城域网虚拟化方案及思路探讨

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1、城域网虚拟化方案及思路探讨　　摘要：网络功能虚拟化（NFV）技术通过软硬件分离、硬件标准化等方式，提升硬件资源循环使用率，降低技术门槛和开发成本，并大幅降低运营商的投资成本（CAPEX）和运营成本（OPEX）。通过对城域网（MAN）网元的演化方案的介绍，探讨了在过渡阶段如何快速有效引入虚拟化的现网部署，认为虚拟宽带远程接入服务器（vBRAS）的使用将会促进城域网向网络智能化、运营智慧化方向发展。　　关键词：NFV；部署方案；vBRAS　　中国政府近年来积极推进宽带中国建设。2015年2月工信部部署实施《宽带2015专项行动》；2015年3月李克强总理在政府工作报告中提出政府制订《“互联网

2、+”行动计划》，并于7月印发行动的指导意见；2015年5月国务院办公厅发文《国务院办公厅关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见》。宽带提速、光进铜退、光网改造工程加剧了城域网边缘设备的压力，宽带远程接入服务器（BRAS）的每用户会话数从光网改造前的1个，增加为光网改造后的3～4个。从现网数据看，现网BRAS的用户侧物理端口使用率、会话占用率不同，地区存在资源使用率的巨大差异，这导致资源有效使用率下降。近年来iwifi等业务创新，也对BRAS的部署提出了新的需求。7　　网络虚拟化技术有助于实现网络硬件资源优化并实现业务层面的创新。通过控制网络功能虚拟化（NFV）的按需创建，可以

3、实现物理资源的均衡，并能够减少硬件资源的闲置和浪费。　　1NFV技术简介　　2012年10月，由AT&T、BT、DeutscheTelekom、Orange、Telefonica等7家运营商在欧洲电信标准化协会（ETSI）发起成立了NFV行业规范工作组（NFVISG），该工作组致力于制订支持NFV的硬件和软件基础设施的要求和架构规范，以及虚拟网络功能的指南，并配合其他标准组织开展相关的工作，根据情况对现有的虚拟化技术和相关标准进行整合（如图1所示）。目前已发布架构、需求、应用案例等多个技术文稿及一系列PoC文档[1]。　　NFV技术将极大地改变基础运营商的网络建设、运维、管理和业务创新模

4、式。在网络建设方面，NFV利用通用化硬件构建统一的资源池，在大幅降低硬件成本的同时，还可以实现网络资源的动态按需分配，从而实现资源共享和资源利用率的显著提升。在研发和运维方面，NFV采用的自动化集中管理模式，将推动硬件单元管理自动化、应用的生命周期管理自动化，以及网络运维的自动化，使运维、研发一体化（DevOps）成为可能。在企业管理方面，为了应对NFV对运营商带来的一系列变化，基础网络运营商的组织关系、企业文化等都有可能需要变革，运营商的企业文化在NFV引入之后将加速向软件文化转变。在业务创新方面，基于NFV架构的网络中，业务部署只需申请云化资源（计算/存储/网络），加载软件即可，网络

5、部署和业务创新则会变得更加简单。　　2vBRAS实现方案7　　智能边缘BRAS是城域网的关键节点，是用户接入终结点及基础服务提供点。专业一体化设备在实现业务功能与硬件强相关，给新业务部署方面带来很大难题。目前，不同的业务对BRAS的带宽和会话需求差异较大，给规划带来了较大的困难，无法充分利用BRAS的硬件能力。虚拟BRAS（vBRAS）是实现城域网虚拟化的代表技术，其每个模块可按需在虚拟机上部署，且可基于通用服务器的虚拟化资源提供能力，从而实现灵活扩展。目前vBRAS主要还在试验或现网试点阶段。从各个厂商，目前vBRAS主要有3种方案[2-4]。　　2.1vBRAS控制和实体BRAS转发

6、方案　　该方案优先实现转发控制分离，控制平面采用vBRAS方式部署在通用x86服务器，转发平面采用专用转发设备，如图2所示。该方案的典型特点是将传统的BRAS设备控制面与转发面分离，即控制面基于NFV架构实现虚拟化；转发面基于专用的物理转发设备进行相关的业务转发。就设备形态而言，控制面是基于通用服务器安装的vBRAS控制面的应用程序（APP），转发设备就是支持BRAS特性的软件定义网络（SDN）流转发设备。该方案的具备以下优势：　　（1）充分利用现有资源。转发面可利用现有的BRAS设备，保护投资。　　（2）转发性能强。因为转发设备采用传统的物理BRAS设备转发，转发性能强。　　该方案也有

7、如下局限：　　（1）硬件平台不通用，需要专用的转发设备做转发，系统封闭。　　（2）转发面虚拟化程度不高。因是专用的硬件平台，很难纳入云平台的统一控制，从而很难在NFV统一架构下实现虚拟化。7　　如上所述，该方案无法体现出NFV技术的优势，只是将现有的控制平面分离出来。目前实体BRAS存在的会话和带宽不匹配问题无法得到根本解决（板卡64KSESSION限制）。该方案只适用于对现有的硬件BRAS进行改造，以满足基于现有功能的业务创新和统