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为什么光纤入户时代还叫拨号连接?PPPoE与IPoE

之前的路由器配置中,多次提到过PPPoE拨号上网这个词。相信自己配置过宽带网络的人对这个词都不会陌生。但是究竟什么是PPPoE,为什么要使用PPPoE呢?

什么是PPPoE

要说什么是PPPoE(Point to Point Protocol over Ethernet),就先要了解其中的PPP(Point to Point Protocol)

PPP利用电话线进行真正的“拨号”上网时使用的协议,利用这个协议,可以在本来是为语音电话服务的电话线上实现PC和运营商设备之间的点到点通信,在不增加额外线路的情况下接入互联网。后来随着时代的发展,出现了ADSL,以及现在的光纤等互联网专用线路。这些线路可以直接传输Ethernet网络的IP包,本来是不再需要PPP的,但是运营商为了利用PPP中包含的用户认证功能,将PPP打包到Ethernet帧中,PPP over Ethernet就此诞生。
那么问题就来了,仅仅是为了认证,在2019年仍然沿用上古时代的电话线协议,难道就没有其它的认证方法吗?

IPoE

随着ipv6的诞生,以高速Ethernet通信为基础重新设计的IPoE(IP over Ethernet)协议登上了舞台。这种协议可以直接在互联网上传输IP包,使得外部网络也能与内部LAN具有相同的传输协议和规格,省去了处理PPP协议的设备和转换步骤。
而认证方面IPoE通过物理线路对用户接入进行认证,入户线路完工获得固定的ipv6网段即可接入,不需要用户名和密码以及相应的自动拨号设置。
除了用户认证以外,基于ipv6的IPoE相对于基于上世纪电话线连接的PPPoE还有以下内在优势:

稳定性

采用PPPoE的线路,用户方面需要在路由器上生成包含用户信息的PPPoE帧,再由调制解调器按照PPP协议进行调制解调。在运营商方面也需要将每一个Ethernet帧拆开,取出其中的PPP认证部分交由专门的设备进行认证。这些对通信本身并没有帮助的步骤增加了网络的不稳定因素。而IPoE则可以实现和局域网一样的原生IP通信,虽然仍然需要光猫,但是只需要将Ethernet规格的电信号调制成光信号,并不引入其它的特殊协议。整个网络更加的简洁,稳定。

速度

同样的原因,由于省去了协议的转换,以及每一帧中插入的8字节PPPoE报头,而且由于PPP点对点的特性,运营商的设备(NTE)需要对每一个上网用户保持一个连接会话,随着接入用户的增多,这个NTE设备就会成为整个网络的瓶颈,限制了传输速度。直接传输IP协议的IPoE不需要通过这样的点对点连接,而且IPoE的新设备本身也能提供远高于PPPoE时代的吞吐率,所以IPoE连接的数据传输速度是要远高于传统PPPoE网络的。关于这一点在ipv6双栈连接中我也用自己的网络进行了测试。

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PPPoE终将成为历史

作为电话线拨号上网时代的产物,PPP协议已经完成了它的历史使命,虽然后来在PPPoE上延续了相当长的时间,但是随着接入设备的增加,网络速度的提高,PPPoE也终将随着ipv4一起退出历史的舞台。

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