4G

4G應用場景

帶有4G功能的路由設備插入4G通信模塊（包括USB上網卡和4G闆卡）後可通過該模塊實現和運營商基站之間的無線通信，并通過運營商最終和企業的廣域網接入設備相通，進行數據交互。不同的4G通信模塊以及不同的SIM卡決定了其選擇的運營商和網絡制式的不同，但是從整體應用場景上來看，其數據通信方式并無太大差異。

下面就來通過一張圖片詳解下4G是如何撥号上網的。

4G VPDN撥号過程

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首先，4G路由器會使用DDR發起撥号，帶上帳号或者APN等信息（移動和聯通帶上APN，電信通過帳号加域名）

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然後，LAC使用L2TP協議根據撥号路由器送上來的APN或者帳号信息确定應該發送給哪個LNS設備，再将信息重新封裝到L2TP裡面轉發給對應的LNS設備，轉發過去的信息裡面包含4G路由器撥号的SIM卡信息、帳号信息、路由器設備标識等

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之後，LNS将4G路由器發送過來的帳号、SIM卡信息、路由器設備标識等信息進行認證，使用RADIUS報文發送給AAA服務器進行認證

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AAA服務器根據帳号信息，SIM卡跟帳号的綁定信息、路由器設備标識綁定信息等進行比對過後，确認認證信息無誤後，告訴LNS設備認證成功，（也可能是失敗）同時給路由器分配IP地址

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LAS設備将認證結果反饋給LAC，如果認證成功，同時會帶上下發的指定IP地址

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LAC設備給路由器反饋認證結果，如果認證成功，同時會帶上下發的指定IP地址

通過上述一系列的操作，4G路由器就會成功實現撥号，并通過與LAC設備之間定期發送保活報文，LAC與LNS之間定期發送保活報文，從而實現數據的通信。

整個過程中涉及的幾個相關專有名詞解析：

VPDN：虛拟專用撥号網（Virtual Private Dial Network）是在中國寬帶互聯網基礎上開放的基于撥号方式的虛拟專有網絡業務。它向用戶提供采用PSTN、ISDN、XDSL、電纜或無線以撥号方式接入中國寬帶互聯網，采用專用的網絡加密和通信協議，可以使企業在公共網絡上構建一條虛拟的、不受外界幹擾的專用通道，從而安全訪問企業網内部數據資源的業務。

DDR：（Dial-on-Demand Routing按需撥号路由），一般是公共電話網提供網絡連接。

APN：（Access Point Name）指一種網絡接入技術，是通過手機上網時必須配置的一個參數，它決定了手機通過哪種接入方式來訪問網絡。

L2TP：（Layer Two Tunneling Protocol，第二層隧道協議）通常用于虛拟專用網，L2TP協議自身不提供加密與可靠性驗證的功能，可和安全協議搭配使用，從而實現數據的加密傳輸。

L2TP使用兩個VPDN對等設備構成了L2TP隧道：LAC（L2TP Access Concentrator， L2TP訪問集中器）和LNS（L2TP Network Server， L2TP網絡服務器）。用戶将撥入LAC，此時，LAC将開始發起與LNS之間的L2TP隧道連接。LNS可以位于公司網絡的邊緣，或者位于公司網絡内部的防火牆的後面。

L2TP

L2TP隧道、會話建立過程

01

L2TP使用三次消息交換來建立控制連接，具體過程如下圖：

SCCRQ（Start Control Connection Request，開始控制連接請求）；

SCCRP（Start Control Connection Reply，開始控制連接應答）；

SCCCN（Start Control Connection Connected，開始控制連接已連接）；

ZLB（Zero-Length Body，零長度幀）。

02

建立L2TP會話

• 主機通過标準的模拟電話或者ISDN發起與LAC之間的PPP連接。LAC接收了此連接，并且建立了數據鍊路層。
• LAC将對主機進行部分鑒别，驗證是否此用戶是VPDN客戶機。若不是就使用本地ISP的用戶名稱數據庫來對此用戶進行鑒别，做其他連接。若是，則進行建立L2TP會話的操作。
• LAC發起具有ICRQ（Incoming Call Request，輸入呼叫請求）消息的L2TP會話；
• LNS接收具有ICRP（Incoming Call Reply，輸入呼叫應答）消息的L2TP會話；
• LAC發送使用ICCN（Incoming Call Connected，輸入呼叫連接）消息建立的L2TP會話；
• LNS回複确認ZLB（Zero-Length Body，零長度幀）消息；
• LAC向LNS轉發用戶名稱和口令，以完成鑒别過程；LAC将向LNS轉發所有的LCP（Link Contrl Protocol，鍊路控制協議）的協商選項。LNS将建立虛拟訪問接口，該接口是從虛拟模闆複制而來的。此時，用戶将完成LNS以及所有其他的LCP協商選項的鑒别。如果用戶不能進行鑒别，那麼LNS将向LAC發送斷開連接消息；
• 至此，LAC與LNS之間可以通過L2TP隧道轉發數據。

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