今天,让我们回归初心,从序章中路由器与鹿由器之辩说起。
看,这个家伙是(有6个角的)鹿由器!
是的,家庭上网,家用无线鹿由器必不可少。那么,有谁知道,从家用无线鹿由器到Internet都需要经过什么吗?
首先是这个家伙。
这个东西俗称“光猫”,实际上是以太网到EPON/GPON的桥接器,正规称呼叫ONU。
EPON/GPON是一种利用无源光网络,将多个终端接入一个以太网接口的手段。它本质上是一个廉价的半双工光Hub,但以其价格占据了运营商家庭宽带接入的主流市场。
光猫的局端设备叫做OLT,它一端连接多条PON光纤,通过分光器分到多个终端,另一端则通过以太网,连接到汇聚和城域边缘设备。
城域边缘设备有为企业提供服务的SR和为家庭宽带提供服务的BRAS。(现在已经二合一了)SR的业务并不复杂,以QoS为主,而BRAS需要为家庭用户提供PPPoE与IPoE两种接入,也就是从鹿由器到路由器的重点。
插播:BRAS应该读作Bee-Ras。千万不要读成Bra-s。这样意思就变了。
从鹿由器到路由器需要解决的第一个矛盾是,家庭宽带是需要收费的,而如果没有合适的隔离手段,无法避免没有认证的用户,与隔壁家王工通过楼道交换机互通,并连接到Internet。
解决的办法也很简单:把张家和隔壁老王划分到两个不同的VLAN不就行了吗?
但是,我们要知道,每台BRAS支持的用户数,是远远多于VLAN数量的。以BRAS设备中的翘楚——H3C SR88-X 为例,整机支持的用户数可达数十万之巨。
因此,工程师们想到了利用一种V**技术来实现每用户的隔离——QinQ。
QinQ最早用于城域二层专线,但VPLS/VLL横空出世后淡出专线圈子。它是在以太网的源MAC后,加入两层802.1q(VLAN TAG)实现的。如图所示:
张家和王家在接入交换机(或OLT)上隔离为两个VLAN,在汇聚交换机上,并不是简单地以VLAN Trunk方式透传到城域边缘路由器,而是增加一层802.1q标签(VLAN TAG)。
为了实现认证和计费,运营商一般使用PPP作为认证方式。这种在以太网上运行的PPP,叫做PPPoE(PPP Over Ethernet)。一般的鹿由器(家用路由器)都支持这个功能。
在BRAS上,需要处理的任务是:
因此,这么复杂的动作,利用基于NP的转发平面实现是通用的做法。
在家庭宽带中,还有一种重要的业务,是IPTV业务。我们知道,无论电视机还是机顶盒,是没有办法输入用户名和密码的。对于这样的用户,我们怎么样才能让它在BRAS上进行认证呢?
请看下回分解。
本期问题:
QinQ可以把网络隔离为4K * 4K = 16M个子网,而VXLAN也支持16M个子网。那么,为什么运营商网络中不采用VXLAN隔离各个用户,而要使用QinQ?
上回问题:
为什么LEM表也可以不需要在TCAM中存储?
答案:由于LEM表的查询键值(Key)是确定的值,可以利用哈希表(Hash Table)组织数据结构。实际上,在交换机中,MAC表/MPLS标签表默认会使用这种方式组织,这样,LEM可以用相对成本较低的SRAM存放,无需消耗成本较高的TCAM资源。