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计算机网络综合实习15：家庭用户接入技术15.1实验目的了解家庭用户接入Internet的一般方法。掌握基于PPPoE协议的接入配置方法。15.2实验原理与传统的接入方式相比，PPPoE具有较高的性能价格比，它在包括小区组网建设等一系列应用中被广泛采用，目前流行的宽带接入方式ADSL就使用了PPPoE协议。通过ADSL方式上网的计算机大都是通过以太网卡（Ethernet）与互联网相连的。同样使用的还是普通的TCP/IP方式，并没有附加新的协议。另外一方面，调制解调器的拨号上网，使用的是PPP协议，即PointtoPointProtocol，点到点协议，该协议具有用户认证及通知IP地址的功能。PPPoverEthernet（PPPoE）协议，是在以太网络中转播PPP帧信息的技术，尤其适用于ADSL等方式。PPPoE协议的工作流程包含发现和会话两个阶段，发现阶段是无状态的，目的是获得PPPoE终结端（在局端的ADSL设备上）的以太网MAC地址，并建立一个唯一的PPPoESESSION-ID。发现阶段结束后，就进入标准的PPP会话阶段。当一个主机想开始一个PPPoE会话，它必须首先进行发现阶段，以识别局端的以太网MAC地址，并建立一个PPPoESESSION-ID。在发现阶段，基于网络的拓扑，主机可以发现多个接入集中器，然后允许用户选择一个。当发现阶段成功完成，主机和选择的接入集中器都有了他们在以太网上建立PPP连接的信息。直到PPP会话建立，发现阶段一直保持无状态的Client/Server（客户/服务器）模式。一旦PPP会话建立，主机和接入集中器都必须为PPP虚接口分配资源。发现阶段在发现（Discovery）阶段中用户主机以类似广播的方式寻找所连接的所有接入集中器（或交换机），并获得其以太网MAC地址。然后选择需要访问的接入集中器，并确定所要建立的PPP会话唯一标识号码。发现阶段有4个步骤，当此阶段完成，通信的两端都知道PPPoESESSION-ID和对端的以太网地址，他们一起计算机网络综合实习唯一定义PPPoE会话。这4个步骤如下。（1）主机广播发起分组（PADI），分组的目的地址为以太网的广播地址0×ffffffffffff，CODE（代码）字段值为0×09，SESSION-ID（会话ID）字段值为0×0000。PADI分组必须至少包含一个服务名称类型的标签（标签类型字段值为0×0101），向接入集中器提出所要求提供的服务。（2）接入集中器收到在服务范围内的PADI分组，发送PPPoE有效发现提供包（PADO）分组，以响应请求。其中CODE字段值为0×07，SESSION-ID字段值仍为0×0000。PADO分组必须包含一个接入集中器名称类型的标签（标签类型字段值为0×0102），以及一个或多个服务名称类型标签，表明可向主机提供的服务种类。（3）主机在可能收到的多个PADO分组中选择一个合适的PADO分组，然后向所选择的接入集中器发送PPPoE有效发现请求分组（PADR）。其中CODE字段为0×19，SESSION_ID字段值仍为0×0000。PADR分组必须包含一个服务名称类型标签，确定向接入集线器（或交换机）请求的服务种类。当主机在指定的时间内没有接收到PADO，它应该重新发送它的PADI分组，并且加倍等待时间，这个过程会被重复期望的次数。（4）接入集中器收到PADR分组后准备开始PPP会话，它发送一个PPPoE有效发现会话确认PADS分组。其中CODE字段值为0×65，SESSION-ID字段值为接入集中器所产生的一个唯一的PPPoE会话标识号码。PADS分组也必须包含一个接入集中器名称类型的标签以确认向主机提供的服务。当主机收到PADS分组确认后，双方就进入PPP会话阶段。PPP会话阶段用户主机与接入集中器根据在发现阶段所协商的PPP会话连接参数进行PPP会话。一旦PPPoE会话开始，PPP数据就可以以任何其他的PPP封装形式发送。所有的以太网帧都是单播的。PPPoE会话的SESSION-ID一定不能改变，并且必须是发现阶段分配的值。计算机网络综合实习PPPoE还有一个PADT分组，它可以在会话建立后的任何时候发送，来终止PPPoE会话，也就是会话释放。它可以由主机或者接入集中器发送。当对方接收到一个PADT分组，就不再允许使用这个会话来发送PPP业务。PADT分组不需要任何标签，其CODE字段值为0×a7，SESSION-ID字段值为需要终止的PPP会话的会话标识号码。在发送或接收PADT后，即使正常的PPP终止分组也不必发送。PPP对端应该使用PPP协议自身来终止PPPoE会话，但是当PPP不能使用时，可以使用PADT。15.3实验环境实验采用PacketTracer模拟器，设备型号如下图所示。15.4实验内容15.4.1实验场景某电信运营商提供了通过PSTN公共电话网络和广播电视网络两种Internet接入方法供客户选择。现有两个家庭分别在该运营商处各办理了一种接入服务。运营商一方拟对所有的接入用户统一进行IP地址管理。整个网络的接入网示意图如图15-1所示。图15-1家庭用户接入Internet示意13.4.2实验步骤(1)按照图15-1实验场景拓扑图组建网络。其中，InternetServer：IP：65.1.1.2/24Gateway：65.1.1.1计算机网络综合实习ISP路由器：Fa0/0：172.16.1.1/24；Fa0/1：65.1.1.1/24两个PC的IP地址设置均改为DHCP动态获取。(2)接下来配置两个接入网：①模拟电话线接入配置：DSL-Modem-PT有两个接口，port0为RJ-11接口，用3类双绞线接至Cloud0的Modem4接口；port1为RJ-45接口，用5类双绞线接至PC0。Cloud0的以太网接口Eth6用交叉线接至交换机任意接口。点击云图Cloud0进入Config页面，左边栏中点击DSL项，设置为Modem4和Ethernet6相连，点击Add载入即可。②同轴电缆接入配置：Cable-Modem-PT有两个接口，port0为Coaxial接口，用同轴电缆接至Cloud1的Coax7接口；port1为RJ-45接口，用5类双绞线接至PC1。图中的分离器Splitter和TV在此处仅仅是一个示意，说明该用户是从广电网络接入Internet的，可以省略，而直接把同轴电缆接到Coax7上。点击云图Cloud1进入Config页面，选择INTERFACE下的Ethernet6一项，将ProviderNetwork改成Cable；然后点击Cable项，参照前面的设置，添加Coaxial7和Ethernet6的配对。(3)下面在运营商一侧的接入端路由器上进行PPPoE的配置，命令参考如下。计算机网络综合实习(4)分别在PC0和PC1的Desktop选项中利用PPPoEDialer来进行拨号操用户名和密码即是上面对ISP路由器的配置中所创建的。/******为拨号接入的用户创建若干个用户和密码*******/ISP(config)#usernamejackpassword1234ISP(config)#usernamemikepassword1234ISP(config)#usernamecharliepassword1234/***创建一个名叫POOL01地址池，今后的地址分配将从中选取地址***/ISP(config)#iplocalpoolPOOL01172.16.1.2172.16.1.254/************开始进行PPPoE的配置*************/ISP(config)#intfa0/0ISP(config-if)#pppoeenable//在接入端的接口fa0/0上启动pppoe协议ISP(config-if)#exitISP(config)#vpdnenable//启用路由器的虚拟专用拨号网络vpdnISP(config)#vpdn-groupGROUP01//创建一个名叫GROUP01的vpdn组，进入vpdn配置模式ISP(config-vpdn)#accept-dialin//初始化一个vpdn管道，建立一个接受拨入的vpdn子组ISP(config-vpdn-acc-in)#protocolpppoe//该vpdn子组使用PPPoE建立会话隧道ISP(config-vpdn-acc-in)#virtual-template1//创建虚拟模板接口1，模拟器中可以建立1-200个ISP(config-vpdn-acc-in)#exitISP(config-vpdn)#exitISP(config)#intvirtual-template1//进入虚拟模板接口1的配置ISP(config-if)#peerdefaultipaddresspoolPOOL01//为ppp链路的对端分配IP地址，从地址池POOL01中选取ISP(config-if)#pppauthenticationchap//在PPP链路上启用chap验证ISP(config-if)#ipunnumberedfa0/0//虚拟模板接口1上没有IP地址，借用fa0/0的IP地址来进行工作ISP(config-if)#exitISP(config)#计算机网络综合实习图15-2PPPoE拨号操作将鼠标移动至PC0和PC1上，观察它们的地址情况。图15-3分配到IP地址(5)分别在PC0和PC1上运行ping65.1.1.2，查看它们是否可以访问Internet。(6)如果要在家庭内部添加多个用户，组建家庭内部网络，则对图15-1的拓扑做如下修改：计算机网络综合实习图15-4组建家庭内部网络其中，无线路由器Linksys-WRT300N的Internet接口用5类直通双绞线接调制解调器DSL-Modem，以太网接口Ethernet1接PC0。接着在无线路由器的GUI选项中的Setup选项卡下选择采用PPPoE拨号接入的方式，拨号的账号如前面ISP路由器中所创建的帐号。如图15-5所示。图15-5在家庭无线路由器上设置采用PPPoE拨号接入方式(7)在PC0和Lpt1上分别验证是否可以访问Internet（即访问65.1.1.2）。观察它们的IP地址，对比和直接在PC上进行PPPoE拨号的时候，有什么不同。13.5问题回答（1）……（2）……