三網(wǎng)融合業(yè)務接入控制方式的研究及實現(xiàn)

1 引言

目前,電信運營商發(fā)展寬帶接入業(yè)務主要采用的是PPPoE接入控制,Radius認證的方式管理用戶。這種方式采用動態(tài)分配IP地址,對每用戶帶寬進行控制,很好地支持了寬帶業(yè)務的發(fā)展。由于寬帶應用業(yè)務呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢,特別是三網(wǎng)融合試點工作的啟動,IPTV等流媒體業(yè)務和智能設備接入應用業(yè)務不同于一般的網(wǎng)頁內(nèi)容推送寬帶業(yè)務,PPPoE接入方式已不能滿足發(fā)展要求。IPoE接入控制方式不需要安裝客戶端程序,不需要輸入用戶名和密碼,屬于零配置部署,非常適合新型的網(wǎng)絡終端設備,如IPTV機頂盒,WLAN,手持IP終端,視頻監(jiān)控,VoIP等零配置需求的終端。在三網(wǎng)融合的大背景下,IPoE方式提供規(guī)模發(fā)展IPTV業(yè)務的接入控制解決方案尤其有深遠意義。目前,主流的接入認證控制技術主要包括PPPoE和IPoE。

2 主流接入認證控制方式

2.1 PPPoE認證技術

(l)PPPoE認證簡介

PPPoE(PolntoPoilltProtocaloverEtherne)指在以太網(wǎng)上承載PPP協(xié)議,利用以太網(wǎng)將大量的主機組成網(wǎng)絡,接入因特網(wǎng),并對接入的每一個主機實現(xiàn)控制。PPPoE是在以太網(wǎng)上對PPP的封裝,提供了在以太網(wǎng)廣播鏈路上進行點對點通信的能力。PPP協(xié)議通過3個協(xié)議協(xié)商階段:鏈路控制協(xié)議LCP,認證協(xié)議(PAP,CHAP),網(wǎng)絡控制協(xié)議NCP,解決了鏈路建立、維護、拆除、上層協(xié)議協(xié)商、認證等問題。撥號后,用戶計算機和局端接入服務器(BRAS)在LCP階段協(xié)商底層鏈路參數(shù);在認證階段將用戶名和密碼發(fā)送給接入服務器認證,接入服務器可以進行本地認證,可以通過RadiSS協(xié)議將用戶名和密碼發(fā)送給AAA服務器進行認證。認證通過后,在NCP(IPCP)協(xié)商階段,接入服務器給用戶計算機分配網(wǎng)絡層參數(shù)(如IP地址等)。經(jīng)過PPP的3個協(xié)商階段成功后,用戶就可以發(fā)送和接受網(wǎng)絡報文,用戶收發(fā)的所有網(wǎng)絡層報文都封裝在PPP報文中。PPP協(xié)議具備的身份驗證功能很好地解決了以太網(wǎng)上的用戶安全管理問題。

(2)PPPoE特點

PPPoE認證因其標準性、互通性好的特點而被廣泛應用,商用成熟;PPPoE認證撥號軟件與主流的PC操作系統(tǒng)可以良好地兼容,或已經(jīng)內(nèi)置于操作系統(tǒng)中;PPPoE通過惟一的Session-ID可以很好地保障用戶的安全性,被廣泛應用于寬帶接入認證。

PPPoE的認證機制相對復雜,對設備處理性能。內(nèi)存資源要求較高,而且用戶需要一個認證的等待過程。因PPPoE終結于BRAS,BRAS與主機之問通過PPP建立起來的大量點到點的連接,所經(jīng)過的交換機不能識別PPPoE報文格式,只能迸行轉發(fā),無法迸行針對VLAN等信息的組播復制,使組播復制點只能選擇在BRAS設備上。BRAS設備暴露出的局限性無法滿足寬帶多媒體業(yè)務迅速發(fā)展的需求。

2.2 IPoE認證技術

(1)IPoE認證簡介

IPoE利用DHCPOPTION信息實現(xiàn)了業(yè)務終端的零配置部署。IPoE既能通過元須用戶名和密碼的方式即可實現(xiàn)認證和自動配置,也可以通過DHCP+Web方式實現(xiàn)基于用戶名和密碼的認證。

DHCP是指動態(tài)主機配置協(xié)議,通過DHCP客戶端,利用自動發(fā)現(xiàn)機制嘗試與DHCP服務器建立通信。DHCP提供IP配置參數(shù),對用戶端的IP層進行配置。DHCP協(xié)議沒有認證的功能,但可以配合其他技術實現(xiàn)認證,比如DHCP+Web方式,DHCP+客戶端方式和利用DHCP+OPTION擴展宇段進行認證。這些方式都統(tǒng)稱為DHCP+認證。現(xiàn)討論的主要是DHCP+OPTION擴展字段進行認證,又稱為IPoE認證方式。用作DHCP擴展的OPTION字段主要為OPTION60(RFC2132)和OPTION82(RFC3046)。其中,OPTION60中帶有Vendor和Service Option信息,是用戶終端發(fā)起DHCP請求時攜帶的信息,網(wǎng)絡設備只需透傳即可。其作用是用來識別用戶終端類型,進而識別用戶業(yè)務類型,DHCP服務器可以據(jù)此分配不同的業(yè)務IP地址。OPTION82信息是由網(wǎng)絡設備插入在終端發(fā)出的DHCP報文中,主要用來標識用戶終端的接入位置,實現(xiàn)用戶和線路的精確綁定,保證了DHCP接入的安全性和真實性,DHCP OPTION82信息可以由DHCPSnooPing或DHCPRelay設備進行插入。

作為IPoE客戶端的用戶終端設備,產(chǎn)生DHCP消息,中間設備插入各種DHCP Option進行用戶綁定,業(yè)務綁定等。BRAS或SR等寬帶網(wǎng)絡網(wǎng)關控制設備(Broadband Network Gatewny)負責DHCP消息到Radius認證消息的翻譯。與Radius進行認證、授權、計費功能。認證通過后,下放Radius返回的每用戶QoS,訪問控制的列表等功能,同時對通過設備的流量/時長進行計費。Radius等IPoE業(yè)務控制系統(tǒng),能夠動態(tài)調(diào)整每用戶的帶寬和QoS屬性,提供基于預付費、流量、時長等多種計費手段。對用戶管理控制,并提供差異化的服務。

(2)IPo的認證特點

·基于用戶物理位置(VLANyVCID標示)的認證和計費,連接網(wǎng)絡時不需輸入用戶名和密碼,對于永遠在線的應用和不愿意輸入用戶名和密碼的用戶非常適合。

·DHCP+(option60/Option82)對DHCP協(xié)議進行了擴展,增加了安全(防DoS攻擊及地址仿冒)、監(jiān)控、用戶識別等特性。與Radius相結合提供計費功能,便于運營。

·組播部署靈活,可高效實現(xiàn)組播復制,井把組播復制點下移至小區(qū)交換機、DSLAM等網(wǎng)絡末梢。減輕網(wǎng)絡壓力,節(jié)約接入網(wǎng)的帶寬。
門IPoE認證的安全措施

IPoE認證沒有像PPPoE認證那樣在網(wǎng)絡層面提供惟一的點到點的通信機制,運營商在部署IPoE認證時,要重點關注安全問題。網(wǎng)絡各層面的設備通過協(xié)同工作,增強網(wǎng)絡的安全性。具體的安全保障措施如下:

·防地址欺騙

DHCP屬于數(shù)據(jù)和認證分離的控制方式,安全性不及PPPoE,為防止用戶靜態(tài)配置IP地址,或者網(wǎng)絡盜用,可以在接入設備或者業(yè)務路由器上部署MAC+IP綁定功能。啟用DHCP Snooping或DHCP Relay的節(jié)點,在偵聽到DHCP Offer消息時,生成IP和MAC的綁定關系,只有源MAC和IP匹配的IPoE幀才可以通過,否則丟棄。這樣只有經(jīng)過DHCP認證的用戶才可以得到網(wǎng)絡服務,未經(jīng)認證,或者靜態(tài)配置IP地址的終端不能得到服務。還可以基于OPTION82信息對用戶的線路號進行識別認證來保證安全性。

·用戶終端數(shù)限制通過系統(tǒng)將每個業(yè)務接入點連接的用戶終端數(shù)量進行限制。

·防DOS攻擊

在Radius中將用戶的MAC地址和線路號綁定。在Radius數(shù)據(jù)庫中查詢到MAC地址和線路號,DHCP的請求方可經(jīng)Radius服務器認證通過后被送到DHCP Server,才能獲得IP地址。這種方式降低了通過發(fā)送大量的DHCP請求,模擬不同MAC地址的請求,攻擊DHCP Server的風險。

在用戶通過認證獲得IP地址之前,設定DHCP數(shù)據(jù)包能夠通過的數(shù)量限制,降低Radius Server的壓力。如對來自同一個DSLAM線路號的Radius請求數(shù)量作控制,比如1s內(nèi),最多允許1個請求,如連續(xù)出現(xiàn)多個請求,則認為發(fā)生攻擊,直接丟棄Radius數(shù)據(jù)包。依靠這種機制解決大量的DHCP請求發(fā)送到Radius服務器的風險。

·其它安全措施

禁止用戶端口間直接轉發(fā)的端口隔離;通過VLAN隔離方式進行業(yè)務隔離。

 

作者:杜寶林   來源:泰爾網(wǎng)

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