基于EPON与PPPOE混合接入的校园网设计AET

在综合布线系统中,信息插座和管理子系统(即中间配线架)之间的连接实现是水平子系统的功能,水平干线的设计包括水平子系统的传输介质与部件集成。选择水平子系统的线缆,要根据建筑物内具体信息点的类型、容量、带宽和传输速率来确定。从系统的兼容性和信息点的灵活互换性角度出发,水平子系统考虑采用同一种布线材料。

2.与中国电信合作共同建设,校园网宽带接入采用EPON链路与PPPOE认证相结合。

EPON接入部分

图为EPON链路与PPPOE认证拓扑结构

OLT放在中心机房,是EPON整个链路的控制中心,OLT一方面承载各种业务的信号在局端进行汇聚,按照一定的信号格式送入接入网,以便向终端用户传输,另一方面将来自终端用户的信号按业务类型分别送入各种业务网中。POS(无源光纤分支器),是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据和集中上行数据。

POS的部署相当灵活,由于是无源操作,几乎可以适应于所有环境,一般一个POS的分线率为8和16,并可以进行多级连接。

ONU(光网络单元)位于远端接入侧,EPON中的ONU采用以太网协议,在通信过程中不需要进行协议转换,实现ONU对用户数据的透明传送,保障从OLT到ONU之间高速的数据转发。校园网采用EPON网络结构的优点:

(1)在原有交换式三层结构网络基础上易于升级改造。在南京信息职业技术学院学生宿舍原先没有布置局域网的情况下,设计直接建设EPON网络;在办公、教学等原先已经按照三层结构布置局域网的情况下,原有接入层交换机可以继续使用。

(2)相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。从OLT端到ONU端之间仅有光纤、POS等光无源器件,无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员,可有效节省建设和运营维护成本。采用单纤波分复用技术(下行1490nm,上行1310nm),仅需一根主干光纤和一个OLT。

(3)能够提供比较高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s带宽,并且随着以太网技术的发展可以升级到10Gb/s。

(4)服务范围大。EPON作为一种点到多点网络,以一种扇形的结构节省有限的光缆资源,能够服务大量用户。

PPPOE接入部分

PPPOE(基于以太网的点到点连接协议),可以使以太网主机通过一个简单的桥接设备连接到一个远端的接入集中器上。

通过PPPOE协议,远端接入设备能够实现对每个接入用户的控制和计费。PPPOE由BRAS(宽带接入服务器)配合Radius(远程用户拨号认证系统)服务器实现对用户的认证、计费。

使用PPPOE协议,BRAS设备必须位于用户子网中或同一个VLAN(虚拟局域网)中,以确保二层广播能够正确使用,在图2中BRAS作为RadiusClient位于OLT与核心路由设备之间,到用户之间是纯二层链路。Radius服务器位于校园业务网中,设计校园每个用户有一个上网用户名,用户名后面可以跟不同域名,同一个用户名加上不同域名构成账号(用户名@域名)进行认证,认证通过后根据域名采用虚拟路由技术进行不同的网络路由。

(1)有效控制网络广播风暴:PPPOE上网方式由于采用二层认证,所有链路设备都工作在二层,故不存在网络第三层广播风暴的问题。

(2)有效防止ARP攻击行为。ARP攻击一直是高校传统局域网的安全威胁,通过采用PPPOE认证上网模式,在用户认证过程中上网主机获取BRAS服务器(网关)MAC地址不再使用ARP协议,而是通过在认证发现阶段的PADI报文和PADO报文的交换获得MAC地址(物理地址),从而杜绝ARP攻击行为的发生。

(3)防止IP地址冲突。PPPOE接入方采用动态分配IP地址,不存在用户自行更改IP地址而产生地址冲突的问题。

(5)有效地阻止病毒蔓延和网络盗号的安全威胁。PPPOE协议是把PPP(点对点)协议移植到以太网上应用的一种协议,用户之间在逻辑上互不相通,这种点对点通信可有效防范网上病毒、木马和蠕虫感染其它用户的机器。此外,网络监听软件通常是利用以太网的广播特性或ARP协议来实现监听,而采用PPPOE认证接入方式,网络用户间通信是点对点通信,不适合监听软件的工作环境。

IP监控系统设计

IP监控是以IP网络摄像机及其编码器为硬件核心设备,视频信号从前端便被编码压缩,并以网络为传输载体,基于TCP/IP协议,采用流媒体技术实现视频数据在网络上传输,并通过网络及软件来实现对整个监控系统的调用、存储和控制等功能。IP监控系统具有前端一体化、传输网络化、处理数字化、管理智能化及系统集成化的特点,能够满足大容量、大跨度的应用需求。

原有的校园网经过改造后,运用原有二层和三层交换设备组建的交换式局域网供IP监控系统使用。设计将IP摄像机连接接入层交换机,视频存储设备直接连接核心交换,保障IP摄像机数据能够快速、实时地传输到存储设备上。

校园网安防管理人员通过EPON链路使用user@njcit类型的上网账号登陆,访问校园业务网的视频监控资源:可以直接根据IP视频摄像机的IP地址访问指定摄像机的实时监控视频;也可以远程连接视频存储服务器查看之前的视频内容。

结论

基于EPON与PPPOE技术的校园网改造项目方案设计与实施,保留了原有校园网主干设备与信息资源,解决了传统交换式局域网存在的网络安全威胁,在保障校园网安全的同时,实现了信息资源共享。

THE END
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