研究与探讨 ；ｉ Ｃ Ｍ Ｎ ｅｔ ｖ Ｂ ＲＡＳ现网应用方案探讨 刘波，万昕，杨合林 ｝ 囤｛；多动通信巢闭设汁院有限公司山东分公司，山东济南 ｊ＿Ｉ…｛ 【摘要】 陋 ¨／ 暇 新、 务的 Ｈ ： ，现 也缘ｎ０一体化ＢＲＡｓ ¨ ｔ州 ｛＿Ｉ¨』 Ｊ｝』一 接入的 疋已 冯述ｒ＿电Ｉｆ们ｆ１ 城破 圯 碣ｌ 水．阴 Ｌｊ，＂ 』 城ｊ歧】叫】｛ｌ 』 ： ０ Ｊ ｔ ．通过ｆ 充ｖＢＲＡＳ＇＜ Ｊ￣ｕ ｉ ｌＩ ｖＢＲＡＳ， 川伺 １１： ｌ－ｕ ／． ＞ ． … Ｉ娥域叫 ｖＢＲＡＳ￣］ｉ； 棼 【关键词】 ｖＢＲＡＳ； ５ 离：刚珞ｆ圮化 中图分类号：Ｉ’Ｎ‘）Ｉ ５ ４ ｔ１…… Ｌｊｆ１Ｉ， ｌｉ ｓｓｎ ＩｆＩＩｌ（１一ＩＩｌＩＩｌ＿３）１８｛１３Ｉ】１４ 文献标志码：Ａ 文章编号：ｌ｛ｌ｛Ｊｆ，一１ＩＩＩ（）（ ｌ ）ｆ） —ｆ）１１７５一¨５ 引用格式：刘歧 万昕．杨合林ＣＭＮｅｔ、。ＢＲＡＳ＆Ｍ应用方案探讨ｔｌ 移动通信 ！… ４２（ ）：７５—７９ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ＣＭＮｅｔ ｖＢＲＡＳ ｉｎ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ＬＩＵ Ｂｏ，ＷＡＮ Ｘｉｎ，ＹＡＮＧ Ｈｅｌｉｎ １ （；ｌ （ Ｉｌ１’Ｊ）ｅｓｉｇｎ Ｉ Ｔ￣ｓｔｉｔｍ Ｌ１（：【＇ １．ｔｄ，Ｓｈ．ｍｄｏｎｇ ｌｈ’．ｉ１ｌＬ ｈ １ｉｌ１ ¨１ １Ｉ ｃ】Ｉ…．（：ｈｉｔ￣ａ） Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ｎｅｗ ｌｎｔｅｍｅｔ ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｔｉｌｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ＢＲＡＳ ｄｅｖｉｃｅ ａｔ ｔｉｌｅ ｅｄｇｅ ｉｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｌｌｅｔｗｏｒｋ（ＭＡＮ）ｗｈｉｃｈ ａｃｔｓ ａｓ ｔｈｅ ｇａｔｅｗａｙ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｕｓｅｒ ｓｅｗｉｃｅ ａｃｃｅｓｓ ｃａｎｎｏｔ ｓａｒｉｓｆｙ ｒｅｑｕｉｌ’ｅｎｌｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｔｂｒｅ，． ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ＭＡＮ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｌ‘ｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｔｌ ｖＢＲＡＳ，ｔｈｅ ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ ｏｆ、，ＢＲＡＳ ｉｎ ＭＡＮ ｗａｓ ｅｌａｂｏｌ‘ａｔｅｄ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｔｈｅ ｔｒａｉｌｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ ｏｆ ｖＢＲＡＳ ｉｌｌ ＭＡＮ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｉｔｕｒｅ． ｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ ｖＢＲＡＳ；ｔ１ 引言 当 Ⅱ，随着互联 ＋、ＯＴＴ运营模 的迅速发展， 设备已经无法满足需求。ｌ 此，构 资源灵活、操作 快捷的城城网边缘 拟化已迎 ｌ ｌ ｌｔ￣ 。本文通过研究 ｖＢＲＡＳ的整体架构和总体 Ｚ 现状，提出如 存移动城域 餐，结合移动城域 ｖＢＲＡＳ 网络流量旱蚪喷式增ｋ，网络规模越趋 杂，运维成 本也１５５－．，ｒｔ一离．．小仪如此，山丁互联 新、Ｊ 务的 … 不 ，备种业舒对带 资源以及推出速度等婪求越来 越尚．ｆｆｉｊ城城 边缘的ＢＲＡＳｉ￣ 作为实现各种用』、 、ｌ１， ２ ｃＭＮｅｔ网络现状及问题分析 ＣＭＮｅｔ定位于歼放的公众互联 ，是全球互联网的 一务接人的 走，－一： 』 以来是一种软瞍什一体化 并 用 的控圳 转发紧耦合的方式， ， 对运苻商 部分，承裁互联 炎 务 １』Ｉ乐移动互联 、ＩＩ，务主 城城 新、ｌ，】务 新助能的不断丰富，…体化的ＢＲＡＳ 要由ＣＭＮｅｔ承载，按照接人埘象ｎ］ 分为家庭宽带（含秆１ ＴＶ）、ＷＬＡＮ热点、集川 ， 专线相１４Ｇ用户等。 经过多年的网络优化 波，移动ＣＭＮ ｅｔ无论 蔫Ｉ ７５ ； ；研究与探讨ｉｉ 网络结构、网络负载、成本控制还是新技术应用等方 面，都处于业内比较优秀的水平，可以满足当前业务 转控一体化架构 ｖＢＮＧ架构一 ｖＢＮＧ架构二 软件转控分离架构 ｖＢＮＧ架构三 硬件转控分离架构 ５ ：０－ ５ ●０ ● ０ ０ ¨ ．０ 的发展需求。但随着业务的不断发展，网络仍存在一 下问题： 用户控制管理ＶＭ ， ２ ４ （１）资源利用不均 传统ＢＲＡｓ控制面软件与转发面硬件资源不相匹 配，在大并发用户、大并发流量的运营商网络场景下 （／￣￣ＨＳｌ、ＩＰＴＶ｛ｔＪＯＴＴ等），ＢＲＡＳ的控制面资源使用 图２ 业界ｖＢＲＡＳ产品架构 高性能转发池 殆尽，但转发面资源却只使用了一，』、部分，大部分处 于空闲状态。 （２）新业务部署慢 （１）架构１为转发与控制采用一体化模块，部署 传．￣ＢＲＡＳ设备为软硬件一体的封闭系统，扩展性 在同一ｖＭ上；转发能力、Ｑ０ｓ能力弱。 （２）架构２为转发与控制模块各自独立，部署在 不同ＶＭ上；转发能力、Ｑｏｓ能力弱，适用于大并发用 较差，设备能力的提升通过硬件的更新换代实现，直 接导致新 ＪＩｚ务开展的部署周期长，比如在ＢＲＡＳ上支持 智能应用提速增值业务，需要对现网设备进行软件甚 至硬件上的升级，现网大量设备升级周期较长。 （３）运维量大复杂 户数、小并发流量的场景。 （３）架构３将 责ＢＲＡＳ用户控制管理的部分与 转发面解耦．并虚拟化部署在ＶＭ之上，转发面采用高 Ｅｉｊ于传统ＢＲＡｓ设备在网络中位置逐渐下沉，设备 多而分散，斯且每台ＢＲＡＳ设备都是一个独立的系统单 元，导致现网中ＢＲＡＳ设备策略配置分散，需要预先配 置大量的复杂的用户策略，且不同厂家配置不一致， 运维及与策略服务器对接工作量巨大。 如图１所示，以ＬＬＪ东公司为例，城域网地市核心 性能专用硬件实现；转发能力、ＱｏＳ能力强，适用ｆ 大并发用户数、大并发流量的运营商阙络场景。 架构１中控制和转发仍为一体化设计，未实现转控 分离，不利于与ＳＤＮ技术的融合。架构２、３都实现了 转控分离，差别在于架构２的转发采用通用ｘ８６服务器 实现，而架构３的转发采用传统的基于ＮＰ的高性能专 用硬件实现。 机房／区县机房均部署ＢＲＡＳ，分布相对零散，全省 近５００台 ３．２ ｖＢＲＡＳ总体应用方案 通过在ＣＭＮｅｔ城域网上部署ｖＢＲＡＳ，实现控制转 发解耦，充分发挥转发面性能极＿５艮．降低成本。 （１）控制转发分离： ５２ ４６ ８ ６ 控制而集中化：位于核心机房，由ＮＦＶ实现灵活 控制、弹性扩展。 台 ２台 ３～４台 ５－６台 ７台以｝＝ 转发面本地化：位于汇聚机房，由专用硬件或 Ｘ８６实现大流量转发。 （２）采用ＳＤＮ架构： 机脐内ＢＲＡＳ数 ／ｆ 图１ 山东公司ＢＲＡＳ分布情况 控制而（ＢＲＡＳ－ＣＰ） ：集中的控制面，标准化 北向接口。 ３ ｖＢＲＡＳ整体部署方案 ３．１ ｖＢＲＡＳ架构 当前 ｌ ｖＢＲＡＳ产品的架构有图２所示三种。 转发面（ＢＲＡＳ．ＵＰ） 执行路由转发、ＡＣＬ及队 列调度功能。 ｖＢＲＡＳ总体啦用方案如图３昕示 、 ７６ ｌ 端：亳 ｉｉ研究与探讨 ｉ ｉ 转发设备成池。 ◇ ◇ ◇ 传 （２）ｖＢＲＡＳ近期组网架构如图４所示： 个个 所 髓 各 ２ 箍一 麟 量量 图３ ｖＢＲＡＳ总体应用方案 ｖＢＲＡＳ ｎ＇￣Ｖ６０００ 部署 ｖＢＲＡＳ－Ｃ ｎ部署 ｖ ＩＰＤｉｒ 幻 —— 控制流 一数据流 （１）部署原则：ＢＲＡＳ．ＵＰ部署于边缘机房； ＢＲＡＳ．ＣＰ部署于核心机房。 图４ ｖＢＲＡＳ近期组网架构 （２）分流原则：由汇聚交换机通过不同ｖｌａｎ实现 分流，部分流量切入转控分离ｖＢＲＡＳ。 ｖＢＲＡＳ转发池部署在地市核心节点机房，采用现 网ＢＲＡＳ硬件实现；ｖＢＲＡＳ．ｃ和管理域建议部署在省级 数据中心机房，采用Ｘ８６通用服务器＋软件形式部署。 对局两个省级中心的地市，可将省级地市ｌ ｖＢＲＡＳ—Ｃ 和省级地市２ ｖＢＲＡＳ．Ｃ互为容灾节点，当其中一个 ｖＢＲＡＳ．Ｃ出现故障，另一个ｖＢＲＡＳ．Ｃ承担起全部业务。 这种方案最大地保持了现网城域网架构不变， 同时利旧现网ＢＲＡＳ设备，节省了投资。同时实现了 （３）保护方式：用户同时连接传统ＢＲＡＳ和转控 分离ｖＢＲＡＳ，当转控分离ｖＢＲＡＳ故障后，用户需重新 拨号接入传统ＢＲＡＳ。 （４）网络通道：ＢＲＡＳ—ＣＰ与ＢＲＡＳ．ＵＰ之间的通 信流量在ＣＭＮｅｔ承载；用户流量在ＣＭＮｅｔ承载。 ４移动ｃＭＮｅｔ省网ｖＢＲＡｓ应用方案 针对移动城域网现网情况，ｖＢＲＡＳ部署采用架构 三进行组网，可分为近期、中期和远期三种方案。 ＢＲＡＳ的转发面／控制面分离，解决现网ＢＲＡＳ资源利用 不均、新业务部署周期长、运维复杂等问题。 由于移动现网ＢＲＡＳ设备数量众多，且分别零散， 近期方案建议分两步进行： 第一步：同局址内有多台Ｂ ＲＡ Ｓ设备的进行 ｖＢＲＡＳ池化，减少同一机房内ＢＲＡＳ设备的数量。 ４．１近期方案 ｖＢＲＡＳ转发池采用现网ＢＲＡＳ硬件实现；ｖＢＲＡＳ—Ｃ 采用ｘ８６通用服务器＋软件形式部署。 （１）规模部署建议 第二步：根据传输资源覆盖范围和用户规模，调 按照一个ｖＰＯＰ点１ ０万并发用户，每用户４个 Ｓｅｓｓｉｏｎ、每用户带宽按照ｌ００Ｍ计算。则一个ｖＰＯＰ点总 整用户的机房归属，减少局址数量，迎合“大容量， 少局所”的发展趋势。 近期方案需要验证现网ＢＲＡＳ如下功能：ＩＰＯＥ／ 带宽为１０ Ｔ。基于这个业务模型一个ｖＰＯＰ点采用２－３ 台Ｍ６０００一Ｓ转发设备成池。ｖＢＲＡＳ控制面集中部署在 ＰＰＰｏＥ用户接入功能、ＱｏＳ功能、ＩＰＴＶ业务、可靠 性（符合分担、备份）、ＣＧＮ功能和地址池化集中 城域网核，Ｌ，ＤＣ，转发面部署在现有ＢＲＡＳ机房，２～３台 辱２０ １ ８年第３嘉。期 Ｉ一／，７， 强 ；研究与探讨ｉ； 管理功能。 ２）Ｘ８６转发池分担了部分ｓｅｓｓｉｏｎ，降低对高性能 转发池的流表开销； ４．２中期方案 如图５所示，ｖＢＲＡｓ转发池采用现网ＢＲＡＳ硬件 ＋Ｘ８６通用服务器形式实现；ｖＢＲＡＳ—Ｃ采用Ｘ８６通用服 务器＋软件形式部署。 ３）无需改动网络架构，业务无缝迁移。 中期方案需要验证现网ＢＲＡｓ如下功能：ＩＰｏＥ／ ＰＰＰｏＥ大容量业务承载和低速、大ｓｅｓｓｉｏｎ容量业务上 移ＤＣ处理。 ｖＢＲＡＳ．Ｃ和管理域依然建议部署在省级数据中心 机房；采用Ｘ８６通用服务器＋软件形式部署；对局两个 省级中心的地市，可将省级地市１ ｖＢＲＡＳ．Ｃ和省级地 ４．３远期方案 如图６所示，在中期方案基础上，ｖＢＲＡＳ－Ｃ采用 二级架构模式。 市２ ｖＢＲＡＳ．Ｃ互为容灾节点。 ｖＢＲＡＳ．Ｕ转发池采用两种方式部署： ｖＢＲＡＳ．Ｃ采用二级架构模式，将计算节点和控制 节点分为省中心和地市二级部署模式；省中心仍建议 部署在省级数据中心机房；地市的计算节点和控制节 （１）部署在地市核心节点机房，采用现网ＢＲＡＳ 硬件实现（高性能专用硬件），利旧现网ＢＲＡＳ硬件 设备； 点部署在地市数据中心机房；一级节点对二级节点进 行控制和下发策略；二级节点对本地市的进行调度。 （２）部署在地市数据中心机房，采用Ｘ８６通用服 务器＋软件形式实现。 两种ｖＢＲＡｓ．Ｕ转发池进行组合： １）高性能转发池承载高带宽、强ＱｏＳ的业务（如 ＨＳＩ、ＩＰＴＶ和ＯＴＴ等）； ２）Ｘ８６转发池承载低带宽、弱ＱＯＳ的业务（如 ＴＲ０６９、Ｖ０ＩＰ和ｗＬＡＮ等）。 ５结论 为了适应大视频、５Ｇ和物联网应用对网络带来的 冲击，互联网需要面向宽带化、扁平化和智能化方向 发展。本文通过研究ｖＢＲＡＳ架构和应用方案，提出在 移动城域网内部署ｖＢＲＡＳ的具体方案分为三步走，稳 步地在移动城域网内部署，从而实现业务自动灵活部 署和多业务融合管理，解决建设成本高和网络扩展性 差的问题，使承载网网络和服务达到更高水平。 中期方案具备如下优势： １）两种转发池采用统一的ＶＢＲＡＳ控制面，实现 集中统一管理； 两种转发池组合，真正实现业务一资源协同优化 计算 部署 济南／青岛数据中心 地市数据中心机房 地市ｖＢＲＡＳ所在机房 图５ ｖＢＲＡＳ中期组网架构 ７８ ｌ ；；研究与探讨 ；ｉｉ 两种转发池组合， 正实现业务一资源协同优化 所往机腐 济南／｝‘ 岛数据中心 地市数 ｌ｝】心机房 图６ ｖＢＲＡＳ远期组网架构 参考文献： ［１】王迎春．中国移动城域传送网网络演变之路［Ｊ］．电信工 程技术与标准化，２０１７，３０（９）：１．６． ［２】冯小芳．ｖＢＲＡＳ在Ｉｐ城域网中的应用探讨【Ｊ］．电信工程 作者简介 刘波：工程师，硕士毕业于山东大 学，现任中国移动通信集团设计院 有限公司山东分公司咨询设计师、 项目经理，从事通信工程ＩＰ承载网 及业务网等领域的规划设计工作。 技术与标准化，２０１７，３０（８）：７１－７４． 【３】赵继壮．运营商定制化服务器研究［Ｊ］．电信技术， ２０ １ ７（６）：２５—２８． ［４】戴维．面向用户订制服务的ＳＤＮ组网技术研究［Ｄ】．北 京：北京邮电大学，２０１４． 万昕：高级工程师，硕士毕业于英 国赫特福德大学，现任中国移动通 信集团设计院有限公司山东分公司 高级咨询设计师、项目经理，从事 通信工程ＩＰ承载网及业务网等领域 的规划设计工作。 ［５］李素游．网络功能虚拟化［Ｍ］．北京：人民邮电出版社， ２０ｌ７． ［６】中国电信集团公司．ＣＴＮｅｔ２０２５网络架构白皮数［Ｒ］． ２０ｌ６． ［７】赵慧玲，史凡．ＳＤＮ／ＮＦＶ的发展与挑战［Ｊ］．电信科学， ２０ｌ４（８）：１３－ｌ８． ［８］解冲锋，胡晓娟，李晨，等．ＮＦＶ对于运营级ＩＰ网络的影响 及挑战［Ｊ】．电信技术，２０１５（７）：７３—７６． 杨合林：高级工程师，学士毕业于 山东大学，现任中国移动通信集团 设计院有限公司山东分公司咨询设 计总监，从事通信工程核心网、业 务网等领域的规划设计管理工作。 ［９】赵河，华一强，郭晓琳．ＮＦＶ技术的进展和应用场景［Ｊ】． 邮电设计技术，２０ １ ４（６）：６２—６７． ［１０】杨健．网络功能虚拟化系统测试技术研究［Ｄ】．北京：北 京邮电大学，２０１４．★ 言ｌ ７９