PPPoE e IPoE: differenze e come funzionano
Dopo che il collegamento fisico è attivo, il router deve ottenere l’accesso alla rete dell’operatore. Vediamo le differenze tra PPPoE e IPoE, come viene stabilita la connessione e perché alcuni provider richiedono username e password mentre altri no.
💡 In poche parole
PPPoE crea una sessione PPP sopra Ethernet e può utilizzare credenziali come username e password. IPoE, invece, utilizza direttamente la connettività IP sopra Ethernet, spesso ottenendo automaticamente i parametri di rete attraverso meccanismi come DHCP.
🔌 Avere la fibra collegata non basta
Nelle lezioni precedenti abbiamo seguito il collegamento fisico fino a casa.
In una FTTH, per esempio, possiamo avere:
A questo punto il collegamento fisico tra router e rete dell’operatore esiste, ma il router deve ancora ottenere i parametri necessari per comunicare su Internet.
È qui che possiamo incontrare modalità come PPPoE e IPoE.
🧠 Livello fisico e accesso IP sono concetti diversi
FTTC e FTTH descrivono principalmente come arriva il collegamento.
PPPoE e IPoE riguardano invece il modo in cui il router utilizza quel collegamento per accedere alla rete IP dell’operatore.
📡 Che cos’è PPPoE?
PPPoE significa:
Il nome ci racconta già come funziona: il protocollo PPP viene trasportato sopra una rete Ethernet.
PPP nasce per realizzare collegamenti punto-punto e comprende meccanismi per stabilire e gestire una sessione.
🔑 Username e password PPPoE
Una configurazione PPPoE può prevedere l’utilizzo di credenziali.
Nel pannello del router possiamo quindi trovare campi simili a:
Le credenziali vengono utilizzate secondo la configurazione prevista dall’operatore.
⚠️ Non tutti gli operatori usano le credenziali allo stesso modo
Alcuni provider forniscono credenziali specifiche per il cliente.
Altri possono utilizzare valori generici o ulteriori meccanismi di identificazione della linea.
Bisogna quindi utilizzare sempre i parametri previsti dal proprio operatore.
🔄 Come nasce una sessione PPPoE?
La connessione PPPoE non consiste semplicemente nell’inviare subito pacchetti IP.
Prima viene stabilita una sessione tra il client e il concentratore presente nella rete dell’operatore.
In modo molto semplificato, possiamo rappresentare il processo così:
🔍 La fase di discovery PPPoE
Prima di poter utilizzare una sessione PPP, il client deve individuare il concentratore PPPoE disponibile sulla rete Ethernet.
Questa fase viene comunemente chiamata discovery.
Durante la discovery vengono scambiati specifici messaggi PPPoE.
💡 Versione intuitiva
Il router è come se chiedesse:
Dopo aver trovato il concentratore adatto, viene stabilita la sessione PPPoE.
📝 PADI, PADO, PADR e PADS
Nella fase di discovery possiamo incontrare quattro sigle:
| Messaggio | Significato semplificato |
|---|---|
| PADI | Il client cerca un concentratore PPPoE |
| PADO | Un concentratore risponde |
| PADR | Il client richiede di aprire la sessione |
| PADS | La sessione viene confermata |
🧠 Non devi ricordare tutte le sigle a memoria
Per questa fase del corso basta capire il concetto: PPPoE deve prima creare una sessione.
🔒 L’autenticazione PPP
Dopo la creazione della sessione, PPP può utilizzare meccanismi di autenticazione.
Tra i nomi che possiamo incontrare troviamo:
Non è necessario approfondirli in questa lezione.
Il concetto importante è che PPPoE dispone di un proprio processo di sessione e autenticazione.
🌐 Dopo PPPoE arriva IP
Una volta stabilita correttamente la sessione, il router può ottenere i parametri necessari per utilizzare la rete IP.
Potrà quindi ricevere o negoziare informazioni necessarie per la connessione.
⚡ PPPoE aggiunge overhead
Quando utilizziamo PPPoE, ai dati Ethernet vengono aggiunte ulteriori informazioni necessarie al protocollo.
Questo introduce un piccolo overhead.
Ed è proprio qui che incontriamo una conseguenza pratica importante: la dimensione massima dei pacchetti IP.
📦 PPPoE e MTU
Una normale rete Ethernet utilizza comunemente una MTU IP di:
Con PPPoE, nella configurazione tradizionale, parte dello spazio viene utilizzata dall’header PPPoE e PPP.
Per questo troviamo molto spesso:
💡 Da dove arrivano quei 1492 byte?
La differenza tradizionale è di 8 byte: l’overhead PPPoE/PPP riduce da 1500 a 1492 byte la dimensione IP trasportabile senza meccanismi aggiuntivi.
📈 PPPoE limita la velocità?
Non necessariamente in modo significativo.
PPPoE introduce overhead e richiede l’elaborazione della sessione da parte del router, ma un router adeguatamente potente può gestire velocità molto elevate.
Il problema può emergere quando l’hardware non riesce a elaborare PPPoE alla velocità richiesta.
💻 Esempio
In questo caso il collo di bottiglia non sarebbe la fibra, ma il router.
⚠️ Non è un problema di PPPoE “in assoluto”
Router moderni con accelerazione e hardware adeguato possono gestire PPPoE anche a velocità multi-gigabit.
Dipende dall’implementazione.
🌐 Che cos’è IPoE?
IPoE significa comunemente IP over Ethernet.
In questo modello non viene creata una sessione PPPoE.
Il router utilizza direttamente la connettività IP sopra Ethernet.
📡 Come ottiene l’indirizzo un router IPoE?
Uno dei metodi più comuni è utilizzare DHCP.
Il router si comporta come un client DHCP sulla propria interfaccia WAN e richiede i parametri alla rete dell’operatore.
Il principio di DHCP è lo stesso concetto generale che abbiamo già visto nelle reti locali, anche se qui viene utilizzato sul lato WAN.
🧠 IPoE non significa “nessuna autenticazione”
L’assenza di username e password PPPoE non significa che l’operatore non sappia quale linea sta utilizzando il servizio.
L’identificazione può avvenire attraverso altri elementi della rete di accesso e della configurazione dell’operatore.
🔍 Come identifica l’operatore una linea IPoE?
Esistono diverse possibilità e dipendono dall’architettura dell’operatore.
Possono entrare in gioco informazioni provenienti dalla rete di accesso, dal circuito, dalla porta, dalla VLAN o da opzioni DHCP specifiche.
Quindi non dobbiamo pensare:
Sarebbe una semplificazione sbagliata.
📊 PPPoE e IPoE a confronto
| Caratteristica | PPPoE | IPoE |
|---|---|---|
| Sessione PPP | Sì | No |
| Username/password | Possono essere richiesti | Normalmente non tramite PPP |
| Ottenimento IP | Attraverso la sessione PPP | Spesso tramite DHCP |
| Overhead PPPoE | Sì | No |
| MTU tipica tradizionale | 1492 byte | 1500 byte su Ethernet standard |
| Identificazione linea | Può usare autenticazione PPP e rete di accesso | Può usare informazioni della rete di accesso e DHCP |
🔑 Quindi IPoE è migliore?
Non esiste una risposta universale.
IPoE evita la sessione PPPoE e il relativo overhead, ma questo non significa automaticamente che una rete IPoE sia sempre più veloce o migliore di una rete PPPoE.
Prestazioni e affidabilità dipendono dall’intera implementazione dell’operatore e dagli apparati utilizzati.
💡 Due reti possono essere entrambe ottime
Il protocollo di accesso è soltanto uno degli elementi dell’intera rete.
🔌 PPPoE o IPoE non dipende da FTTC o FTTH
È importante separare anche questi concetti.
Possiamo incontrare PPPoE su connessioni FTTC e FTTH.
Allo stesso modo un operatore può utilizzare IPoE sulla propria rete FTTH o su altre architetture.
🔧 Configurare un router con PPPoE
Quando utilizziamo un router personale, una configurazione PPPoE potrebbe richiedere parametri come:
La VLAN non è una caratteristica intrinseca di PPPoE: viene utilizzata quando prevista dall’architettura dell’operatore.
🔧 Configurare un router con IPoE
Con IPoE la configurazione potrebbe essere più simile a:
Anche in questo caso i parametri esatti dipendono dal provider.
⚠️ “DHCP” sulla WAN non significa rete locale
Il router può essere contemporaneamente:
- client DHCP verso l’operatore;
- server DHCP verso i dispositivi di casa.
Sono due ruoli completamente differenti.
🔄 Un esempio completo con IPoE
🔄 Un esempio completo con PPPoE
📊 Come capire cosa usa il proprio operatore
Possiamo controllare:
- documentazione tecnica dell’operatore;
- parametri per modem libero;
- pagina WAN del router;
- eventuali credenziali fornite;
- tipo di connessione configurato;
- presenza di VLAN sulla WAN.
🔍 Se nel router trovi…
È abbastanza evidente che la connessione utilizza PPPoE.
📈 PPPoE e connessioni multi-gigabit
Con l’arrivo delle FTTH da 2,5, 5 o 10 Gbit/s, la capacità del router diventa sempre più importante.
Il dispositivo deve gestire contemporaneamente:
- PPPoE o IPoE;
- NAT;
- firewall;
- eventuali VLAN;
- QoS;
- traffico multi-gigabit.
Una CPU o un’architettura non sufficientemente potente può quindi diventare il vero collo di bottiglia.
🧠 Una WAN da 10 GbE non basta da sola
Un router può avere una porta fisica da 10 GbE ma non riuscire necessariamente a instradare 10 Gbit/s con tutte le funzioni attive.
Conta anche la capacità di elaborazione dell’apparato.
🎯 Cosa devi ricordare
- PPPoE significa Point-to-Point Protocol over Ethernet.
- PPPoE crea una sessione PPP sopra Ethernet.
- PPPoE può utilizzare username e password.
- La fase iniziale PPPoE comprende una discovery.
- PPPoE introduce un piccolo overhead.
- La MTU PPPoE tradizionale è spesso 1492 byte.
- IPoE significa IP over Ethernet.
- IPoE non crea una sessione PPP.
- Con IPoE il router può ottenere i parametri WAN tramite DHCP.
- IPoE non significa assenza di identificazione dell’utente o della linea.
- PPPoE/IPoE e FTTC/FTTH descrivono aspetti differenti.
- Sulle connessioni multi-gigabit anche la potenza del router può diventare fondamentale.
🎓 Quiz finale
Controlla se hai assimilato i concetti principali della lezione.
Mostra la risposta
Point-to-Point Protocol over Ethernet.
Mostra la risposta
Sì. PPPoE stabilisce una sessione PPP sopra Ethernet.
Mostra la risposta
1492 byte, rispetto ai 1500 byte tipici di Ethernet.
Mostra la risposta
IP over Ethernet.
Mostra la risposta
No. Non utilizza una sessione PPPoE; l’identificazione può avvenire attraverso altri meccanismi della rete dell’operatore.
Mostra la risposta
DHCP.
Mostra la risposta
No. Una rete FTTH può utilizzare PPPoE oppure IPoE, in base all’architettura dell’operatore.
Mostra la risposta
No. Conta anche la capacità dell’hardware di elaborare PPPoE, NAT, firewall e le altre funzioni attive.