李亭萦

[摘 要]油田企业网网络功能虚拟化实现了网络设备软件功能和硬件功能的解耦合，改变了现有网络部署和运营的模式。软件定义网络将控制面和转发面相分离，提高了网络智能化程度和转发效率。本文分析了NFV和SDN的定位、关系，并探讨了如何协同部署NFV和SDN。

[关键词]NFV技术;SDN技术;油田企业网

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.20.025

[中图分类号]TP393.02[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2018）20-00-02

0     引 言

近年来，随着物联网以及网络等相关技术的发展，接入宽带的家庭用户单位成倍提升，信息技术公司的传统工作模式面临着巨大挑战，如何切实提升设备资源的利用效率、优化复杂系统以及新业务的管理和维护，成为当务之急。SDN、NFV和云计算等新技术逐渐成熟，作为网络技术环境转型实践的工具作用日渐突出，能够将传统通信机房改造为灵活开放的网络云，从而实现CT和IT的有机结合和良性互补。

1     油田局域网现状

基于波分环网，油田骨干核心部署在龙南、红区、机关信息中心3个节点，每个核心节点部署2台高端路由器，构成双核心进行冗余备份，其中在机关信息中心部署2台核心交换机。骨干汇聚层路由器部署在龙南、红区、南区等分公司，以10 G以太网、双归属方式上联到龙南、红区核心路由器。在龙南等17个分公司各部署骨干汇聚层路由器2台。

2     固定网络新思路和新架构

在网络架构设计上，信息技术公司下一个阶段的主要发展目标，在于推动以语音和数据为核心的结构朝向与以内容和流量为核心的数据中心网络架构改变。在该架构下，主要包括核心TIC层和边缘TIC层。核心TIC层：核心TIC以控制、管理、调度职能为核心，主要承载控制面网元和集中化的媒体面网元、CDN和骨干流量转发。边缘TIC层：边缘TIC主要面向三大媒体面，以承载媒体流终结功能为主。新型网络总体架构如图1所示。

将固定宽带网络应用于以TIC为基础的新型网络架构中，涉及的网元主要包含BRAS-CP（BRAS控制面）、BRAS-UP（BRAS转发面）、S-CPE（业务CPE）以及物理CPE。各自的功能和定位如下。

BRAS-CP和BRAS-UP属于BRAS的范畴。BRAS-CP定位为用户控制管理部件，部署于核心TIC，其主要职责在于实现用户接入管理，同时对用户在接入过程中的质量以及计费等方面进行控制。BRAS-UP则是作为L3网络边缘及用户策略执行部件而存在，主要负责部署边缘TIC，同时包括流量转发及用户流量控制等。

S-CPE和物理CPE属于CPE的范畴：S-CPE部署于边缘TIC，定位为用户应用中心，包含家庭用户的各种业务平台及增值服务;物理CPE部署于用户侧，定位为用户管道中心，负责用户流量接入运营商网络。其中，BRAS-CP和BRAS-UP的概念来源于转控分离vBRAS技术，下文将主要围绕该技术进行相关探讨。

传统BRAS面临的挑战是多方面的，并且很多方面因素同时会出现交叉相互影响，因此在分析的过程中需要尽量厘清主干问题，重点包括如下几个方面。首先，资源利用率低的问题最为突出。在传统工作模式下，BRAS会同时作为用户接入时候的计费网关，与IP网络的3层边缘两个身份存在，使控制面和转发面紧密耦合在一起，也会在性能层面上出现相互影响的特征，不利于充分发挥控制面和转发面的性能。其次，管理维护复杂。在BRAS体系中，由于设备为数众多，因此在实现全网部署的时候，就必然需要对每一个设备进行设置。当网络不断扩张的时候，涉及的设备会出现激增的局面，从而大大增加工作量，对于网络环境中故障的确定和排除，也无法迅速落实、完成。最后，业务开通缓慢同样不容忽视。在此种工作模式下，控制平面和数据平面深度耦合，引入新技术会对现有网络设备形成依赖，设备同步更新成为网络系统发展与扩大的瓶颈，会造成新技术的部署周期过长，阻碍了网络本身的发展。

3     转控分离vBRAS技术架构

为全面应对传统BRAS面临的挑战，中国移动率先提出了控制转发彻底分离的全新vBRAS架构。其控制面采用虚拟化或者云化方式实现，而转发面则依赖硬件实现，通过软硬件的分离，实现两个层面的解耦。

这种控制转发分离的vBRAS架構有如下特点。首先，实现了转发面和控制面完全分离，有利于分别灵活扩容，彼此之间的制约关系就此打破。其次，对控制面进行集中化，或者云化，能够实现对控制面进行更为集中的控制，而云化则有助于在扩容等相似领域实现弹性扩展，能够大大简化系统的运行与维护。而对于转发面而言，则多展开本地化处理，考虑到转发面流量偏大的问题，本地化能够妥善应对大流量数据传输需求。再次，对于控制面引入软件实现方式，引入该技术主要是考虑到控制面具有计算密集的特征，因此更为适合软件运行。与之对应的转发面则多依赖硬件实现，做此选择的主要依据是因为转发面属于流量密集型，高性能的硬件比较适合此种需求的应对，并且对于大Session小流量场景可以采用虚拟化实现。最后，在控制面与转发面之间，还应当注意引入标准接口，高标准化可以提升整个系统的实现效率，并且当发生故障的时候，也更容易进行故障定位。

此种技术结构具有显著的优势，其将转发和控制进行分离，完全实现了结构，大大提升了系统的灵活性。并且将控制面从整个框架环境中解放出来，专注于计算密集型的表项管理，而转发面则可以依赖硬件提升转发效率，等于从两个角度同时提升工作质量。

4     转控分离vBRAS功能划分

这种分离的系统结构，同样从功能上带来了变化，其中，控制面（BRAS-CP）主要负责面向用户提供控制管理服务，主要包含用户控制管理（UCM）、用户接入控制、用户认证授权计费、地址管理（AM）和配置管理（CM）等功能模块。而在系统中，转发面（BRAS-UP）的职责为面向用户提供策略执行服务，同时肩负3层网络边缘职能，主要包含流量转发、QoS、流量统计等纯转发面功能，除此以外，包括单播/组播路由协议以及MPLS（LDP/TE）等管道类控制面功能，也均保留在这一层予以实现。做如此处理的主要原因是当前BRAS层面流量不均衡问题并不明显，不需要移入控制层面然后利用SDN技术解决流量不均衡问题。另外，如果只考虑BRAS的虚拟化和SDN化，无法有效解决城域网流量均衡问题。将来在解决流量均衡问题时，需要将BRAS、SR、CR等网元的控制面都纳入SDN Controller进行统筹考虑，才能进行流量的全局调度从而实现均衡（如图2）。

5     转控分离vBRAS接口

对于控制转发分离vBRAS架构的接口，主要包含控制面（BRAS-CP）向上的北向接口以及控制面（BRAS-CP）和转发面（BRAS-UP）之间的南向接口。其中，控制面（BRAS-CP）和转发面（BRAS-UP）之间的南向接口共有3种类型，即报文上送接口、配置下发接口以及表项下发接口。而油田网络将会以BRAS-CP为核心，将接口标准化作为下一步的核心推进职责，实现转发面和控制面的彻底解耦、促进网络能力开放。

6     结 语

网络是不断迭代向前发展的过程，推动固网结构向新型网络转变就是当前的重要趋势之一。这种技术层面的转变，一方面是改进既有框架的不足，另一个方面也是满足数据传输需求的必然选择。只有深入分析其中的细節之处，才能妥善部署、优化改善，最终推动网络环境不断改善。

主要参考文献

[1]张智男，潘文胜，练永彬.BRAS设备在广东广电宽带城域网的探讨及应用[J].广播电视信息，2017（5）.

[2]潘胜玲，朱亦宁，潘家民.校园网BRAS客户端的设计与实现[J].微计算机信息，2010（30）.

[3]桂忠.IP城域网云化BRAS平滑演进方案探讨[J].电信技术，2018（3）.