隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)不斷地豐富，特別是云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、萬(wàn)物互聯(lián)等業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施提出了更高要求，包括大帶寬資源、高可靠性及靈活資源調(diào)度。傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)在快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)面前顯得捉襟見(jiàn)肘。SDN和NFV技術(shù)的涌現(xiàn)給網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)注入了新元素與動(dòng)力。BRAS設(shè)備位于城域網(wǎng)邊緣，是用戶實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的入口及策略執(zhí)行點(diǎn)，是整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的核心節(jié)點(diǎn)。BRAS與SDN、NFV技術(shù)的結(jié)合是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向，是實(shí)現(xiàn)未來(lái)彈性網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。
現(xiàn)有BRAS部署及運(yùn)營(yíng)難題
現(xiàn)階段，BRAS（Broadband Remote Access Server）設(shè)備是軟硬件一體化的專用設(shè)備，是典型的控制與轉(zhuǎn)發(fā)緊耦合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在設(shè)備規(guī)模應(yīng)用及業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，一系列問(wèn)題逐漸浮現(xiàn)。
設(shè)備資源難以復(fù)用及共享。單臺(tái)設(shè)備環(huán)境中，經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)面與控制面資源不協(xié)調(diào)的矛盾，部分高帶寬要求節(jié)點(diǎn)，如承接光網(wǎng)城市高速接入用戶區(qū)域，轉(zhuǎn)發(fā)端口及帶寬資源消耗殆盡，而用戶會(huì)話及QoS隊(duì)列、ACL隊(duì)列等控制面資源有余；部分節(jié)點(diǎn)承載著大量長(zhǎng)時(shí)間在線業(yè)務(wù)，如IMS、ITMS等，用戶會(huì)話等控制面資源耗光，而空閑端口資源卻十分豐富。此外，多臺(tái)BRAS設(shè)備之間無(wú)法形成負(fù)荷分擔(dān)，存在忙閑不均情況，導(dǎo)致投資資源未被充分利用。部份BRAS設(shè)備用戶量、數(shù)據(jù)流量已經(jīng)很高，面臨擴(kuò)容的壓力；但同時(shí)，部分BRAS設(shè)備用戶量、流量稀少，設(shè)備利用率非常低。
設(shè)備能力提升與硬件強(qiáng)相關(guān)，升級(jí)困難。硬件升級(jí)方面，從10G升級(jí)到40G、40G升級(jí)到100G、100G升級(jí)到400G、400G再到更高性能的硬件平臺(tái)，每次提升都需大量的投資，且低能力設(shè)備及板卡可利舊率較低。軟件升級(jí)方面，業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)與硬件相關(guān)，需要同時(shí)滿足特定的硬件及軟件升級(jí)才能達(dá)到相應(yīng)的水平，給新業(yè)務(wù)部署帶來(lái)極大的阻礙，拖延業(yè)務(wù)上線時(shí)間。
設(shè)備配置與設(shè)備底層OS強(qiáng)相關(guān)，基本采用CLI方式，配置效率低；且不同設(shè)備需預(yù)置大量用戶策略，運(yùn)維工作量大。每臺(tái)設(shè)備上線都需重新配置，無(wú)可重用性，對(duì)運(yùn)營(yíng)工程師能力要求高。以目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商正在部署的智能提速業(yè)務(wù)為例，基本都是在BRAS上配置靜態(tài)策略模板，n種業(yè)務(wù)就在設(shè)備上配置2n-1個(gè)策略模板，模板數(shù)呈指數(shù)級(jí)增加，帶來(lái)巨大的運(yùn)維管理壓力。
設(shè)備實(shí)現(xiàn)融合業(yè)務(wù)難度大，需硬軟件同時(shí)升級(jí)。業(yè)務(wù)融合包括BRAS與SR的融合、與CGN的融合、與FW的融合、與DPI的融合等，需配置相應(yīng)的專用功能卡。此外，軟件功能需同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)業(yè)務(wù)模塊開(kāi)發(fā)與整合，增加軟件版本復(fù)雜度，且?guī)?lái)軟件不穩(wěn)定、軟件開(kāi)發(fā)成本急劇上升、軟件升級(jí)周期長(zhǎng)等問(wèn)題。
BRAS轉(zhuǎn)型之路
電信運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)網(wǎng)化轉(zhuǎn)型需求迫切。業(yè)務(wù)云化成為了互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)提出了軟件可編程要求。上層應(yīng)用希望能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供的可編程接口，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度與管理，從而促進(jìn)增值應(yīng)用的快速迭代開(kāi)發(fā)。SDN與NFV技術(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的利器。SDN強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，實(shí)現(xiàn)集中式管理，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率。NFV技術(shù)提倡采用通用x86服務(wù)器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)功能，在降低硬件成本的同時(shí)提升軟件可編程水平，加快軟件開(kāi)發(fā)周期。
SDN、NFV與邊緣控制設(shè)備的融合(如圖1所示)，是下一代智能邊緣研發(fā)方向，可解決當(dāng)前遇到的難題與滿足業(yè)務(wù)需求。vBRAS具備以下優(yōu)勢(shì)：
● 設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)平面與控制平面分離，打破當(dāng)前設(shè)備封閉性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能與硬件的松耦合，設(shè)備硬件及軟件升級(jí)簡(jiǎn)單。
● 設(shè)備資源可虛擬化，可采用云技術(shù)進(jìn)行承載，可實(shí)現(xiàn)彈性伸縮，可根據(jù)業(yè)務(wù)的具體需求，動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)容或者縮減資源。
● 設(shè)備融合業(yè)務(wù)增強(qiáng)更加簡(jiǎn)單，可采用軟件模塊實(shí)現(xiàn)專用的業(yè)務(wù)功能，提升增值業(yè)務(wù)能力。
● 控制面集中管理，可實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)業(yè)務(wù)策略的統(tǒng)一部署，提升業(yè)務(wù)上線速率，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
● 理想情況下，設(shè)備控制平面與轉(zhuǎn)發(fā)平面可形成相應(yīng)的資源池，可實(shí)現(xiàn)彈性擴(kuò)展及靈活調(diào)度，提升資源利用率及高可靠性。
BRAS SDN&NFV演進(jìn)思考
vBRAS是運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)未來(lái)云網(wǎng)融合目標(biāo)架構(gòu)關(guān)鍵要素，是業(yè)界研究熱點(diǎn)。現(xiàn)階段，vBRAS還處于設(shè)備軟化階段，預(yù)計(jì)2017年后才出現(xiàn)真正標(biāo)準(zhǔn)意義上的vBRAS。整體來(lái)看，vBRAS有兩條演進(jìn)路線，如圖2所示。
線路一，可稱為“IT線”，采用標(biāo)準(zhǔn)x86服務(wù)器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能，當(dāng)前主要實(shí)現(xiàn)是vBRAS作為一個(gè)整體，運(yùn)行在服務(wù)器上；未來(lái)可基于軟件功能分集，每個(gè)功能作為單獨(dú)的虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)按需部署與擴(kuò)容。“IT線”主要難點(diǎn)是x86服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)性能不足，小字節(jié)報(bào)文處理性能較差。
線路二，可稱為“CT線”，優(yōu)先實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)控制分離，控制平面采用通用x86服務(wù)器，轉(zhuǎn)發(fā)平面采用專用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。未來(lái)可基于白牌設(shè)備發(fā)展，逐步演進(jìn)至通用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。“CT線”暫不存在性能處理方面的問(wèn)題，但白牌設(shè)備等發(fā)展有待產(chǎn)品鏈進(jìn)一步推動(dòng)。
隨著SDN及NFV大規(guī)模試點(diǎn)，業(yè)界表現(xiàn)出一定的理性，網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)無(wú)法一蹴而就。網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)需同時(shí)兼顧傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署及未來(lái)新業(yè)務(wù)需求。網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備是同時(shí)要求支持豐富業(yè)務(wù)控制及流量高速轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點(diǎn)，vBRAS應(yīng)推動(dòng)往“CT線”方向發(fā)展，以滿足未來(lái)業(yè)務(wù)鏈發(fā)展。
首先，推動(dòng)BRAS設(shè)備控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離。控制面基于服務(wù)器實(shí)現(xiàn)虛擬化，轉(zhuǎn)發(fā)面使用專用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，部署在城域網(wǎng)邊緣，實(shí)現(xiàn)SDN架構(gòu)的BRAS轉(zhuǎn)發(fā)。運(yùn)營(yíng)商可在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之下能分享到SDN&NFV新技術(shù)帶來(lái)的好處。
進(jìn)一步，推動(dòng)控制平面集中部署及池化，實(shí)現(xiàn)控制平面的冗余及靈活擴(kuò)展。同時(shí)推動(dòng)IDC網(wǎng)絡(luò)下移，在城域網(wǎng)POP點(diǎn)構(gòu)建微型IDC，實(shí)施云平臺(tái)在城域的延伸；構(gòu)建云化vBRAS池。
更進(jìn)一步，基于云化思維構(gòu)建城域vPOP，彈性部署vDPI、vFireWall等增值模塊；部署城域業(yè)務(wù)鏈平臺(tái)，提供基于用戶的增值業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)新型業(yè)務(wù)收入。
與此同時(shí)，推動(dòng)通用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備池化。
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