[发明专利]一种基于PPPoE认证的无线宽带网络系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线宽带网络通信技术，特别是涉及带有VLAN区隔的PPPoE认证无线宽带网络系统，提升现有无线接入协议性能的网络系统及方法。

背景技术

PPPoE是指PointtopointoverEthernet协议技术是一种在以太网中转播PPP(pointtopoint)帧信息的技术，尤其广泛使用在各电信运营商的FTTH、FTTB、xDSL等宽带接入方式的认证。通过各种宽带接入方式上网的PC大都是通过以太网卡(Ethernet)与互联网相连的，使用的是PPP协议，即PointtopointProtocol(点到点协议)，该协议具有通知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，同样使用的还是普通的TCP/IP方式，PPPoE不会改变原来的局域网拓扑结构，不改变物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法，它是在当前互联网协议基础上的二次封装数据包。VLAN(VirtualLocalAreaNetwork)的中文名为″虚拟局域网″。虚拟局域网(VLAN)是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个物理局域网段中一样，由此得名虚拟局域网。VLAN技术工作在OSI参考模型的第2层和第3层，一个VLAN就是一个广播域。在计算机网络中，一个二层网络可以被划分为多个不同的广播域，一个广播域对应了一个特定的用户组，默认情况下这些不同的广播域是相互隔离的，从而达到隔离用户广播包的目的。无线网络是通过无线电波在空中传输数据，只要在覆盖范围内都可以传输和接收数据。因此，无线网络存在着访问控制和保密的安全性问题：搜索攻击、信息泄露攻击、无线身份验证欺骗攻击、网络接管与篡改以及拒绝服务攻击等安全威胁。无线介质信号由于其传播的开放性设计，使得其在传输的过程中很难对传输介质实施有效的保护从而造成传输信号可能被他人截获。因此如何在组网和网络设计的时候为无线网络信号实施有效的安全保护机制就成为了当前无线网络面临的重大课题。与3G、4G等这些移动宽带不同，IEEE802.11家族协议是目前最为广为流行的无线宽带----这种“游牧”式的接入方式。众所周知，以太网使用载波侦听多路访问及冲突检测(CSMA/CD)技术来共享一个信道资源。无线以太网与有线以太网的工作模式完全类似，都采用带冲突检测的侦听多路访问机制：若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一直到其他用户CPE(CustomerPremiseEquipment)发送结束9.6μs才能发送信息(确保信号能有效传输的足够距离，即覆盖距离一般不超过2.9公里)。每次延时的时间不一致，由退避算法确定延时值。若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突，再进行监听工作，以待下次重新发送。在现实网络中，以太网在用户CPE比较少时可能会工作得比较正常。但是，当用户CPE明显增加时，可能每个用户都会随机发送数据，产生碰撞的概率增大，会造成不断的重复避让，又不断重发，导致更严重的碰撞，即所谓的网络吞吐量下降产生的网络退化问题。实践证明，当多个用户CPE间的距离超过50米时，由于距离或遮挡问题总会存在某个或某些用户CPE不能良好侦听其他用户是否发送信息；这些用户听不到有任何发送的信息时，就启动发送，遇到冲突“规避退让”，即所谓的“隐藏节点”问题，这种现象又进一步加剧了网络退化问题。

鉴于上述，如何找到一种能够实现不同域VLAN进行PPPoE拨号的系统及方法，使无线网络信号实施能有有效的安全保护机制；如何解决以太网(Ethernet)协议下多无线用户工作模式成为了本领域技术人员亟待解决的两个问题。

发明内容

鉴于以上述技术的难点，本发明的目的在于提供一种能够实现不同域VLAN进行PPPoE拨号的系统及方法，用于解决电信运营商的大型宽带网络中无线网络信号实施能有有效的安全保护机制的问题。提供一种改进型调度算法的无线宽带网络系统，在保证无线网络吞吐量最大的的同时，也保证用户有均等的机会被调用，解决以太网(Ethernet)协议下多无线用户协同工作的问题。

本发明提供一种有有效的安全保护机制无线宽带网络系统(组网结构见图1)，其特征在于，所述不同VLAN的PPPoE网络系统包括：与无线宽带基站相连接的一个以上用户CPE、无线宽带基站、汇聚交换机、PPPoE服务器，其中，

所述用户CPE，用于与PC等用户设备接入，并且用于与无线基站的空口接入；