基于NFV的虚拟化BRAS组网方案.doc

。基于NFV的虚拟化BRAS组网方案一、 NFV方案简介基于NFV框架的虚拟化BRAS功能，可运用于电信级城域网业务网关、大中型园区网业务网关、校园网业务网关、创新型社区及家庭业务网关。NFV场景下的虚拟BRAS，从功能上来说与传统数通领域的BRAS设备没有什么差别，可以把它看作是一台软件定义的BRAS或者SR设备，可通过软件模块的灵活组合搭配，映射到基于不同硬件架构的传统路由器。比如在x86通用硬件平台上加载NAT软件，可以得到虚拟的运营级NAT设备；换而加载BRAS软件，可以得到虚拟的家庭业务网关路由器设备。甚至在虚拟技术发展到一定阶段，虚拟平台包处理的能力达到一定程度，理论上可以将核心路由器虚拟化。二、 NFV组网方案IP网络正处在向智能化的电信级IP承载网转型的过程中，核心网边缘设备的智能化是实现网络转型的关键。基于NFV框架的vBRAS严格基于ETSI标准NFV架构来实现，系统层面能够做到转发与控制分离，资源层面可以节省网络资源，提升网络资源调度灵活性和利用率，网元层面由传统的软硬件一体化网元变为基于统一云平台的NFV虚拟网络功能网元，并且在容灾方案上考虑站点内虚拟机层面的HA，运资源中硬件资源的内部可靠性等等。本章节重点介绍基于NFV框架的vBRAS所应用的组网场景。图表 1家庭宽带PPPoE接入图表 2 IPoE接入 vCPE每个子接口对应一个PG，并配置接入网关地址及相应IP POOL； 每PG下的用户通过vCPE动态获取的上行出口地址以NAT的方式进行上网； vRadius对每个终端帐号密码进行AAA； 接入网元、vCPE、vBRAS之间做双机备份，提升网络可靠性。图表 3 IPTV 组播流量在vBRAS之上为三层组播； vBRAS终结用户的PPPOE认证； 用户发出IGMP加入请求，在组播控制点MSER终结，并注入到相应组播路由中； 业务流通过DR下发，通过接入二层网络下发给相应的用户。 图表 4 绿色上网 目前只做LAC； LNS节点一般由集中式防火墙来完成； vRadius可以拆分为公众vRadius和绿网vRadius， vRadius根据用户用户名是否是绿网用户决定是否要转发给绿网vRadius。 图表 5 Service Chain结合其他NFV虚拟网元，如vCPE、vFirewall、vLoadbalance等，基于SDN实现service chain，实现网络的灵活部署及控制，同时可以向终端客户提供FWaaS、LBaaS等增值业务，创造新的运营模式及利润增长点。 三、 业务功能实现方案NFV场景下的宽带业务网关，从本质上来说也是一台路由器，其架构设计也可以参考传统数通路由器设备的架构，于是控制转发分离的设计思想就成为了软件架构设计的唯一准则。因此与传统设备相类似，系统的软件体系架构可分为控制平面（Control ne）与数据平面（Data Plane）两大部分。并且基于功能组件可复用的考虑，系统中还设计了内核平面（Kernel Plane），对诸如内存管理，定时器，公用数据结构提供了统一的应用封装。图表 6产品系统组成如上图所示，控制层（云化的管理平台）主要负责配置、监控分析、业务分发及管理等功能，通过底层网络驱动系列虚拟化服务器进行具体业务控制和数据转发。图表 7 内部架构从功能面分析，可分为管理平面和数据转发平面，其结构如上图所示。从软件系统模块来分，可以分为：配置管理子系统、报文处理子系统、协议支撑子系统、设备管理子系统、数据转发子系统。具体模块组成如下图所示：四、 运维网管方案在网管运营方面，可以由NFV的网管支撑系统（MANO）来完成。ETSI 中的MANO指的是NFV的Management and Orchestration，主要包含三大模块，分别是NFVO、VNFM以及VIM。下图包含了MANO的全景，它产生的背景主要是基于对网络功能虚拟化做通用管理的诉求，MANO具体的功能模块是图中的右半部分。图表 8 ETSI NFV标准架构其中VNFM（VNF Manager）作为对虚拟网络功能的管理，主要包含以下核心功能： VNF的创建和终结 VNF的设置 VNF配置 VNF监控 VNF故障的自动治愈恢复和扩展伸缩，即Scale in/outNFVO（NFV Orchestration）的核心功能： 网络服务的编排，即编排管理一系列的VNFs和转发图（Forwarding Graph） 调用VNFM来做跨多个VIM的NFV安置 资源检查和分配 使用SDN技术（SDN 控制器或SFCAPI）来实现VNF Forwarding Graph图表 9 Vbras MANO使用MANO的优势： 防止设备厂商锁定，可以灵活部署多个厂商提供的VNF，NFV Orchestrator 编排的流程基本是与具体的VNF独立无关的； 各个厂家的VNF具体的差异可以通过业界标准的plugin插件和驱动来实现； 最后，可以鼓励NSD（Network Service Descriptor）和VNFD（VNF Descriptor）的标准化。MANO的具体功能如下 负责VNF、NS实例的管理，包括NS查询、NS回收操作，NS实例化等NS实例的生命周期管理中完整的流程，还包括了NS生命周期内业务链与VNF实例关联关系的管理。 NS在实例化过程中的状态：部署中，部署失败，部署成功。只有每个构成元素中至少有一个实例成功，才认为NS部署成功，否则即为部署失败。 NS在回收过程中的状态：回收中，回收失败，回收成功。只有每个VNF实例都回收成功，才认为NS回收成功，否则即为回收失败。 NFVO层提供NS实例拓扑图的rest api接口供GUI调用，基于拓扑图完成拓扑管理，包括NS实例创建、启动、更新、查询和终止。 NFV平台的管理和监控则从不同层次提供对NS、VNFD、VNF的状态监控、告警查询。NFV平台收集虚拟资源池所有可用资源，记录创建和销毁NS实例过程中对虚拟资源的使用和释放，形成整个管理域内的虚拟资源视图，有效完成对虚拟资源的监控和告警。 NFVO汇总VIM收集底层硬件和虚拟资源告警信息、VNFM收集VNF告警信息。 NFVO从VNFM收集VNF实例使用的硬件和虚拟资源故障告警与VNF实例故障告警进行关联。根据用户制定的策略可以支持故障自动恢复。五、 性能指标 vBRAS设备性能指标指标值备注vBRAS PPPoE 上线速率600 个/秒vBRAS PPPoE 最大并发连接32K三层接口转发性能详见附件路由转发性能详见附件用户侧转发性能详见附件 vBRAS设备HA性能指标协议类型故障类型上行丢包下行丢包BGP上行链路故障974ms974ms下行链路故障1.01s1.01sDP虚拟机故障76ms76msCP虚拟机故障0ms0msOSPF上行链路故障1.02s1.02s下行链路故障1.08s9