Contenu

Introduction

Hypothèse

Présentation technologique

Avantages et inconvénients de l'architecture PPPoE

Avantages

Inconvénients

Considérations relatives à la mise en oeuvre de l'architecture PPPoE

Points clés de l'architecture PPPoE

Conclusion

Références

Informations connexes

Introduction

Ce document décrit une architecture de ligne d'abonné numérique à débit asymétrique (ADSL) qui utilise de bout en bout le protocole point-à-point sur Ethernet (PPPoE).

Dans l'environnement actuel des technologies Access, il est souhaitable de connecter plusieurs hôtes sur un site distant via le même périphérique d'accès sur site du client. Il est également essentiel de fournir des fonctionnalités de contrôle d'accès et de facturation similaires aux services commutés qui utilisent le protocole PPP (Point-to-Point Protocol). Dans de nombreuses technologies d'accès, la méthode la plus économique pour connecter plusieurs hôtes au périphérique d'accès sur site du client est via Ethernet. En outre, il est souhaitable de maintenir le coût de ce périphérique le plus bas possible et la configuration requise moins ou aucune.

Au fur et à mesure que les clients déploient l’ADSL, ils doivent prendre en charge l’authentification et l’autorisation de type PPP sur une vaste base installée d’équipements clients de pontage (CPE) existants. Le protocole PPPoE permet de connecter un réseau d’hôtes via un simple périphérique d’accès par pontage à un concentrateur d’accès distant ou à un concentrateur d’agrégation. Avec ce modèle, chaque hôte utilise sa propre pile PPP. Par conséquent, il présente à l'utilisateur une interface utilisateur familière. Vous pouvez accéder au contrôle, à la facturation et au type de service sur une base par utilisateur, plutôt que par site.

Hypothèse

L'architecture de base suppose que ces éléments sont fournis :

- Accès Internet haut débit et accès d'entreprise à l'abonné final qui utilise PPPoE.

- ATM en tant que technologie de base, mise en oeuvre par le concentrateur d’accès universel (UAC) Cisco 6400.

Cette restriction de mise en oeuvre de la conception peut limiter l'utilisation de cette architecture sur d'autres plates-formes, mais PPPoE évolue constamment. Lisez les dernières notes de version pour les produits associés afin de tirer parti des nouvelles fonctionnalités et des mises à jour.

Ce document est basé sur les déploiements actuels ainsi que sur les tests internes qui utilisent le Cisco 6400 UAC. Le présent document fait suite au document PPPoA Baseline Architecture et y fait souvent référence. On suppose que vous avez lu le livre blanc sur l'architecture de référence PPPoA et que vous comprenez les principes fondamentaux de PPP, et que vous avez lu les notes de version pour la dernière version du logiciel.

Présentation technologique

Comme spécifié dans la RFC 2516, PPPoE comporte deux étapes distinctes : une étape de découverte et une étape de session PPP. Lorsqu'un hôte initie une session PPPoE, il doit d'abord effectuer une détection afin d'identifier le serveur pouvant répondre à la demande du client. Deuxièmement, il doit identifier l’adresse MAC Ethernet de l’homologue et établir un ID de session PPPoE. Bien que le protocole PPP définit une relation peer-to-peer, la découverte est intrinsèquement une relation client-serveur.

Dans le processus de découverte, un hôte (le client) découvre un ou plusieurs concentrateurs d'accès (les serveurs) et en sélectionne un. Une fois la détection terminée, l’hôte et le concentrateur d’accès sélectionné disposent des informations nécessaires pour établir leur connexion point à point sur Ethernet. Après l’établissement d’une session PPP, l’hôte et le concentrateur d’accès doivent allouer les ressources pour une interface virtuelle PPP (ce n’est probablement pas le cas pour toutes les mises en oeuvre). Pour plus de détails sur la spécification PPPoE, reportez-vous à la RFC 2516.

Avantages et inconvénients de l'architecture PPPoE

L'architecture PPPoE hérite de la plupart des avantages du protocole PPP utilisé dans le modèle commuté et dans l'architecture PPPoA. Ces sections répertorient certains des principaux avantages et inconvénients du protocole PPPoE et expliquent en quoi il diffère du protocole PPPoA.

Avantages

Voici quelques-uns des principaux avantages de PPPoE et en quoi ils diffèrent de PPPoA :

- Authentification par session basée sur le protocole PAP (Password Authentication Protocol) ou le protocole CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol). Il s’agit du plus grand avantage de PPPoE, car l’authentification surmonte le trou de sécurité dans une architecture de pontage.

- La comptabilité par session est possible, ce qui permet au fournisseur de services de facturer l'abonné en fonction du temps de session pour les différents services offerts. Le fournisseur de services peut également exiger des frais d'accès minimaux.

- Vous pouvez utiliser PPPoE sur les installations CPE actuelles qui ne peuvent pas être mises à niveau vers PPP ou qui n'ont pas la capacité d'exécuter PPPoA, qui étend la session PPP sur le réseau local Ethernet ponté jusqu'au PC.

- Le protocole PPPoE préserve la session point à point utilisée par les fournisseurs d'accès à Internet (FAI) dans le modèle commuté actuel. PPPoE est le seul protocole capable d'exécuter point à point sur Ethernet sans avoir besoin d'une pile IP intermédiaire.

- Le fournisseur d'accès réseau (NAP) ou le fournisseur de services réseau (NSP) peut fournir un accès sécurisé à une passerelle d'entreprise sans la gestion de circuits virtuels permanents de bout en bout (PVC) et sans l'utilisation de tunnels de routage de couche 3 et/ou de protocole L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol). Cela rend le modèle commercial de la vente de services de gros et de réseaux privés virtuels (VPN) évolutif.

- PPPoE peut fournir un accès hôte (PC) à plusieurs destinations à un moment donné. Vous pouvez avoir plusieurs sessions PPPoE par circuit virtuel permanent.

- Le NSP peut se surinscrire en déployant des délais d'inactivité et de session à l'aide d'un serveur RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) standard pour chaque abonné.

- Vous pouvez utiliser PPP avec la fonction de passerelle de sélection de services (SSG).

Inconvénients

Voici quelques-uns des principaux inconvénients de PPPoE et leur différence avec PPPoA :

- Vous devez installer le logiciel client PPPoE sur tous les hôtes (PC) qui se connectent au segment Ethernet. Cela signifie que le fournisseur d'accès doit gérer le CPE et le logiciel client sur le PC.

- Comme la mise en oeuvre de PPPoE utilise le pontage RFC 1483, elle est susceptible d'être soumise à des tempêtes de diffusion et à d'éventuelles attaques par déni de service.

Considérations relatives à la mise en oeuvre de l'architecture PPPoE

Voici quelques points clés à prendre en compte avant de mettre en oeuvre ce type d'architecture.

- Nombre d'abonnés pris en charge. Le nombre de serveurs PPPoE requis dépend du nombre de sessions.

- Indique si les sessions PPP sont terminées au niveau du routeur d’agrégation du fournisseur de services ou transmises à d’autres passerelles d’entreprise ou à des FAI.

- Si le fournisseur de services ou la destination finale du service fournit l'adresse IP.

- Dans le cas de plusieurs utilisateurs, que tous les utilisateurs aient besoin d'atteindre la même destination ou le même service final, ou qu'ils aient tous des destinations de service différentes. Les abonnés finaux ont-ils besoin d'un accès simultané à plusieurs destinations ?

- Le logiciel client PPPoE utilisé par le fournisseur d'accès et si le logiciel a été testé, le système d'exploitation utilisé par l'hôte et si ce système d'exploitation peut prendre une décision de routage intelligente.

- Comment le fournisseur de services facture les abonnés sur la base d'un tarif fixe, d'une utilisation par session ou de services utilisés.

- Déploiement et fourniture de CPE, de DSLAM et de points de présence d'agrégation (POP).

- Le modèle d'entreprise du PAN. Le modèle inclut-il également la vente de services de gros tels que l'accès sécurisé à l'entreprise et les services à valeur ajoutée tels que la voix et la vidéo ? Les PNA et les PNS sont-ils la même entité ?

- Le modèle commercial de l'entreprise. Est-il comparable à un opérateur de services locaux indépendant (ESLT), à un opérateur de services locaux concurrentiel (ESLC) ou à un FAI?

- Types d'applications que le NSP offre à l'abonné final.

- Volume de flux de données prévu en amont et en aval. Tenez compte du débit NRP, de l'ingénierie de trafic et de tout problème de qualité de service.

Ce document explique comment l'architecture PPPoE s'adapte et s'adapte aux différents modèles commerciaux des fournisseurs de services et comment ces derniers peuvent tirer parti de cette architecture.

Architecture réseau

Considérations de conception pour l'architecture PPPoE

Cette section traite des problèmes qui s'appliquent spécifiquement à l'architecture PPPoE.

Avant le déploiement de toute architecture, il est essentiel de comprendre le modèle commercial du fournisseur de services et les services qu'il propose. Vous devez connaître le logiciel client utilisé sur le PC. Le logiciel le plus courant provient du routeur. Le logiciel client étant installé sur un PC, le technicien du fournisseur de services doit avoir une bonne connaissance de ce PC et de son système d'exploitation.

Comme spécifié dans la RFC 2516, l'option MRU (Maximum Receive Unit) ne doit pas négocier avec une taille supérieure à 1492. Ethernet a une taille de charge utile maximale de 1 500 octets. L’en-tête PPPoE est de 6 octets et l’ID de protocole PPP est de 2 octets, de sorte que l’unité de transmission maximale (MTU) PPP ne doit pas être supérieure à 1 492. Cela est possible avec la configuration de l'IP MTU 1492 pour les interfaces de modèle virtuel PPPoE.

Par défaut, aucune interface d'accès virtuel n'est préclonée lorsqu'un groupe VPDN PPPoE est configuré. Les utilisateurs peuvent modifier le nombre maximal d'interfaces d'accès virtuel préclonées en émettant la commande globale virtual-template <number> pre-clone <number>.

Afin de protéger le routeur contre les attaques par déni de service, le protocole PPPoE (par défaut) autorise une seule session à partir d’une adresse MAC sur un circuit virtuel. Les utilisateurs peuvent émettre les commandes pppoe session-limit per-mac et pppoe session-limit per-vc afin de modifier les valeurs par défaut.

Le processus de comptabilité, d'autorisation et d'authentification est identique à celui de PPPoA. La seule différence est qu'actuellement, l'authentification basée sur VPI/VCI, disponible pour PPPoA et non disponible pour PPPoE, peut utiliser les architectures L2TP et SSG pour les services de gros.

Points clés de l'architecture PPPoE

CPE

Le CPE est configuré pour le pontage RFC 1483 pur. Chaque CPE ne consomme qu’une seule paire VPI/VCI et toutes les sessions PPPoE initiées par les hôtes derrière ce CPE sont reportées dans ce circuit virtuel unique.

Gestion IP

L'allocation d'adresse IP pour l'hôte individuel qui exécute le client PPPoE est basée sur le même principe de PPP dans la négociation IPCP en mode de numérotation. L'origine de l'adresse IP dépend du type de service que l'abonné achète et de l'endroit où les sessions PPP prennent fin. PPPoE utilise la fonction de réseau commuté de Microsoft Windows et l'adresse IP attribuée est reflétée dans la carte PPP.

L'attribution d'adresse IP peut provenir du concentrateur d'accès qui termine les sessions PPPoE ou, dans le cas de L2TP, des passerelles domestiques. L'adresse IP est attribuée pour chaque session PPPoE.

Le CPE ne peut pas faire de traduction d’adresses réseau/protocole de configuration d’hôte dynamique (NAT/DHCP), car il est ponté et aucune adresse IP ne lui est attribuée.

Comment la destination du service est atteinte

Voici les moyens d'atteindre la destination du service :

- La fin des sessions PPP chez le fournisseur de services

- Tunnellisation L2TP

- Avec l'utilisation de SSG

Des explications détaillées de ces architectures sont présentées dans des documents distincts.

Description opérationnelle de PPPoE

Cette version du logiciel client PPPoE prend en charge les étapes de découverte et de session décrites dans le document RFC 2516. Il y a quatre étapes jusqu'à l'étape de découverte. Une fois terminé, les deux homologues connaissent l'ID de session PPPoE et l'adresse Ethernet de l'homologue, qui définissent de manière unique la session PPPoE. Voici les étapes :

1. L’hôte diffuse un paquet d’initiation.

L’hôte envoie le paquet PADI (Active Discovery Initiation) PPPoE avec l’adresse de destination définie sur l’adresse de diffusion. Le PADI se compose d'une balise qui indique le type de service qu'il demande.

2. Un ou plusieurs concentrateurs d'accès envoient des paquets d'offre.

Lorsque le concentrateur d'accès ou le routeur reçoit un PADI qu'il peut servir, il envoie un paquet PADO (Active Discovery Offre) PPPoE. L'adresse_destination est l'adresse de monodiffusion de l'hôte qui a envoyé le PADI. Si le concentrateur d'accès ne peut pas servir le PADI, il ne doit pas répondre avec un PADO. Depuis que le PADI a été diffusé, l’hôte peut recevoir plusieurs PADO.

3. L’hôte envoie un paquet de demande de session de monodiffusion.

L’hôte examine les paquets PADO qu’il reçoit et en choisit un. Le choix est basé sur les services offerts par chaque concentrateur d'accès. L’hôte envoie ensuite un paquet PADR au concentrateur d’accès de son choix. Le champ destination_addr est défini sur l'adresse Ethernet de monodiffusion du concentrateur d'accès ou du routeur qui envoie le PADO.

4. Le concentrateur d'accès sélectionné envoie un paquet de confirmation.

Lorsque le concentrateur d’accès reçoit un paquet PADR, il se prépare à commencer une session PPP. Il génère un ID de session unique pour la session PPPoE et répond à l'hôte avec un paquet PADS (Active Discovery Session-Confirmation) PPPoE. Le champ destination_addr correspond à l’adresse Ethernet de monodiffusion de l’hôte qui envoie le PADR.

Une fois que la session PPPoE commence, les données PPP sont envoyées comme dans toute autre encapsulation PPP. Tous les paquets Ethernet sont de monodiffusion.

Un paquet de fin de détection active PPPoE (PADT) peut être envoyé par l'hôte ou le concentrateur d'accès à tout moment après l'établissement d'une session afin d'indiquer qu'une session PPPoE a été interrompue.

Pour une explication plus détaillée, reportez-vous à la RFC 2516.

Conclusion

Pour l'ADSL, le protocole PPPoE gagne en popularité et se classe en deuxième position derrière le protocole PPPoA.

Références

- RFC 2516 - Méthode de transmission PPP sur Ethernet (PPPoE)

- RFC 1483 - Encapsulation multiprotocole sur adaptation ATM de couche 5

- RFC 2364 - Point-to-Point sur AAL5

Informations connexes

- Architecture de référence PPPoA

- Support technique DSL

- Support technique - Cisco Systems