【IT168 案例】转控分离vBRAS架构结合NFV设备云化和SDN集中管理的优势，不仅解决了运营商资源利用率低、管理运维复杂和新业务上线慢等痛点，而且更符合现网设备的升级演进方向，同时也为未来的固移融合打下坚实的技术基础。该项目为计划部牵头，研究院作为项目承担单位共同完成的。目前，转控分离vBRAS已经在中国移动北京公司、江苏公司、浙江公司等6个省公司等试点商用，承载现网实际用户超过1000户。

　　一、 案例解决方案概述

　　转控分离vBRAS就是在城域网边缘引入NFV和SDN技术，将传统BRAS的控制面(BRAS-CP)和转发面(BRAS-UP)进行分离和解耦，控制面采用虚拟化/云化技术实现并集中部署，实现对多个BRAS-UP的统一管理。

　　1) 转控分离vBRAS系统架构：转控分离vBRAS系统由控制面BRAS-CP和转发面BRAS-UP以及控制面和转发面之间的接口组成。BRAS-CP负责用户的控制与管理，BRAS-UP负责用户数据报文的转发，执行传统BRAS设备转发面的功能，控制面和转发面之间的接口包括业务接口、管理接口、控制接口。业务接口传递PPPoE、IPoE、L2TP等协议报文，管理接口实现BRAS-CP对BRAS-UP的配置下发，控制接口实现BRAS-CP向BRAS-UP下发转发表项以及BRAS-UP向BRAS-CP上报业务事件。

　　图1：转控分离vBRAS系统架构图

　　图2：转控分离vBRAS系统功能划分

　　2) 转控分离vBRAS系统功能划分：从功能上来看，控制转发分离vBRAS主要包括控制面(BRAS-CP)和转发面(BRAS-UP)两个部分。其中：

　　● 控制面(BRAS-CP)定位为用户控制管理部件，主要包含：用户接入控制(ACC)、用户管理(UCM)、认证授权计费(AAA)、配置管理(CM)、地址管理(AM)、UP管理(UPM)等功能模块。

　　● 转发面(BRAS-UP)定位为三层网络边缘及用户策略执行部件，主要包含流量转发、QoS、流量统计等纯转发面功能，以及动态路由协议等管道类控制面功能。

　　3) 转控分离vBRAS部署：针对大流量业务场景，转发面采用高性能硬件技术实现并分布式部署，实现对大流量的本地高速卸载;而针对大session小流量业务，转发面可以采用NFV技术实现并集中式部署，统一实现对该种业务的集中处理。同时，控制面和转发面之间采用标准化的接口，便于实现跨版本、跨设备形态及跨厂家的CP和UP互通。

　　图3：转控分离vBRAS部署图

　　转控分离vBRAS系统架构具有如下的特点：

　　● BRAS业务转发面、控制面完全分离，破除转发面和控制面的紧耦合，有利于分别灵活扩容，互相不为约束;

　　● 对控制面进行集中化/云化，更易于集中管控，云化有助于弹性扩缩容，简化运维;

　　● 对转发面进行本地化，转发面流量大，本地化可以实现大流量本地卸载;

　　● 控制面采用软件实现，控制面属于计算密集型，适用于软件实现;

　　● 转发面主要采用专用硬件实现，转发面属于流量密集型，适用于高性能硬件实现。对于一些大session小流量业务可采用虚拟化技术实现来作为补充;

　　● 控制面与转发面之间采用标准接口，推动高性能转发面的标准化、通用化。

　　该架构的优势明显，转发控制完全分离，彻底解耦，灵活性高。其中的x86(控制面)专注于计算密集型的表项管理，而采用高性能硬件的转发面专注于大流量转发，物尽其用、专注高效，可以彻底解决传统BRAS面临的各种挑战。

　　4) 转控分离vBRAS用户接入流程：转控分离vBRAS系统支持用户PPPoE&IPoE&L2TP用户的动态接入。其中， PPPoE用户接入流程如下图所示。

　　图4 用户接入流程

　　● 在PPPoE流程开始前，首先需要打通BRAS-CP和BRAS-UP之间的配置通道,可以通过EMS直接对BRAS-CP和BRAS-UP进行配置来实现配置通道的打通。配置通道打通后，BRAS-CP可通过该通道来配置报文上送通道和表项下发通道。BRAS-CP可实现对其所管理的所有BRAS-UP的BRAS业务的统一配置，包括BRAS接口的相关配置以及QOS模板的配置等。

　　● BRAS-UP接收到用户PPPoE接入报文，BRAS-UP通过报文上送通道上送到BRAS-CP。BRAS-CP处理PPPoE状态机，触发AAA认证及地址分配，通过报文上送通道下发回应报文到BRAS-UP，BRAS-UP将响应报文发送回用户。

　　● BRAS-CP创建用户转发表，并同步到用户表数据库。通过表项下发通道，BRAS-CP将用户转发表、用户地址路由信息下发到给BRAS-UP，BRAS-UP运行路由协议，生成网络转发表项，并将用户路由发布到网络侧，使得下行流量直接回到BRAS-UP。BRAS-UP收集用户上下行流量统计数据、计费信息、告警信息并通过表项下发通道定期上送给BRAS-CP。

　　二、 现网部署说明

　　图5 转控分离vBRAS系统部署组网图

　　转控分离vBRAS的现网部署组网如上图所示：

　　● BRAS-UP分布式部署于边缘机房，OLT连接到BRAS-UP;

　　● BRAS-CP部署核心机房，通过DC-GW和网络连接，保证BRAS-CP和网络中服务器路由可达，通过DC-GW、网络、CR设备与BRAS-UP设备链接，保证BRAS-CP和BRAS-UP路由可达;

　　● BRAS-CP和BRAS-UP相关位置分别放置在不同机房，控制链路通过PTN专线连接，通过VLAN透传相关数据，使用PTN专线的目的是为了控制通道隔离出来，且符合移动的现网情况;

　　● 两个BRAS-UP之间部署直连链路，部署默认路由发布。对用户到网络链路而言，针对BRAS-UP到CR的链路进行保护，避免某一BRAS-UP到CR链路出现故障出现此BRAS-UP所接入用户无法访问网络的情况。对网络到用户回程链路而言，由于路由只指向一台BRAS-UP，如果用户在另外一个BRAS-UP上线，可以通过直连链路到另外一个BRAS-UP从而下行流量指向用户，起到保护作用。

　　三、 商业价值

　　1) 转控分离vBRAS系统的试点商用已经验证了转控分离vBRAS系统在功能、性能、可靠性、可维护性、系统稳定性等多维度指标都能满足运营商实际需求。

　　● 针对转控分离vBRAS架构的功能/性能方面包括BRAS-CP管理BRAS-UP、BRAS-CP集中控制、报文上送、集中配置等能够覆盖现网业务的需求，符合运营商实际需求;

　　● 转控分离vBRAS系统支持固网场景业务，其业务能力满足运营商实际需求;

　　● 转控分离vBRAS系统已经支持VM可靠性、热备/温备、服务器可靠性等，转控分离vBRAS的可靠性满足运营商实际需求。

　　2) 转控分离vBRAS系统的试点商用验证了该架构的如下优势：

　　● 图形化集中运维：转控分离vBRAS系统支持图形化网管的部署，界面化的网管可以查看BRAS-CP下BRAS-UP的用户状态，地址使用，接口信息，BRAS-CP与BRAS-UP的通道状态，还可以通过BRAS-CP集中配置，易于配置BRAS业务配置，简化运维。

　　● 业务系统对接简化：统一的BRAS-CP与Radius server、DHCP Server等业务系统实现对接，避免了众多BRAS与业务系统的对接。

　　● 业务上线速率上线提升：很多BRAS的需求都是针对控制面的修改，比如Radius属性，QoS模板销售菜单的修改，传统方式控制面需求也需要统一升级版本，对于拥有超过上百台设备的运营商，升级时间要持续数月甚至1年。在转控分离架构下，仅需要升级BRAS-CP即可，效率大幅提升。这种方式将加快新业务上线速度。

　　● 用户上线效率大幅提升：由于云的计算能力的大幅提升，所以对于用户上线报文的处理，控制报文的处理速度都会大幅提升，用户体验也将大幅提升，这样的高效率同时还可以有效避免云中海量用户压力下的雪崩效应。

　　● 大幅节省配置工作量：传统分布式BRAS每台设备均需要基本配置如AAA、DHCP、QoS模板。转控分离后仅在BRAS-CP一次配置即可，基础Radius属性或者QoS配置模板的变更也在BRAS-CP配置，并下发到所有BRAS-UP设备，避免了大量维护人员的在多台BRAS-UP设备操作，大幅节省配置工作量。

　　● 资源利用率大幅提升：BRAS控制功能云化，转发面物理设备的用户规格不再受之前传统单设备上主控板羸弱的计算和存储限制，单BRAS-UP规格直接提升为单板规格的总和，BRAS-CP入云后BRAS-UP设备硬件保持不变的情况下用户规格提升数倍。

　　● IP地址共享高效利用：BRAS-CP入云后地址集中控制，按需分配，IP地址使用效率大幅提高。