vBNG部署方案，解锁城域网虚拟化改造

　　BRAS（Broadband Remote Access Server）位于城域网边缘，是用户实现各种业务的入口，其重要性不言而喻。近年来运营商不断尝试智能管道的战略转型，BRAS的关键地位也进一步得到凸显。不难发现，BRAS是最适合做NFV化的IP网元。首先，传统BRAS业务控制层资源利用率不均，不同设备的业务量大小相差很大，而新晋的vBNG设备在控制和转发分离后，控制面云化并提供强大的计算资源，促使BRAS转发面接入更多用户，提升了转发面利用率；其次，现有BRAS设备为软硬件一体的封闭系统，新业务开展的部署周期长，设备能力的提升通过硬件的更新换代实现，而新晋的vBNG设备通过网络功能解耦，加速了新业务开发和部署速度；最后，传统BRAS设备策略配置分散，需要预先配置大量复杂的用户策略，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，新晋vBNG设备通过集中化配置和运维，减少了运维成本，降低运营商OPEX和CAPEX。

vBNG系统架构

　　vBNG系统构成和各个组件如图1所示。

　　vBNG主要由4部分组成：vBNG-C、vBNG-U、MANO、EMS，各模块的功能描述如下：

　　●   vBNG-C：包含vBNG-Agent、vBNG-PP、vBNG-LB、vBNG-Manager 4个关键组件，主要实现用户接入管理、地址分配、用户认证&计费&授权；

　　●   EMS：vBNG业务网管APP，实现vBNG的配置、日志、告警、统计等功能；

　　●   vBNG-U：负责BRAS用户的数据流转发和组播流的复制，执行用户策略(如H-QoS、ACL)；转发器形态有高性能转发器（NP架构）和通用X86服务器两种；

　　●   MANO（Management and Orchestration）：负责业务编排和业务的自动化部署、VNF创建、生命周期管理、弹性扩缩容、NFV基础设施管理。

　　vBNG基本业务处理流程如下：

　　●   用户协议报文由交换机广播给vBNG-U，vBNG-U将报文封装在GRE隧道中发送给LB，LB模块根据策略发送给特定的PP模块处理，PP模块处理后向Agent模块发起认证请求，Agent通过radius协议向AAA进行认证，认证通过后向Manager模块下发用户表项，Manager模块通过Openflow接口向对应的转发器下发用户流表，转发器将Openflow流表转换成本地的转发表项目。

　　●   用户数据报文到达转发器后根据转发表直接转发，不需要再送到vBNG-C处理。

vBNG组网方案

　　根据vBNG转发器形态的不同，结合现有网络的情况存在3种部署方式。

方式1：高性能转发器形成池化，部署于现网业务控制边缘层位置，vBNG控制面部署于城域数据中心（见图2）。

　　●   采用高性能转发器，满足现网大带宽、高QoS业务需求，转发器池化，可以形成负荷分担，并且互相备份，提高业务可靠性。

　　●   控制面集中云化，对BRAS的配置只需通过集中化BRAS控制面的统一入口，控制面配置完毕后，所有转发面设备完成自动化配置，无需对大量的BRAS逐一手动配置；利用云计算备份的优势来实现BRAS控制面用户表项的自动备份，简化运维；通过统一的控制面集中管理IP地址，提升IP地址的利用率。

　　●   控制面流量由转发器封装VxLAN/GRE隧道转发到DC中的vBNG控制面，进行协议处理和用户表项的生成，之后由控制面通过Openflow协议给vBNG转发器下发用户流表，并且在vBNG转发器上生成用户路由，并且向CR发布。

　　●   用户上行数据流量到达vBNG转发器根据Openflow下发的表项直接转发到城域CR；用户下行数据流量到达CR后，根据vBNG转发器发布过来的路由转发到对应的vBNG转发器，之后根据用户表项转发给用户。

　　方式2：高性能转发器池化，和vBNG控制面一起部署在DC内（见图3）。

　　●   控制面数据由汇聚交换机通过隧道技术转发至DC中的vBNG转发器，之后由转发器发送给对应的vBNG控制面进行协议处理，处理后由vBNG控制面给对应的转发器下发用户流表。

　　● 用户的上行数据流量经过汇聚交换机/OLT到达vBNG转发器后，根据用户流表直接转发到DC出口路由器。

　　●   用户的下行数据流量根据路由到达数据中心后，再转发给对应的转发器，转发器根据用户流表再转发给对应的用户。

方式3：通用X86服务器作为转发器形成池化，与vBNG控制面一起部署在DC内（见图4）。

　　转发器采用通用X86服务器，由于X86服务器性能相对较弱，并且QoS能力也不如高性能转发器，因此可以承载session量比较大、带宽较小、QoS能力要求不高的业务，如TR069、VoIP等。传统的IPTV、HSI业务依然由传统BRAS或者高性能转发器承载。

　　以上3种组网方式在网络改造、业务部署、投资和网络维护方面各有特点，对比如下：

　　●   网络改造——方式1基本无需改造现网，对现网设备可以充分利旧；方式2对城域网现网架构改造比较大，且需要OLT/汇聚交换机支持VxLAN等隧道技术，涉及到设备的升级和替换，用户流量进入DC，需要新建或者改造DC机房；方式3同样需要OLT/汇聚交换机支持VxLAN等隧道技术，涉及到设备的升级和替换；

　　●   业务部署——方式1针对业务的开展可以集中化处理，转发面无需感知，且高性能vBNG转发器是Openflow流表和传统路由转发的集合体，因此传统业务可以很容易进行承载；方式2业务开展完全在DC内进行部署，和方式一没有太大的区别，但是对传统业务的承载会涉及到DC内部网元的配置、功能变动，例如MPLS L2&L3VPN；方式3只能承载低带宽、QoS能力要求不高的业务；

　　●   投资——方式1投资最小，方式2和方式3涉及现网设备改造，投资较大；

　　●   网络维护管理——3种方式均为图形化操作，集中维护更加简单，但是方式3的转发器形态存在两种，维护稍微复杂一些。

　　建议采用方式1进行vBNG的部署，该方案既可以完美支持现网传统BRAS的所有业务，也不需要对现网设备进行大的改造。

　　中兴通讯vBNG解决方案目前已经完成中国移动、中国联通、中国电信三大运营商的实验室验证测试，正在积极地进行现网试点。相信通过现网的考验，vBNG技术将越来越成熟，会帮助运营商和设备商在SDN/NFV技术的变革中创造更大的价值。