中国联通网研院:vBRAS落地城域网3步走,未来值得期待
通信世界网
作者:郭爱鹏 赫罡 唐雄燕       2016年10月13日 13:25
SDN

可见,vBRAS在性能上单机转发能力弱,多机并行处理能力强,不存在控制平面的瓶颈,而传统BRAS硬件转发能力强,控制平面资源有限,存在瓶颈,结合设备的扩展性、灵活性以及标准化等综合考虑,vBRAS符合未来的技术演进方向。

基于SDN/NFV的vBRAS城域组网架构

基于SDN/NFV的vBRAS城域组网将以宽带网络创新业务为牵引,全面带动网络设备、IT资源池、管理和控制平台等基础服务设施的向SDN/NFV的全面迁移,重新构建现有宽带网络业务体系和支撑体系,引入互联网思维,基于端、管、云协同来进行迭代式的联合创新,实现网络服务云化。

基于SDN/NFV的vBRAS城域组网架构如图3所示。

图3 基于SDN/NFV的vBRAS城域组网架构

硬件层:整合传统BRAS/SR设备池和x86服务器群在保护既有的投资基础上,控制层硬件逐步向x86公共硬件架构演进,而转发层硬件将逐步由传统路由转发架构和x86架构向基于队列转发的新型高性能转发设备方向演进。

虚拟层:统筹调度x86硬件资源,为vBRAS提供云化操作环境。

网络功能虚拟层:实例化的vBRAS,实现软硬件解耦、弹性扩容。

SDN控制器:在vBRAS实例化的基础上提取控制信息,共管传统BRAS/SR,并与传统控制平台进行整合,形成SDN集中控制单元,主要负责IP POOL、策略控制、AAA、DNS等传统用户及业务控制功能以及新的用户和业务等管理功能等。

网络资源协同控制及网络能力开放层:采用统一化的SDN/NFV基础环境,提供全面的宽带网络能力开放,聚合产业应用,搭建宽带联盟应用商城,开展生态运营。

vBRAS关键技术

vBRAS云化设计

在ETSI NFV ISG的推动下,目前vBRAS正在由软化阶段向云化阶段演进,软化方案由多台服务器组成软化的vBRAS群,每台服务器包括若干个vBRAS,vBRAS软化方案存在一些不足,比如软化方案对外呈现大量网元,弹性伸缩后周边配套服务器需要重新配置,弹性伸缩依赖控制器配合支持等。

图4 vBRAS软化方案

而vBRAS云化方案由若干个服务器云化对外组成一台vBRAS,控制转发分离,控制转发弹性伸缩,以此克服vBRAS软化的不足,对外呈现较少的网元,弹性伸缩对周边配套服务器不可见,弹性伸缩也不依赖控制器,更适合在云化数据中心中部署。

图5 vBRAS云化方案

vBRAS自动弹性伸缩

自动弹性伸缩是vBRAS的关键能力,根据负载情况动态扩展资源,创建和回收vBRAS,基于CPU、利用率、用户数、转发容量等自动负载均衡算法,实现MANO自动感知调度系统,资源动态均衡,业务无感知。自动弹性伸缩较原来传统BRAS软硬件一体的方式,能够最大限度地提升硬件资源的利用效率。

vBRAS自动弹性伸缩流程如图6所示。

图6 vBRAS自动弹性伸缩,资源动态均衡

① 理员在MANO上配置负载阀值和业务策略;

② vBRAS将负载情况实时上报给MANO;

③ MANO判断负载阀值,驱动vBRAS的scale out动作,创建新的VM并打通其与基础网络的通讯通道;

④ 从EMS可以看到vBRAS在scale out之后性能提升。

vBRAS可靠性设计

vBRAS的可靠性设计将继承传统BRAS的可靠性技术,比如Trunk、双主控和双机热备等,同时将传统的可靠性技术应用到云环境,以应对VM故障、服务器故障、机架故障和机房故障等,尤其是基于云的特点,vBRAS提供VM级的故障自愈,自动恢复技术。

通过MANO自动创建新的VM,取代故障VM,始终保持双主状态,无需人工干预。基于VM的故障自愈流程为STEP1:正常状态;STEP2:主控VM故障,备控VM升主;STEP3:启用服务器3,重新恢复双主状态。

图7 vBRAS VM级别的故障自愈

vBRAS引入思路及演进步骤

在IP城域网的层次结构中,城域业务控制层位于宽带接入层和城域核心层交汇处,承上启下,BRAS设备作为城域业务控制层的重要网元,不仅作为宽带用户接入网络的锚点,同时也是运营商电信级业务的接入控制点,BRAS设备是IP城域网由简单的因特网接入网络向电信级业务可运营的城域网络转型的关键。

城域网vBRAS引入整体思路

城域网引入SDN/NFV,BRAS设备首当其冲,但由于其复杂性及重要性,vBRAS的引入将是分阶段、分步骤的,不能一蹴而就。

业务控制层vBRAS改造整体思路:引入NFV技术,实现BRAS设备的软件化和虚拟化,以边缘DC为载体,实现业务控制层软硬件解耦,同时实施POP点的收缩归并,实现城域网由边缘DC和区域DC为中心的目标架构;在目标架构基础上引入SDN技术,实现vBRAS控制和转发分离,同时结合物理BRAS池化组网,达到物理BRAS和vBRAS虚实组网和共管,强化控制能力,提升转发效率;最后结合NFV管理平台和编排体系,结合SDN控制器,实现端到端网络资源的协同控制,业务链编排以及网络能力开放,解决策略控制瓶颈问题以及带宽经营、宽带业务创新等问题。

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