BRAS SDN&NFV演进思路

        随着互联网业务不断地丰富，特别是云计算、大数据、万物互联等业务的发展，对基础网络设施提出了更高要求，包括大带宽资源、高可靠性及灵活资源调度。传统的电信网络在快速发展的互联网业务面前显得捉襟见肘。SDN和NFV技术的涌现给网络演进注入了新元素与动力。BRAS设备位于城域网边缘，是用户实现各种业务的入口及策略执行点，是整个互联网业务的核心节点。BRAS与SDN、NFV技术的结合是未来网络演进的方向，是实现未来弹性网络的关键。

现有BRAS部署及运营难题

　　现阶段，BRAS（Broadband Remote Access Server）设备是软硬件一体化的专用设备，是典型的控制与转发紧耦合网络设备。在设备规模应用及业务运营过程中，一系列问题逐渐浮现。

　　设备资源难以复用及共享。单台设备环境中，经常出现转发面与控制面资源不协调的矛盾，部分高带宽要求节点，如承接光网城市高速接入用户区域，转发端口及带宽资源消耗殆尽，而用户会话及QoS队列、ACL队列等控制面资源有余；部分节点承载着大量长时间在线业务，如IMS、ITMS等，用户会话等控制面资源耗光，而空闲端口资源却十分丰富。此外，多台BRAS设备之间无法形成负荷分担，存在忙闲不均情况，导致投资资源未被充分利用。部份BRAS设备用户量、数据流量已经很高，面临扩容的压力；但同时，部分BRAS设备用户量、流量稀少，设备利用率非常低。

　　设备能力提升与硬件强相关，升级困难。硬件升级方面，从10G升级到40G、40G升级到100G、100G升级到400G、400G再到更高性能的硬件平台，每次提升都需大量的投资，且低能力设备及板卡可利旧率较低。软件升级方面，业务功能实现与硬件相关，需要同时满足特定的硬件及软件升级才能达到相应的水平，给新业务部署带来极大的阻碍，拖延业务上线时间。

　　设备配置与设备底层OS强相关，基本采用CLI方式，配置效率低；且不同设备需预置大量用户策略，运维工作量大。每台设备上线都需重新配置，无可重用性，对运营工程师能力要求高。以目前国内运营商正在部署的智能提速业务为例，基本都是在BRAS上配置静态策略模板，n种业务就在设备上配置2n-1个策略模板，模板数呈指数级增加，带来巨大的运维管理压力。

　　设备实现融合业务难度大，需硬软件同时升级。业务融合包括BRAS与SR的融合、与CGN的融合、与FW的融合、与DPI的融合等，需配置相应的专用功能卡。此外，软件功能需同时进行相应业务模块开发与整合，增加软件版本复杂度，且带来软件不稳定、软件开发成本急剧上升、软件升级周期长等问题。

BRAS转型之路

　　电信运营商互联网化转型需求迫切。业务云化成为了互联网业务发展的趋势，对底层网络提出了软件可编程要求。上层应用希望能通过网络提供的可编程接口，实现应用驱动的网络资源调度与管理，从而促进增值应用的快速迭代开发。SDN与NFV技术是实现网络转型的利器。SDN强调转发与控制分离，实现集中式管理，提升网络运营效率。NFV技术提倡采用通用x86服务器实现网络业务功能，在降低硬件成本的同时提升软件可编程水平，加快软件开发周期。

　　SDN、NFV与边缘控制设备的融合(如图1所示)，是下一代智能边缘研发方向，可解决当前遇到的难题与满足业务需求。vBRAS具备以下优势：

　　●   设备转发平面与控制平面分离，打破当前设备封闭性，实现网络功能与硬件的松耦合，设备硬件及软件升级简单。

　　●   设备资源可虚拟化，可采用云技术进行承载，可实现弹性伸缩，可根据业务的具体需求，动态地扩容或者缩减资源。

　　●   设备融合业务增强更加简单，可采用软件模块实现专用的业务功能，提升增值业务能力。

　　●   控制面集中管理，可实现整网业务策略的统一部署，提升业务上线速率，增强市场竞争力。

　　●   理想情况下，设备控制平面与转发平面可形成相应的资源池，可实现弹性扩展及灵活调度，提升资源利用率及高可靠性。

BRAS SDN&NFV演进思考

　　vBRAS是运营商实现未来云网融合目标架构关键要素，是业界研究热点。现阶段，vBRAS还处于设备软化阶段，预计2017年后才出现真正标准意义上的vBRAS。整体来看，vBRAS有两条演进路线，如图2所示。

　　线路一，可称为“IT线”，采用标准x86服务器实现网络功能，当前主要实现是vBRAS作为一个整体，运行在服务器上；未来可基于软件功能分集，每个功能作为单独的虚拟机，实现按需部署与扩容。“IT线”主要难点是x86服务器转发性能不足，小字节报文处理性能较差。

　　线路二，可称为“CT线”，优先实现转发控制分离，控制平面采用通用x86服务器，转发平面采用专用转发设备。未来可基于白牌设备发展，逐步演进至通用转发设备。“CT线”暂不存在性能处理方面的问题，但白牌设备等发展有待产品链进一步推动。

　　随着SDN及NFV大规模试点，业界表现出一定的理性，网络演进无法一蹴而就。网络演进需同时兼顾传统网络部署及未来新业务需求。网络边缘设备是同时要求支持丰富业务控制及流量高速转发的节点，vBRAS应推动往“CT线”方向发展，以满足未来业务链发展。

　　首先，推动BRAS设备控制与转发分离。控制面基于服务器实现虚拟化，转发面使用专用转发设备，部署在城域网边缘，实现SDN架构的BRAS转发。运营商可在现有网络架构之下能分享到SDN&NFV新技术带来的好处。

　　进一步，推动控制平面集中部署及池化，实现控制平面的冗余及灵活扩展。同时推动IDC网络下移，在城域网POP点构建微型IDC，实施云平台在城域的延伸；构建云化vBRAS池。

　　更进一步，基于云化思维构建城域vPOP，弹性部署vDPI、vFireWall等增值模块；部署城域业务链平台，提供基于用户的增值业务，实现新型业务收入。

　　与此同时，推动通用转发设备产业链发展，逐步实现转发设备池化。