会话方式参见1.1,不再重新叙述。完成所有协商,用户电脑可以在互联网冲浪,带宽一般为512 Kbps到10 Mbps 不等。


3. FTTH(EPON)

FTTH(Fiber To The Home),即光纤到户的缩写,这是一种接入方式的泛称,并不是一种具体的接入技术,一般电信常用EPON(Ethernet Passive Optical Network),即无源光网络。用光纤作为物理传输介质,Ethernet 作为数据链路层,依靠PPPoE+ PPP来完成用户认证,并依靠PPP来封装用户 IP traffic,具体协商方式参见1.1。

由于光纤相比于铜线,价格低、抗干扰、传输距离远,所以它的传输带宽更高,家庭用户带宽一般为2M -100 Mbps,公司用户可以使用1000 Mbps 的带宽。