建云、筑池，探索下一代城域網(wǎng)架構(gòu)——河南移動(dòng)BRAS云化、池化實(shí)踐

隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷豐富，視頻、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展對(duì)運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施提出了更高的要求，包括大帶寬、高可靠性及靈活資源調(diào)度能力等。近年來(lái)，河南移動(dòng)家庭寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，預(yù)計(jì)到2017年初，寬帶用戶數(shù)將超過(guò)400萬(wàn)，互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)超200萬(wàn)，視頻業(yè)務(wù)滲透率達(dá)40%；智慧城市、政務(wù)云、藍(lán)天衛(wèi)士等新型數(shù)字化業(yè)務(wù)也穩(wěn)步推進(jìn)。面對(duì)蓬勃發(fā)展的業(yè)務(wù)，作為河南移動(dòng)城域網(wǎng)業(yè)務(wù)的綜合接入點(diǎn)，現(xiàn)網(wǎng)BRAS面臨著業(yè)務(wù)流量迅猛增長(zhǎng)、新業(yè)務(wù)亟待快速開(kāi)通等問(wèn)題。為此，河南移動(dòng)聯(lián)合華為公司，在城域BRAS云化及池化方面進(jìn)行了深度合作創(chuàng)新，從云化新型設(shè)備形態(tài)、存量網(wǎng)絡(luò)池化不同技術(shù)入手，多維度深入研究了未來(lái)城域網(wǎng)架構(gòu)轉(zhuǎn)型。

一、云化BRAS實(shí)踐分析

云化BRAS(CloudBRAS)建立在虛擬化技術(shù)和云計(jì)算的基礎(chǔ)上，核心是實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦和業(yè)務(wù)自動(dòng)化?；贜FV及云化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的CloudBRAS可實(shí)現(xiàn)彈性伸縮，根據(jù)業(yè)務(wù)的具體需求，動(dòng)態(tài)擴(kuò)容或縮減資源；同時(shí)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。

專用電信設(shè)備和云化BRAS設(shè)備相結(jié)合，云網(wǎng)協(xié)同，將VoIP、IMS這類小流量、多session業(yè)務(wù)遷移到CloudBRAS上試點(diǎn)，發(fā)揮CloudBRAS計(jì)算資源的優(yōu)勢(shì)，減少對(duì)物理BRAS的Session資源消耗。而大流量的HSI和IPTV保留在物理BRAS承載，提供大吞吐量和低時(shí)延的轉(zhuǎn)發(fā)，有效保障了用戶體驗(yàn)。

業(yè)界IT設(shè)備和電信設(shè)備當(dāng)前通用性能比較

CloudBRAS試點(diǎn)階段，河南移動(dòng)對(duì)華為公司基于云化架構(gòu)的CloudBRAS進(jìn)行了云化關(guān)鍵技術(shù)測(cè)試、用戶接入功能及規(guī)格、路由、QOS等多項(xiàng)嚴(yán)格測(cè)試，同時(shí)將部分用戶上網(wǎng)流量分流至CloudBRAS,視頻流量依然保留在傳統(tǒng)物理BRAS上，通過(guò)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)CloudBRAS基本具備物理BRAS所需主要功能，達(dá)到分擔(dān)現(xiàn)網(wǎng)物理BRAS壓力目的。

試點(diǎn)實(shí)踐中，華為CloudBRAS結(jié)合云化及虛擬化技術(shù)特點(diǎn)，在彈性架構(gòu)、電信級(jí)可靠性及可運(yùn)維能力方面進(jìn)行優(yōu)化：

1）采用Multi-VM云化架構(gòu)，支持彈性伸縮（Scale in/out），根據(jù)業(yè)務(wù)量的增減情況靈活增加/釋放所占用虛擬機(jī)資源，秒級(jí)完成業(yè)務(wù)量自動(dòng)遷移，業(yè)務(wù)不中斷；

2）結(jié)合云化技術(shù)，通過(guò)控制面主備保護(hù)、組件故障動(dòng)態(tài)拉起新VM實(shí)現(xiàn)故障自愈、網(wǎng)絡(luò)鏈路級(jí)故障保護(hù)等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在IT硬件上構(gòu)建電信級(jí)可靠性方案；

3）云管理系統(tǒng)和電信運(yùn)維系統(tǒng)拉通管理，實(shí)現(xiàn)虛擬化資源自動(dòng)部署、可視管理，故障及性能監(jiān)控、業(yè)務(wù)自動(dòng)化部署。

二、物理BRAS池化實(shí)踐

為解決現(xiàn)網(wǎng)物理BRAS Session與轉(zhuǎn)發(fā)不匹配、IP地址不均衡等問(wèn)題，河南移動(dòng)還聯(lián)合華為公司在BRAS池化進(jìn)行有益探索，利用軟件控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)物理BRAS之間的地址資源、Session資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，達(dá)到整網(wǎng)資源高效利用的目的。

BRAS池化試點(diǎn)階段，通過(guò)將現(xiàn)網(wǎng)多臺(tái)BRAS形成池組，通過(guò)軟件控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)IP地址及Session資源高效利用：

1）按BRAS池組實(shí)現(xiàn)IP地址統(tǒng)一分配、自動(dòng)申請(qǐng)、續(xù)租和釋放，實(shí)現(xiàn)IP地址高效利用；

2）綜合BRAS池組內(nèi)的各BRAS單板的帶寬及Session資源消耗情況，合理設(shè)置帶寬、Session閥值，科學(xué)調(diào)度BRAS單板的資源，達(dá)到BRAS資源高效利用。

三、BRAS CU分離演進(jìn)目標(biāo)架構(gòu)

通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐，河南移動(dòng)及華為公司認(rèn)為云化CloudBRAS及物理BRAS池組化均不能完全解決業(yè)務(wù)發(fā)展及高效管理問(wèn)題，后續(xù)城域BRAS演進(jìn)是基于云化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)BRAS-CP（BRAS-Control Plane）和BRAS-UP（BRAS-User Plane）分離，BRAS-CP面采用通用x86服務(wù)器集中部署，BRAS-UP面采用專用轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備或云化設(shè)備構(gòu)成轉(zhuǎn)發(fā)池組。

BRAS CU分離方案既利用云化技術(shù)實(shí)現(xiàn)BRAS-CP面功能，達(dá)到全網(wǎng)BRAS資源統(tǒng)一調(diào)度管理、管理面按需彈性伸縮、新業(yè)務(wù)快速上線及簡(jiǎn)化運(yùn)維的目的，又通過(guò)CU分離技術(shù)使得轉(zhuǎn)發(fā)面兼容現(xiàn)網(wǎng)存量BRAS，充分利用電信級(jí)網(wǎng)元的轉(zhuǎn)發(fā)容量大、性能高、易部署等特點(diǎn)，發(fā)揮ICT融合的虛實(shí)共管能力：

1）BRAS-CP面統(tǒng)一調(diào)度用戶Session及IP地址池，提升全網(wǎng)資源利用率；

2）BRAS-CP面統(tǒng)一與AAA、EMS、DHCP Server等系統(tǒng)對(duì)接，簡(jiǎn)化與外部系統(tǒng)對(duì)接配置，快速系統(tǒng)集成及業(yè)務(wù)上線；

3）BRAS-CP面統(tǒng)一配置BRAS-UP面數(shù)據(jù)，支持BRAS-UP面網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑尸F(xiàn)、告警統(tǒng)一監(jiān)控，提高運(yùn)維效率；

4）BRAS-CP面統(tǒng)一完成BRAS-UP面用戶撥號(hào)管理，實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證授權(quán)及差異化策略管理，支持新業(yè)務(wù)快速上線；

5）BRAS-CP面新增，現(xiàn)網(wǎng)BRAS設(shè)備平滑升級(jí)，支持BRAS-UP功能；

6）BRAS-UP面可實(shí)可虛，虛實(shí)共管，大流量、時(shí)延敏感業(yè)務(wù)（如4K/VR/5G等）通過(guò)物理BRAS-UP轉(zhuǎn)發(fā)，大Session、小流量、時(shí)延不敏感業(yè)務(wù)（如WLAN /RMS等）通過(guò)云化BRAS-UP轉(zhuǎn)發(fā)。

后續(xù)，河南移動(dòng)將繼續(xù)和華為公司一道，結(jié)合移動(dòng)集團(tuán)對(duì)BRAS CU分離研究成果及河南移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際業(yè)務(wù)發(fā)展需求，積極推進(jìn)基于BRAS CU分離的現(xiàn)網(wǎng)實(shí)踐，摸索滿足未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展需求的最佳城域網(wǎng)架構(gòu)。

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