建云、筑池，探索下一代城域网架构——河南移动BRAS云化、池化实践

随着互联网应用的不断丰富，视频、云计算、物联网等业务的飞速发展对运营商基础网络设施提出了更高的要求，包括大带宽、高可靠性及灵活资源调度能力等。近年来，河南移动家庭宽带业务发展迅速，预计到2017年初，宽带用户数将超过400万，互联网电视业务超200万，视频业务渗透率达40%；智慧城市、政务云、蓝天卫士等新型数字化业务也稳步推进。面对蓬勃发展的业务，作为河南移动城域网业务的综合接入点，现网BRAS面临着业务流量迅猛增长、新业务亟待快速开通等问题。为此，河南移动联合华为公司，在城域BRAS云化及池化方面进行了 合作创新，从云化新型设备形态、存量网络池化不同技术入手，多维度深入研究了未来城域网架构转型。

一、云化BRAS实践分析

云化BRAS(CloudBRAS)建立在虚拟化技术和云计算的基础上，核心是实现软硬件解耦和业务自动化。基于NFV及云化技术实现的CloudBRAS可实现弹性伸缩，根据业务的具体需求，动态扩容或缩减资源；同时采用软件模块实现专用的业务功能，提升增值业务能力。

专用电信设备和云化BRAS设备相结合，云网协同，将VoIP、IMS这类小流量、多session业务迁移到CloudBRAS上试点，发挥CloudBRAS计算资源的优势，减少对物理BRAS的Session资源消耗。而大流量的HSI和IPTV保留在物理BRAS承载，提供大吞吐量和低时延的转发，有效保障了用户体验。

业界IT设备和电信设备当前通用性能比较

CloudBRAS试点阶段，河南移动对华为公司基于云化架构的CloudBRAS进行了云化关键技术测试、用户接入功能及规格、路由、QOS等多项严格测试，同时将部分用户上网流量分流至CloudBRAS,视频流量依然保留在传统物理BRAS上，通过验证，发现CloudBRAS基本具备物理BRAS所需主要功能，达到分担现网物理BRAS压力目的。

试点实践中，华为CloudBRAS结合云化及虚拟化技术特点，在弹性架构、电信级可靠性及可运维能力方面进行优化：

1）采用Multi-VM云化架构，支持弹性伸缩（Scale in/out），根据业务量的增减情况灵活增加/释放所占用虚拟机资源，秒级完成业务量自动迁移，业务不中断；

2）结合云化技术，通过控制面主备保护、组件故障动态拉起新VM实现故障自愈、网络链路级故障保护等多种技术，实现在IT硬件上构建电信级可靠性方案；

3）云管理系统和电信运维系统拉通管理，实现虚拟化资源自动部署、可视管理，故障及性能监控、业务自动化部署。

二、物理BRAS池化实践

为解决现网物理BRAS Session与转发不匹配、IP地址不均衡等问题，河南移动还联合华为公司在BRAS池化进行有益探索，利用软件控制技术实现对多台物理BRAS之间的地址资源、Session资源进行统一调配，达到整网资源高效利用的目的。

BRAS池化试点阶段，通过将现网多台BRAS形成池组，通过软件控制技术，实现现网IP地址及Session资源高效利用：

1）按BRAS池组实现IP地址统一分配、自动申请、续租和释放，实现IP地址高效利用；

2）综合BRAS池组内的各BRAS单板的带宽及Session资源消耗情况，合理设置带宽、Session阀值，科学调度BRAS单板的资源，达到BRAS资源高效利用。

三、BRAS CU分离演进目标架构

通过创新实践，河南移动及华为公司认为云化CloudBRAS及物理BRAS池组化均不能完全解决业务发展及高效管理问题，后续城域BRAS演进是基于云化技术，实现BRAS-CP（BRAS-Control Plane）和BRAS-UP（BRAS-User Plane）分离，BRAS-CP面采用通用x86服务器集中部署，BRAS-UP面采用专用转发设备或云化设备构成转发池组。

BRAS CU分离方案既利用云化技术实现BRAS-CP面功能，达到全网BRAS资源统一调度管理、管理面按需弹性伸缩、新业务快速上线及简化运维的目的，又通过CU分离技术使得转发面兼容现网存量BRAS，充分利用电信级网元的转发容量大、性能高、易部署等特点，发挥ICT融合的虚实共管能力：

1）BRAS-CP面统一调度用户Session及IP地址池，提升全网资源利用率；

2）BRAS-CP面统一与AAA、EMS、DHCP Server等系统对接，简化与外部系统对接配置，快速系统集成及业务上线；

3）BRAS-CP面统一配置BRAS-UP面数据，支持BRAS-UP面网络拓扑呈现、告警统一监控，提高运维效率；

4）BRAS-CP面统一完成BRAS-UP面用户拨号管理，实现用户认证授权及差异化策略管理，支持新业务快速上线；

5）BRAS-CP面新增，现网BRAS设备平滑升级，支持BRAS-UP功能；

6）BRAS-UP面可实可虚，虚实共管，大流量、时延敏感业务（如4K/VR/5G等）通过物理BRAS-UP转发，大Session、小流量、时延不敏感业务（如WLAN /RMS等）通过云化BRAS-UP转发。

后续，河南移动将继续和华为公司一道，结合移动集团对BRAS CU分离研究成果及河南移动现网实际业务发展需求，积极推进基于BRAS CU分离的现网实践，摸索满足未来业务发展需求的最佳城域网架构。

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