什么是IPoE？IPoE与PPPoE相比有哪些不同？
IPoE（IP over Ethernet）是一种接入认证技术。在IPoE中，用户通过DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）动态获取IP地址，接入网络。IPoE的出现提供了一种灵活、高效的访问控制方式，用户终端无需安装专用的客户端软件即可接入网络，适合多种网络设备的接入，如智能手机、数字电视、PSP等。
IPoE简便快捷的接入技术在减少客户端维护工作量的同时，也便于运营商在认证页面上开展各类业务拓展，如广告推送，标语宣传，责任公告等，被广泛应用于连锁酒店、校园、火车站等网络中。
IPoE解决了哪些问题？
IPoE与PPPoE均为接入认证技术。传统的PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet）接入认证技术以点对点的方式，将数据封装在以太网框架中，通过建立PPP会话和封装PPP报文为PPPoE报文，为用户提供接入、控制和计费功能。用户设备在通过PPPoE接入网络前，需安装客户端软件，设备接入效率低。另外，PPP协议是一种点对点协议，基于该协议的PPPoE技术对组播性能支持较弱，网络开销较大，限制了网络的使用范围和组播业务的开展。在当时，面对日新月异的用户业务需求，尤其是需要网络组播能力支持的业务，例如IPTV（网络电视），PPPoE接入认证方式已经显现出其不足，需要尽快采用新的接入技术来支撑这些新的业务。IPoE就是一种能够满足多业务支撑需求的接入认证技术。
IPoE接入认证技术将用户的IP报文直接在以太网上封装，形成IPoE报文，IPoE报文中携带了可用于认证和授权的用户物理和逻辑信息，通过和其他认证协议配合，可以实现用户的高效接入与认证。这种接入认证的方式不要求用户设备安装客户端软件，实现了设备的快速接入。相比于PPPoE，IPoE没有额外的协议封装，组播数据流可以在最靠近用户接入侧的二层交换机上做组播复制，极大程度地减小了网络开销，提高了传输效率，十分适合承载IPTV等一对多的视频业务。
IPoE的特点
- 支持组播业务。IPoE具有灵活的组播能力，能够实现高效组播复制，减轻网络的压力，适合一点对多点的视频业务。
- 支持长时间在线业务。通过IPoE接入的终端只有在DHCP租期过一半时才需续订，其他时间DHCP服务器与接入设备间无交互，减小了网络开销。
- 协议流程简单，对终端和设备性能要求较低。IPoE利用DHCP报文中用户的物理和逻辑信息，可实现业务终端的零配置部署，从而简化终端的相关业务流程，降低了终端的设计要求。
IPoE是如何接入认证的？
本节将介绍IPoE的接入认证流程和不同的认证方式。
IPoE接入认证流程
在了解IPoE接入认证流程之前，先了解下IPoE组网结构中的各个角色。IPoE典型组网如下图所示，它由四个基本要素组成：用户终端、BRAS接入设备、RADIUS服务器和DHCP服务器。
IPoE组网图
- 用户终端：用户终端泛指所有通过局域网或广域网接入宽带接入设备的终端。
- BRAS接入设备：路由器等三层宽带接入设备的统称，主要有以下三个作用：
- 认证前，阻止用户访问互联网资源。
- 认证过程中，与RADIUS服务器交互，完成身份认证、授权、计费的功能。
- 认证通过后，允许通过认证的用户访问被授权的互联网资源。
- RADIUS服务器：与BRAS接入设备进行交互，完成对用户的认证。
- DHCP服务器：与用户终端、接入设备进行交互，完成对用户主机IP地址的管理和分配。
IPoE用户接入具体流程如下图所示：
IPoE用户接入认证流程图
- 用户终端发送DHCP请求报文，请求接入网络。
- BRAS设备收到用户终端的DHCP请求报文，根据请求报文中的信息自动生成认证信息，并发送到RADIUS服务器请求认证。
- RADIUS服务器收到认证信息，对用户进行认证。如认证不通过，则返回拒绝报文，BRAS设备会终结与用户终端的会话；如认证通过，则给BRAS设备返回认证通过报文。
- BRAS设备收到认证通过报文后，向DHCP服务器发送IP地址请求报文。
- DHCP服务器根据用户不同的业务信息分配相应的IP地址。
- BRAS设备收到IP地址后向用户终端发送DHCP确认报文，成功接入用户终端。
- BRAS设备向RADIUS服务器发送开始计费报文，对用户上网行为进行计费。
IPoE认证方式
在上述用户接入认证流程中，BRAS设备根据用户终端的请求报文自动生成了认证信息，发送给RADIUS服务器进行认证，这种认证方式是DHCP认证。在实际应用中，IPoE还利用DHCP协议，将网络划分为前域和后域，用户在前域进行认证，认证通过后接入后域。这种类型的认证方式有以下三种：
- Web认证
Web认证，也称Portal认证，用户通过在Web页面输入用户名和密码接入网络，常用在校园网、火车站等公共场所的网络中。Web认证可以为运营商提供方便的管理功能，允许运营商在门户网站上开展广告、社区服务等个性化业务，使宽带运营商、设备提供商和内容服务提供商形成一个产业生态系统。Web认证分为主动Web认证和强制Web认证。
- 主动Web认证：用户主动访问位于Web服务器上的认证页面，输入用户名和密码并提交后，Web服务器获取用户名和密码并将用户名和密码发送给BRAS接入设备，BRAS接入设备与RADIUS服务器进行消息交互，共同完成用户认证。
- 强制Web认证：用户试图通过HTTP/HTTPS访问其他网站时，会被BRAS接入设备强制重定向到Web认证页面，只有输入用户名和密码并提交后，Web服务器才会将用户名和密码发送给BRAS设备，BRAS设备与RADIUS服务器进行消息交互，共同完成用户认证。
- Web+MAC认证
Web+MAC认证，也称MAC简化认证，是指用户首次上网时需要在Web页面输入用户名和密码，RADIUS服务器认证通过后，将自动记录的终端MAC地址与用户名关联在一起，后续一定时间内，使用相同终端接入的用户再次上网时，无需输入用户名和密码即可直接访问网络。
- 快速认证
快速认证是一种更为简化的认证方式，是指用户访问Web页面，但是无需输入用户名和密码，直接提交认证。BRAS设备根据用户接入的接口信息自动生成用户名和密码，进行认证。
IPoE与PPPoE相比有哪些不同？
目前，IPoE和PPPoE作为用户接入两大最常见的接入方式，已经实现了广泛的应用。虽然两者都属于用户接入认证的方式，但IPoE和PPPoE之间有很大的区别。
二者详细对比如下图所示。
IPoE与PPPoE对比图
IPoE和PPPoE两种认证方式适合不同的网络需求。IPoE可以自主管理IP地址的使用期限，可以在局域网范围内进行设置，无需客户端软件，操作简单，但是需要配合其他协议来进行认证，在IPTV和VoIP（Voice over IP，基于IP的语音传输）业务上应用比较广泛；PPPoE的认证方式可管理性强，具有较高的安全性，其代价是限制了网络的使用范围和组播业务的开展，因此在HSI（High Speed Internet）高速上网业务和光纤宽带拨号上网业务中应用比较广泛。
在安全性方面，PPPoE中点对点的封装和传输为用户的接入与认证提供了较高的安全保障；IPoE的安全性方面则需要家庭网关，网络接入设备，宽带网络网关协同工作，其保证策略包括：反地址欺骗，用户终端数限制，防 Dos 攻击，业务隔离，非法组播源抑制，端口隔离等。
- 作者： 王天舒
- 最近更新： 2022-11-23
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