陳 琦

（中國(guó)電信股份有限公司廣東研究院 廣州510630）

1 引言

IPv6良好的可擴(kuò)展性和出色的管理控制機(jī)制，得到了廣泛的認(rèn)可。隨著IPv4地址枯竭時(shí)間的臨近，業(yè)界正緊鑼密鼓地推進(jìn)IPv6技術(shù)現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用工作。IPv6的應(yīng)用，將會(huì)推進(jìn)相關(guān)技術(shù)和配套設(shè)施的升級(jí)。PPPoE在IPv4網(wǎng)絡(luò)中是一種被廣泛采用的寬帶接入方式，技術(shù)成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范較完善，但它能否較好地適應(yīng)IPv6網(wǎng)絡(luò)有待深入研究。

2 IPv6環(huán)境下PPPoE接入方式的典型組網(wǎng)

IPv6環(huán)境下常見的PPPoE接入方式組網(wǎng)如圖1所示，BRAS為接入控制路由器，AAA Server為PPPoE的認(rèn)證服務(wù)器，Peer為PPPoE接入終端。

3 IPv6環(huán)境下PPPoE接入的實(shí)現(xiàn)

PPPoE即以太網(wǎng)上的PPP，PPP較早的標(biāo)準(zhǔn)RFC 1661中定義了如下3個(gè)部分：一種封裝多協(xié)議數(shù)據(jù)報(bào)的方法；一種鏈路控制協(xié)議（link contol protocol，LCP），用于建立、配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路連接；一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）簇，用于建立和配置不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。這3個(gè)部分確定了PPP的基本架構(gòu)及演進(jìn)方向。PPPoE標(biāo)準(zhǔn)是建立在PPP標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上，可以認(rèn)為是PPP的延伸或細(xì)化。PPPoE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了PPPoE在以太網(wǎng)上建立一個(gè)邏輯連接（PPPoE discovery stage）。建立邏輯連接之后，PPPoE進(jìn)入PPP鏈路確立階段、PPP認(rèn)證階段、PPP網(wǎng)絡(luò)層建立和配置階段。而PPPoE斷開連接、釋放資源的過程與建立連接的過程相反，先是斷開NCP連接（因?yàn)镹CP配置網(wǎng)絡(luò)層一個(gè)協(xié)議或多個(gè)協(xié)議，單個(gè)配置協(xié)議中斷，可能并不影響PPPoE連接，有時(shí)會(huì)忽略這個(gè)階段），而后斷開LCP連接，最后斷開邏輯連接。

在IPv6環(huán)境下的PPPoE接入，當(dāng)完成邏輯連接、PPP鏈路確立、PPP認(rèn)證后，NCP協(xié)商配置IPv6協(xié)議參數(shù)時(shí)使用IPv6CP協(xié)議完成IPv6的接口ID的協(xié)商配置，IPv6協(xié)議所需要的其他參數(shù)配置未涉及。

3.1 各種實(shí)現(xiàn)方式的原理與特點(diǎn)

目前，IPv6環(huán)境下PPPoE接入是通過以下兩種方式完成網(wǎng)絡(luò)層IPv6協(xié)議其他參數(shù)配置的。

（1）PPPoE+NDRA方式

通過DHCPv6下傳IPv6地址前綴以及指定IPv6的DNS地址。在完成前3個(gè)階段后，Peer和BRAS之間已經(jīng)建立了二層的鏈路連接，在IPv6CP階段，Peer在PPPoE邏輯接口上完成協(xié)商接口ID過程，并生成link-local地址，但PPPoE邏輯接口還未獲取IPv6公網(wǎng)地址。之后，Peer發(fā)起NDRS請(qǐng)求，BRAS收到NDRS后回應(yīng)的NDRA中包含IPv6公網(wǎng)前綴，Peer收到NDRA后自動(dòng)生成IPv6公網(wǎng)地址，完成配置Peer的PPPoE邏輯接口IPv6公網(wǎng)地址，但是IPv6的DNS地址Peer還未獲取，此時(shí)如果Peer的PPPoE邏輯接口設(shè)定DNS地址自動(dòng)獲取，那么Peer會(huì)通過DHCPv6協(xié)議報(bào)文發(fā)起information-request，BRAS通過DHCPv6的reply報(bào)文回應(yīng)請(qǐng)求報(bào)文，下傳DNS地址給Peer，至此，Peer上的PPPoE邏輯接口IPv6協(xié)議配置完成。

（2）PPPoE+DHCPv6方式

通過NDRA下發(fā)IPv6地址前綴、DHCPv6下發(fā)IPv6的DNS地址。在完成前4個(gè)階段后，Peer在PPPoE邏輯接口上完成接口ID配置并生成link-local地址，但還未獲取IPv6公網(wǎng)地址。而后，Peer通過DHCPv6協(xié)議報(bào)文發(fā)送Solicit組播報(bào)文請(qǐng)求IPv6前綴及DNS地址，BRAS發(fā)送Advertise單播報(bào)文響應(yīng)，Peer向BRAS發(fā)送Request報(bào)文，BRAS使用Reply報(bào)文確認(rèn)分配IPv6前綴以及DNS地址。Peer根據(jù)獲取的IPv6前綴生成IPv6公網(wǎng)地址，完成網(wǎng)絡(luò)層IPv6協(xié)議配置。Peer也可以直接通過DHCPv6獲取IPv6地址和DNS地址，完成網(wǎng)絡(luò)層IPv6協(xié)議配置。

上述兩種配置方式存在諸多不足，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

·從客戶體驗(yàn)角度來看，客戶需要改變上網(wǎng)習(xí)慣，要么使用專用PPPoE接入軟件認(rèn)證上網(wǎng)，要么使用Peer自帶PPPoE客戶端在完成前3個(gè)階段后，設(shè)定Peer端創(chuàng)建PPP網(wǎng)絡(luò)適配器的參數(shù)上網(wǎng)。

·PPPoE連接斷開需要聯(lián)動(dòng)其他協(xié)議，這增加了獨(dú)立運(yùn)行的各協(xié)議間的關(guān)聯(lián)性。

·就PPPoE+NDRA配置方式而言，在IPv6CP階段結(jié)束后，要觸發(fā)ND協(xié)議發(fā)送NDRS報(bào)文，如果在這個(gè)過程中未能觸發(fā)ND協(xié)議發(fā)送NDRS報(bào)文，那么網(wǎng)絡(luò)層可能獲取不到IPv6前綴，Peer不能生成IPv6公網(wǎng)地址。PPPoE+DHCPv6配置方式同樣存在這個(gè)問題，另外如果PPPoE+DHCPv6方式選擇直接下傳IPv6地址，那么PPPoE斷開前還要觸發(fā)DHCPv6釋放分配的IPv6地址。

·這兩種方式配置網(wǎng)絡(luò)層IPv6協(xié)議，要求Peer和BRAS都必須支持DHCPv6功能。

·從IPv6協(xié)議棧開銷以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)來看，這兩種方式都會(huì)增加協(xié)議功能模塊間的耦合性，不利于協(xié)議的維護(hù)開發(fā)。

·從網(wǎng)絡(luò)維護(hù)角度來看，采用PPPoE+DHCPv6配置方式，BRAS端需維護(hù)同一個(gè)Peer的PPPoE和DHCPv6兩份資源信息，增加了維護(hù)工作量并造成了資源的浪費(fèi)。

有沒有能夠彌補(bǔ)上述缺陷的實(shí)現(xiàn)方式呢？PPPoE在IPv4協(xié)議棧上的表現(xiàn)給出了答案。PPPoE采用IPCP選項(xiàng)配置IPv4地址和DNS地址等。IPv6CP協(xié)議有著良好的擴(kuò)展性，可以通過添加IPv6前綴、IPv6地址、DNS地址選項(xiàng)完成IPv6前綴、IPv6地址、DNS地址的配置。

在IPv6CP報(bào)文中IPv6前綴選項(xiàng)的格式如圖2所示，Type標(biāo)識(shí)IPv6前綴選項(xiàng)編碼，Length標(biāo)識(shí)整個(gè)選項(xiàng)長(zhǎng)度，Prefix-Length標(biāo)識(shí)前綴長(zhǎng)度，IPv6-Prefix標(biāo)識(shí)IPv6前綴。

在IPv6CP報(bào)文中IPv6地址選項(xiàng)的格式如圖3所示，Type標(biāo)識(shí)IPv6地址選項(xiàng)編碼，Length標(biāo)識(shí)整個(gè)選項(xiàng)長(zhǎng)度，IPv6-Address標(biāo)識(shí)IPv6地址。

在IPv6CP報(bào)文中IPv6 DNS地址選項(xiàng)的格式如圖4所示，Type標(biāo)識(shí)IPv6 DNS地址選項(xiàng)編碼，Length標(biāo)識(shí)整個(gè)選項(xiàng)長(zhǎng)度，Primary-DNS-IPv6-Addr標(biāo)識(shí)IPv6 DNS地址。

這種配置方式的優(yōu)點(diǎn)如下：

·從用戶體驗(yàn)角度來看，可以實(shí)現(xiàn)平滑過渡到IPv6網(wǎng)絡(luò)，用戶不需要改變上網(wǎng)習(xí)慣，用戶無縫感知。

·在IPv6CP完成接口ID協(xié)商配置的同時(shí)，完成了IPv6地址、IPv6前綴、IPv6 DNS地址的配置，簡(jiǎn)化了報(bào)文交互過程，用戶接入網(wǎng)絡(luò)的等待時(shí)間減少了。

·增加協(xié)議的獨(dú)立性，降低了PPPoE與ND、DHCPv6的關(guān)聯(lián)性。

·從IPv6協(xié)議棧開銷以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)角度來看，BRAS只需維護(hù)PPPoE用戶信息，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)比較容易。

·從安全角度來看，這種配置方式的安全性更高，因?yàn)楹?jiǎn)化了配置報(bào)文交互過程，不再聯(lián)動(dòng)發(fā)送NDRS多播或Solicit多播。

當(dāng)然，這種配置方式也存在不足，那就是Peer端所使用的認(rèn)證客戶端不支持新添加的IPv6CP選項(xiàng)，需要客戶端升級(jí)認(rèn)證客戶端。

對(duì)于IPv6環(huán)境PPPoE接入中NCP選項(xiàng)用于配置IPv6前綴、全局IPv6地址以及DNS地址部分，還沒有制定正式的RFC標(biāo)準(zhǔn)。目前中國(guó)電信已經(jīng)提交draft-qinpppext-ipv6-addr-pref-00.txt和draft-ietf-pppext-ipv6-dns-addr-03.txt草案，前者是定義IPv6CP中如何配置IPv6地址和下傳IPv6前綴的，后者是定義IPv6CP中如何配置DNS地址的，以推動(dòng)這部分添加選項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)化。

3.2 實(shí)現(xiàn)方式的選擇

中國(guó)電信現(xiàn)網(wǎng)主要采用PPPoE接入，在IPv6試商用階段，PPPoE接入方式不可能被摒棄，采用前兩種配置方式需要用戶更改上網(wǎng)習(xí)慣，而且用戶終端接入配置時(shí)間變長(zhǎng)，這樣會(huì)給用戶帶來很不好的體驗(yàn)，給市場(chǎng)部門造成一定壓力，另外網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作量也會(huì)加大。如果采用添加選項(xiàng)配置方式，將可以在一定程度上降低各方面的風(fēng)險(xiǎn)和壓力，雖然會(huì)面臨用戶終端接入軟件升級(jí)等壓力，但在可操作性、可控性以及用戶體驗(yàn)上都要優(yōu)于前兩種配置方式。