中兴通讯vBRAS打造高性能网络

电信网络SDN&NFV化目前已成为一个趋势和共识，建设综合的多业务接入边缘，实现多业务的融合，是未来城域网、接入网改造的一个重点。作为接入边缘的核心：BRAS设备，是综合多业务接入边缘改造的一个重点。BRAS进行综合多业务接入边缘改造的方案之一就是实现BRAS的虚拟化（vBRAS）。vBRAS的研究是目前研究运营商、通信设备厂商的热点之一，vBRAS方案呈现了传统的CT厂商和IT厂商融合的趋势。目前vBRAS存在几种主要的方案和思路：

1）控制面和转发面分离：控制面采用通用服务器实现虚拟化，转发面采用专用设备实现高性能转发；

2）控制面和转发面分离：控制面采用通用服务器实现虚拟化，转发面采用通用服务器设备实现数据转发；

3）控制面和转发面未分离，采用整体虚拟化方案。

本文主要介绍中兴通讯的vBRAS方案。

简化网络架构

图1是中兴通讯目前实现的vBRAS方案的总体框架，从这个方案中看到中兴通讯目前vBRAS采用的是前面描述的三种方案中的第一种方案（控制面和转发面分离：控制面采用通用服务器实现虚拟化，转发面采用专用设备实现高性能转发）。从这个框架中主要体现出两部分：控制面和转发面。控制面就是图1中的vBRAS部分，这部分基于NFV架构实现虚拟化。因为是基于NFV架构实现的，所以能够享受NFV架构带来的好处：

1）通用硬件平台，实现业务与硬件平台的解耦，充分享用通用平台带来的灵活性、便捷性，减少TCO；

2）业务动态创建，能力开放，减少业务推出时间，快速响应市场要求；

3）灵活可变的软件系统，促进软件的模块化设计和灵活加载；

4）资源动态分配，弹性伸缩；

5）虚机备份，实现热迁移，实现高可靠性。

转发面采用传统的专用硬件设备实现高性能的转发。从图1中看到转发采用现有的物理BRAS设备通过网络部署改造，将BRAS设备池化，从而形成了转发资源池，这种方案的好处是：

1）充分利用现网设备，尽量少的网络架构变更带来新技术的体验；

2）转发面软件复杂度大大降低，转发面只实现转发行为相关的流转发行为，复杂的控制面全部分离到控制面，有利于新业务的快速部署，降低运维的复杂度；

3）传统BRAS设备做转发，转发性能高，支持的业务丰富；

4）转发面资源池化，充分挖掘现网设备能力。目前，运营商网络的BRAS设备的接入能力普遍是很强的，比如中兴通讯M6000系列BRAS设备，单台设备最大并发用户可以支持到256K。但是，运营商实际部署的时候，一般单台设备的最大用户数就几万，只发挥了不到设备最大能力的一半。转发面池化后，可以充分发挥设备的能力，从而大大节省运营商的投资；

5）转发面资源池化，提高可靠性。中兴通讯vBRAS方案转发面可以实现冷备或热备的功能。转发面池化的备份由原来的1：1的备份或者很多地方没有备份的方式变成了M：M的备份，可靠性大大提高；

图1的方案还有一个重要的一点就是控制面与转发面之间的接口，图1中显示中兴通讯vBRAS方案控制面和转发面采用OF（Openflow）接口或者Netconf接口实施。这样实现的好处是：

1）OF、Netconf接口，接口扩展容易；

2）接口标准化，实现控制与转发的解耦，有利于商用部署，比如异厂家的对接等；

3）硬件可以实现通用化，采用通用的硬件平台，降低运营商的投资和运维的复杂度；

4）转发通过SDN架构集中控制，端到端的能力强，有利于部署端到端的BRAS业务。

网络架构“零改动”

图2描述了中兴通讯vBRAS方案的业务流程。业务流程主要分成两部分：控制面协商流程和转发面数据转发流程。从图2中可以看到控制面的流程：所有控制面的协商都从BRAS转发设备进行了剥离，当BRAS转发设备收到控制报文后，比如PPPOE、DHCP协议控制报文，转发BRAS设备将这些报文直接转发到vBRAS的控制面，由控制面和用户进行协商，用户的认证、计费等业务由vBRAS控制面直接和AAA进行交互的。这个流程体现了vBRAS方案完全的控制与转发分离的特性，是典型的SDN实施和部署方案。

图2中还描述了数据流量转发流程，从图2中看到，数据转发流程和控制流程的路径是不一致的，数据转发流程直接通过BRAS转发设备进行转发，转发的路径和传统的BRAS设备的转发路径是基本一致的。这个方案的部署对现网的业务和网络部署改动小，容易实施，用户体验不会降低。

走向功能虚拟化

前面简单介绍了中兴通讯的vBRAS方案。但是，仅仅是vBRAS一个阶段目标或者特定场景下的一个方案。目前BRAS设备逐渐发展成为多业务融合的BNG设备，BNG设备是多业务融合的网关设备，包含了BRAS、CGN、FW、DPI等。所以vBRAS方案只是实现了BRAS部分（宽带用户接入部分）的虚拟化是不够的，vBNG方案是未来BRAS/BNG设备演进的更进一步的方案。

1）BNG中的业务功能全部虚拟化：vBRAS、vCGN、vFW等，这些vXX虚拟业务功能采用业务链（SFC）的方式进行组织；

2）对vBNG的网络部署和方案目前还处在研讨阶段，还很不成熟，但是可以肯定的是，vBNG必定是城域网SDN&NFV改造的核心之一。