究其三者的本質,沒有太多區別,它們都是接入網絡 (Access Network) ,先認證使用者合法,分配IP地址等上網必備的參數,將使用者電腦接入互聯網Internet。營運商在將使用者接入網絡的同時,啟動使用者流量統計/使用者線上時長統計,以生成使用者賬單,使用者掏錢,畢竟天下沒有免費的午餐。
但由於采用的傳輸介質(physical media)大不同,有模擬電話線、數碼銅線、光纖,以及成幀方式的不同,有PPP,PPPoE +PPP,IPoE,在上網速率上體現出數量級的差別,從模擬電話線 56Kbps,ISDN 144Kbps,ADSL 512Kbps-10Mbps,FTTH 2-1000Mbps。
電信是固網專家,以它為例講解三種方式的區別:
1. 撥號上網
1.1 模擬線電話撥號
2000年左右的兩三年的時間,使用者可以在自己的電腦上安裝一個內建( 插在電腦PCI插槽 )modem,或外置( 插在RS-232介面 )modem,這個 modem 幹啥的?官方的名字: 數據機 ,民間的名字: 貓 !它負責將電腦的數碼訊號轉換為可以在電話線上傳輸的模擬訊號。在局端,也有對應的modem,再將模擬訊號轉換為數碼訊號。
使用者可以事先到電信局開通上網賬號,或者買預充值的點卡(使用者名稱/密碼),然後就可以用電話線 上網沖浪 了,(當時的廣告語),浪裏個浪,浪裏個浪,互聯網充滿著神秘,吸引著好奇帥哥美女上網沖浪,相識相戀互生情緣…
撥號上網過程如下:
1.1.1
撥一個號碼如163,使用者電話線會接入局端163閘道器,這個閘道器 一個介面位於電話網絡PSTN ,用於終結( termination )163電話;有 另一個介面位於IP網絡,通向Internet 。於是在使用者電話與163閘道器之間就動態建立了一條虛電路,即 VC(Virtual Circuit)。
1.1.2
使用者的撥號軟件在 VC 上發 PPP/LCP ,用於協商兩端的 MRU(Maximum Receive Unit) ,以及用何種認證方式(PAP or CHAP)來認證使用者,假定協商的認證方式為PAP(Passwod Authentication Protocol)。
1.1.3
使用者發 PPP/PAP + Password 來表明自己的身份,閘道器成功認證使用者,進入下一個階段 PPP/IPCP。
1.1.4
PPP/IPCP(IP Control Protocol) ,用於給使用者電腦分配IP地址、網絡掩碼、缺省閘道器、首席DNS伺服器、備份DNS伺服器,完成此過程,使用者就可以上網沖浪了。
至於雙向的路由如何通,曾經說過,在Internet世界,IP地址由誰來分配,誰就負責雙向的路由通達。163閘道器來全權負責雙向的路由的分發:將分配給使用者的IP,匯總(IP summary prefix)通告給Internet gateway,同時動態生成一條指向使用者虛介面 VA(Virtual Access) 的一條主機(子網路遮罩/32)路由,這個VA介面是PPP協定動態建立的。這種上網頻寬為 56 Kbps。
1.2 數碼線電話撥號 ISDN
此為數碼線,所以不需要模數轉換的modem,提供B +2D 接入方式,即一條16Kbps 信令通道B ,兩條各 64 Kbps 數據通道D ,可以一條路線打電話,同時另一條上網;也可以兩條D通道都用於上網,即64 + 64=128 Kbps 的上網頻寬。
2. 寬頻ADSL
ADSL(Asymmetric Digital Subscribe Line) ,非對稱數碼使用者線,由於可以提供上行/下行頻寬不一樣,下行頻寬要大於上行頻寬,所以稱之為非對稱。
由於Ethernet的簡單易用、成本低廉, 慢慢脫穎而出,成為數據鏈路層最通用的接入技術,營運商想把Ethernet這種接入方式延伸到使用者電腦,但是如何認證使用者呢?營運商有成熟的認證方案,已經用了很多年,那個方案就是用PPP來認證使用者。
問題來了,PPP是點對點協定,即會話的兩端各有一台器材,而Ethernet是多路存取,這是一個矛盾,如何在Ethernet這個多路存取的二層介質上用PPP來認證客戶端?於是 IETF 發明了一個新的協定, PPPoE ,即 PPP Over Ethernet ,PPPoE 可以先將PPP幀封裝在自己的體內,然後再用最外層的Ethernet Header來封裝PPPoE幀,具體格式如下:Ethernet Header + PPPoE + PPP
參見下圖PPPoE幀的解析: