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基于PPPoE协议的多运营商共享接入模式研究与实现
一、引言
高校校园网建设已有近二十年的历史，二十年来校园网发生了翻天覆地的变化，网络出口带宽从几K到几个G，从少量用户到实现用户全覆盖，网络技术从十兆以太网发展到今天的万兆，网络应用从主页发展到今天的大流量在线视频等等。当前，高校校园网的建设与运营模式也多种多样。部分高校特别是985高校，由于经费充足，往往由学校筹资独立建设校园网，实现自主运营。但近年来，更多的高校由于经费不足，往往引入运营商来共同建设和运营校园网[1]。与学校运营相比，运营商凭借其带宽资源和成熟的网络服务质量，能够为用户提供更为充足的带宽保证，用户有机会根据服务质量和资费来选择不同的运营商[2]。
校企共建高校校园网的模式主要有三种[3]，一种是校园网由高校自己承建，运营时高校和运营商共同合作，高校把校园网的部分区域，如学生公寓区或教工宿舍区的校园网租给运营商来运营，高校收取一定的费用;第二种模式是高校的部分校园网完全由运营商来建设和运营;第三种模式是高校将校园网的建设、运行、管理和维护完全交给运营商，高校只负责与教学、科研和管理密切相关的应用系统及信息资源的建设和管理，校园网的运营收益由双方按比例分成。
在第一种模式中，校方仍然有网络控制权，在以后校园网的扩建和增加应用方面有比较大的主动权，部分网络租给运营商运营，可以获得一定的收益，这部分收入可以用来购买新设备以及保障网络的日常运维。在第二种模式中，高校只有校园网的部分管理权，不能做到对校园网的完全可控可管，在网络管理方面存在隐患。因为运营双方使用校园网的目的不一致，高校以教学、科研和管理为主，而运营商以利益最大化为目标，因此在网络的使用、管理及运行维护上，都会存在很多问题。最后一种模式中，高校则完全失去了对校园网的管理权和运营的主动权，而校园网是高校信息化建设的基础，这将不利于高校后续的各项信息化建设工作，并将给高校的教学、科研和管理工作带来诸多不便。
二、基于PPPoE协议的多运营商共享接入模式
为了最大程度发挥多运营商接入带来的便利，在总结兄弟高校与运营商合作经验的基础上，南京理工大学向多家运营商开放了学生宿舍区的校园网，运营商利用校园网的网络基础设施为学生提供网络接入，学校收取一定的资源租用费。我们保留了用户原有的PPPoE认证上网的方式，多家运营商基于各自的BRAS设备和认证计费系统，使用不同的账号，实现了在同一张网上和谐共处，为学生自主选择网络接入提供了最大程度的优惠和方便。这种共享接入模式的技术基础是PPPoE协议和宽带接入设备(BRAS)。
1. PPPoE协议原理
PPPoE全称是“Point to Point Protocol over Ethemet”(基于以太网的点对点通信协议)，是为了满足越来越多的宽带上网设备和越来越快的网络之间的通信而制定的网络标准，它基于两个广泛接受的标准，即以太网Ethemet和PPP点对点拨号协议[4]。PPPoE协议共包括两个阶段，即PPPPoE的发现阶段(PPPoE Discovery Stage)和PPPoE的会话阶段(PPPoE SessionStage)，如图1所示。
图1 PPPoE连接示意图
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