本文转载自微信公众号「鲜枣课堂」,聊聊作者小枣君。到底转载本文请联系鲜枣课堂公众号 。聊聊 大家好,到底我们今天聊聊BRAS 。聊聊 英文好的到底同学估计会有点懵。因为“BRAS”这个词,聊聊在英文里,到底是聊聊“胸罩”的意思 。
我们作为通信专业科普公众号 ,到底肯定不会研究内衣 。聊聊今天文章所说的到底BRAS ,是云计算聊聊另一个BRAS,全名叫做Broadband Remote Access Server ,到底也就是聊聊宽带接入服务器。
顾名思义,BRAS和我们的宽带上网业务有关。事实上,它对每个人都非常重要。如果没有它,我们家里的宽带就无法正常工作,我们也就无法畅游网络世界。 什么是BRAS在详细介绍BRAS之前,我们先做一点知识铺垫 。建站模板 在以往的文章中,我多次给大家介绍过传输网。 传输网是我们整个通信网络的底座,负责把各地的家庭用户 、政企用户和数据中心连接起来 。它也是互联网的主干。 我们整个传输网 ,分别是骨干网和城域网。 骨干网,服务器租用又分为国家骨干网(一干)和省级骨干网(二干) 。
城域网呢 ,顾名思义,就是单个城市范围内的通信网络(简称MAN,Metropolitan Area Network) 。 城域网也有进一步细分,分为三层 :核心层 、汇聚层 、接入层 。 我们现在都是光纤上网,每家每户都有“光猫” 。
我之前和大家介绍过 ,“光猫”学名叫做ONT ,源码库属于PON(Passive Optical Network ,无源光网络)系统。而PON系统,属于城域网的接入层。(关于PON ,详细看这里:链接)
PON ,说白了 ,就是把一根光纤变成N根光纤,实现千家万户的“光连接” 。 大家可能会想到路由器 。路由器也是分发和聚合的作用,免费模板一根网线变成N根网线。 那么,PON是不是一个“光纤版”的路由器呢? 准确来说 ,不是 。 PON是底层的系统,它只管光 ,只负责把光送到你家 。换句话说 ,它只是把水管接到你家里,高防服务器但是,水管里并没有水 。 想要有水 ,你必须先去自来水公司开户 。 于是,我们就需要BRAS 。 大家如果捣鼓过无线路由器或光猫,那么一定对这个界面很眼熟 :
是的,PPPOE拨号的界面 。 输出用户名密码之后 ,点拨号,成功了,就能上网了。如果不拨号 ,仅仅是网口亮了灯,你还是无法上网的。 这个PPPOE拨号 ,相当于就是你告诉运营商你的宽带账户信息,然后让运营商给你拧开水管,送水上门 。 这就是一个典型的认证鉴权过程 。BRAS最主要的作用之一 ,就是认证鉴权 。 说白了,如果没有BRAS,运营商就不能对用户进行身份识别,也不能判断用户的权限,更不能对用户进行计费。 说了半天,BRAS到底在哪呢? 如下图所示,BRAS一般部署在城域网的核心层。
现在比较流行的分层叫法 ,也会把BRAS所在的这层,叫做业务控制层。
CR :Core Router,核心路由器 SR :Service Router,业务路由器 SW:Switch ,交换机 从组网图也可以看出,BRAS是接入网和骨干网之间的桥梁。它是一个网关,牢牢控制着用户的数据进出骨干网。换句话说 ,它就像一个高速公路的收费站,对用户进行管理和计费。 它再往上,就是骨干网的核心路由器CR,是整个城域网流量的出入口 。 用户如果想要上网 ,首先要确保PON的光通路是OK的 。然后 ,光猫(也可以是无线路由器)和BRAS之间,建立一个PPP会话。 PPP,Point to Point Protocol(点对点协议) ,是一种数据链路层协议。建立PPP会话后 ,用户就可以访问互联网(接入骨干网)。 前面我们说的PPPOE,就是PPP over Ethernet(以前还有PPPOA ,也就是PPP over ATM) 。 PPP会话的建立过程如下图所示,都是协议流程,我就不详细介绍了,大家可以查询相关资料。
BRAS通过与认证系统和计费系统的配合 ,完成认证和计费功能 。 值得一提的是,为了完成认证,还有一个重要的网元,那就是RADIUS服务器(Remote Authentication Dial In User Service ,远程用户拨号认证系统) 。上面图中,BRAS收到终端侧过来的用户名密码 ,就要去找RADIUS认证。 除了认证 、鉴权和计费之外,BRAS还可以用于QoS 、安全管理、组播和VPN等 。 它作为宽带网络的控制中心,其实就是宽带网络的核心网 。它与运营商的运营支撑平台相结合 ,还能开展很多充满想象力的增值业务 ,是名副其实的“大管家”。 BRAS的发展演进BRAS在ADSL时代就已经诞生了。当时宽带用户数量激增,BRAS有效地简化了网络架构,实现了集中化的管理功能,为宽带业务大爆发奠定了基础 。 后来,它不仅支持了xDSL ,还支持Cable Modem 、以太网接入(LAN)、无线宽带数据接入(WLAN)、FTTx(也就是刚才我们说的光纤入楼、入户)等多种方式网络类型 ,支撑了宽带IP网络和ATM网络的数据接入,成为运营商和政企客户的最爱。 2017年左右,BRAS开始了新的演进变化。 前面我提到 ,BRAS其实就像移动网里的核心网 。核心网在10多年前 ,有一个明显的演进 ,就是控制和转发分离。也就是说,设备进行解耦 ,控制面和数据转发面分开,各走各的通路 。(参考 :从2G到5G,核心网 ,你到底经历了什么?) 这一趋势 ,也发生在BRAS的身上。 传统BRAS ,作为网关 ,既要负责用户管理 ,也要负责数据流的转发 ,负担很重,性能很难提升上来。 而且,BRAS设备的数量很多 ,随着网络规模持续扩大,还有一些新业务上线,BRAS的维护工作量越来越大 。部署新业务的速度 ,也非常慢,影响网络的长期发展 。 于是,BRAS开始解耦 ,把将多台BRAS设备上的用户管理功能抽取出来并且集中 ,形成控制面(Control Plane,简称CP)。BRAS设备上,保留路由器的控制面以及BRAS的转发面,形成转发面(User Plane ,简称UP)。
和移动核心网一样 ,除了把控制面集中起来之外,还引入了虚拟化(云化),形成了vBRAS。好处和云核心网是一样的 ,可以灵活进行弹性扩容、缩容 ,简化运维 ,统一标准接口 ,提升设备性能 。
采用vBRAS之外 ,转发面也变得灵活 。 对于大流量业务 ,可采用高性能硬件,分布式部署 ,满足转发性能需求。对于大session小流量业务,可采用x86云化设备,集中式部署 ,节约成本 。 vBRAS的出现 ,体现了城域网云化的趋势。它的底层演进逻辑 ,和4G/5G移动通信网是一样的。 值得一提的是,除了形态变化之外,BRAS的定位也有些变化。 随着设备性能的提升 ,前面我们看到的在一起的BRAS和SR(业务路由器) ,设备功能逐渐融合为MSE(Multi-Service Edge,多业务边缘路由器)或BNG(Broadband Network Gateway ,宽带网络网关) 。这也是某种形式的合体。 好了,以上就是关于BRAS的全部内容 。 |