基于的虛擬化組網(wǎng)方案

1、基于 NFV 的虛擬化BRAS 組網(wǎng)方案一、 NFV 方案簡介基于 NFV 框架的虛擬化 BRAS 功能，可運用于電信級城域網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、大中型園區(qū)網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、校園網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、創(chuàng)新型社區(qū)及家庭業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)。NFV 場景下的虛擬 BRAS，從功能上來說與傳統(tǒng)數(shù)通領(lǐng)域的 BRAS 設(shè)備沒有什么差別，可以把它看作是一臺軟件定義的 BRAS 或者 SR 設(shè)備，可通過軟件模塊的靈活組合搭配，到基于不同硬件架構(gòu)的傳統(tǒng)路由器。比如在x86 通用硬件平臺上加載 NAT 軟件，可以得到虛擬的運營級 NAT 設(shè)備；換而加載 BRAS 軟件，可以得到虛擬的家庭業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)路由器設(shè)備。甚至在虛擬技術(shù)發(fā)展到一定階段，虛擬平臺包處

2、理的能力達到一定程度，理論上可以將路由器虛擬化。二、 NFV 組網(wǎng)方案IP 網(wǎng)絡(luò)正處在向智能化的電信級 IP 承載網(wǎng)的過程中，網(wǎng)邊緣設(shè)備的智能化是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵?；?NFV 框架的 vBRAS 嚴格基于 ETSI 標準 NFV 架構(gòu)來實現(xiàn)，系統(tǒng)層面能夠做到轉(zhuǎn)發(fā)與分離，層面可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)，提升網(wǎng)絡(luò)調(diào)度靈活性和利用率，網(wǎng)元層面由傳統(tǒng)的軟硬件網(wǎng)元變?yōu)榛诮y(tǒng)一云平臺的 NFV 虛擬網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)元，并且在容災方案上考慮站點內(nèi)虛擬機層面的 HA，運中硬件的內(nèi)部可靠性等等。本章節(jié)重點介紹基于 NFV 框架的 vBRAS 所應用的組網(wǎng)場景。圖表 1 家庭寬帶 PPPoE 接入圖表 2 IPoE 接入Ø

3、 vCPE 每個子接口對應一個 PG，并配置接入網(wǎng)關(guān)地址及相應 IP POOL；Ø 每 PG 下的用戶通過 vCPE 動態(tài)獲取的上行出口地址以 NAT 的方式進行上網(wǎng)；Ø vRadius 對每個終端帳號進行 AAA；Ø 接入網(wǎng)元、vCPE、vBRAS 之間做雙機備份，提升網(wǎng)絡(luò)可靠性。圖表 3 IPTVØ 組播流量在 vBRAS 之上為三層組播；Ø vBRAS 終結(jié)用戶的 PPPOE 認證；Ø 用戶發(fā)出 IGMP 加入請求，在組播中；點 MSER 終結(jié)，并注入到相應組播路由Ø 業(yè)務(wù)流通過 DR 下發(fā)，通過接入二層網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給相應

4、的用戶。圖表 4 綠色上網(wǎng)Ø 目前只做 LAC；Ø LNS 節(jié)點一般由集中式來完成；Ø vRadius 可以拆分為公眾 vRadius 和綠網(wǎng) vRadius， vRadius 根據(jù)用戶用戶名是否是綠網(wǎng)用戶決定是否要轉(zhuǎn)發(fā)給綠網(wǎng) vRadius。圖表 5 Service Chain結(jié)合其他 NFV 虛擬網(wǎng)元，如 vCPE、vFirewall、vLoadbalance 等，基于 SDN 實現(xiàn) service chain，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活部署及，同時可以向終端客戶提供 FWaaS、LBaaS 等增值業(yè)務(wù)，創(chuàng)造新的運營模式及利潤增長點。三、 業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)方案NFV 場景下的

5、寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)，從本質(zhì)上來說也是一臺路由器，其架構(gòu)設(shè)計也可以參考傳統(tǒng)數(shù)通路由器設(shè)備的架構(gòu)，于是轉(zhuǎn)發(fā)分離的設(shè)計思想就成為了軟件架構(gòu)設(shè)計的則。因此與傳統(tǒng)設(shè)備相類似，系統(tǒng)的軟件體系架構(gòu)可分為平面（Control ne）與數(shù)據(jù)平面（Data Plane）兩大部分。并且基于功能組件可復用的考慮，系統(tǒng)中還設(shè)計了內(nèi)核平面（Kernel Plane），對諸如內(nèi)存管理，定時器，公用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了統(tǒng)一的應用封裝。圖表 6系統(tǒng)組成如上圖所示，層（的管理平臺）主要負責配置、分析、業(yè)務(wù)分發(fā)及管理等功能，通過底層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動系列虛擬化服務(wù)器進行具體業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。圖表 7 內(nèi)部架構(gòu)從功能面分析，可分為管理平面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面，其

6、結(jié)構(gòu)如上圖所示。從軟件系統(tǒng)模塊來分，可以分為：配置、報文處理子系統(tǒng)、協(xié)議支撐子系統(tǒng)、設(shè)備、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)子系統(tǒng)。具體模塊組成如下圖所示：四、 運維方案在運營方面，可以由 NFV 的支撐系統(tǒng)（MANO）來完成。ETSI 中的 MANO 指的是 NFV 的 Management and Orchestration，主要包含三大模塊，分別是 NFVO、VNFM 以及 VIM。下圖包含了 MANO 的，它產(chǎn)生的背景主要是基于對網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化做通用管理的訴求，MANO 具體的功能模塊是圖中的右半部分。圖表 8 ETSI NFV 標準架構(gòu)其中 VNFM（VNF Manager）作為對虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的管理，主要包含

7、以下功能：Ø VNF 的創(chuàng)建和終結(jié)Ø VNF 的設(shè)置Ø VNF 配置Ø VNFØ VNF 故障的自動治愈恢復和擴展伸縮，即 Scale in/outNFVO（NFV Orchestration）的功能：Ø 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的編排，即編排管理一系列的 VNFs 和轉(zhuǎn)發(fā)圖（Forwarding Graph）Ø 調(diào)用 VNFM 來做跨多個 VIM 的 NFV 安置檢查和分配ØØ 使用 SDN 技術(shù)（Graph器或 SFCAPI）來實現(xiàn) VNF Forwarding圖表 9 Vbras MANO使用 MANO 的優(yōu)勢：&

8、#216; 防止設(shè)備廠商鎖定，可以靈活部署多個廠商提供的 VNF，NFVOrchestrator 編排的流程基本是與具體的 VNF無關(guān)的；Ø 各個廠家的 VNF 具體的差異可以通過業(yè)界標準的 plugin 插件和驅(qū)動來實現(xiàn)；Ø 最后，可以鼓勵 NSD（Network Service Descriptor）和 VNFD（VNF Descriptor）的標準化。MANO 的具體功能如下Ø 負責 VNF、NS 實例的管理，包括 NS、NS 回收操作，NS 實例化等 NS 實例的生命周期管理中完整的流程，還包括了 NS 生命周期內(nèi)業(yè)務(wù)鏈與 VNF 實例關(guān)聯(lián)關(guān)系的管理。NS

9、 在實例化過程中的狀態(tài)：部署中，部署失敗，部署。只有，否則Ø每個元素中至少有一個實例，才認為 NS 部署即為部署失敗。NS 在回收過程中的狀態(tài)：回收中，回收失敗，回收。只有每Ø個 VNF 實例都回收敗。，才認為 NS 回收，否則即為回收失NFVO 層提供 NS 實例拓撲圖的 rest api 接口供 GUI 調(diào)用，基于拓Ø撲圖完成拓撲管理，包括 NS 實例創(chuàng)建、啟動、更新、止。和終NFV 平臺的管理和則從不同層次提供對 NS、VNFD、VNF 的Ø狀態(tài)、告警。NFV 平臺收集虛擬池所有可用，記錄創(chuàng)建和銷毀 NS 實例過程中對虛擬的使用和，形成整個和告警。

10、管理域內(nèi)的虛擬視圖，有效完成對虛擬的NFVO 匯總 VIM 收集底層硬件和虛擬VNF 告警信息。告警信息、VNFM 收集ØNFVO 從 VNFM 收集 VNF 實例使用的硬件和虛擬故障告警與ØVNF 實例故障告警進行關(guān)聯(lián)。根據(jù)用戶制定的策略可以支持故障自動恢復。五、 性能指標Ø vBRAS 設(shè)備性能指標6-3-vBRAS三層接口轉(zhuǎn)發(fā)性能測試.pdf6-4-vBRAS路由轉(zhuǎn)發(fā) 6-5-vBRAS用戶側(cè)轉(zhuǎn)性能測試.pdf發(fā)性能測試.pdf指標值備注vBRAS PPPoE 上線速率600 個/秒vBRAS PPPoE 最大并發(fā)連接32K三層接口轉(zhuǎn)發(fā)性能詳見附件路由轉(zhuǎn)發(fā)性能詳見附件用戶側(cè)轉(zhuǎn)發(fā)性能詳見附件Ø vBRAS 設(shè)備 HA 性能指標協(xié)議類型故障類型上行丟包下行丟包BGP上行鏈路故障974ms974ms下行鏈路故障1.01s1.01s