CT云资源池建设及承载vBRAS网元浅析

沈兰兰

摘要：“互联网+”战略促进了云计算同其他行业的深入结合，对运营商基础设施改造和网络架构重构提出需求。随着网络重构的逐步推进和SDN/NFV技术的快速发展，建设CT云资源池用于承载虚拟网元对于运营商而言具有重要意义。随着用户带宽增长及用户数量增加，BRAS设备在城域网络中的应用逐步受限。本文主要对CT云资源池建设背景及承载原则进行分析，论述了CT云资源池承载vBRAS网元的意义，并对CT云资源池承载vBRAS网元案例进行了详细介绍。

关键词：CT云;资源池;vBRAS;DC

引言：

“互联网+”战略要求运营商构建新型网络架构，以进一步促进网络发展，保证网络环境安全，电信运营商重点开展了基础设施改造工作和网络架构的重定义、重设计工作。基设施的改造主要体现在对现有资源的排摸后进行的DC机房和IDC机房规划和建设，对网络架构的重定义、重设计体现在逐步引入SDN/NFV技术，建设云资源池并承载虚拟化网元。本文主要介绍在DC机房内建设CT云资源池及在CT云资源池中引入vBRAS 网元问题的一些思考。

1、CT云资源池建设背景

目前，中国电信网络架构体系复杂而封闭，存在很多较为明显的问题。单一功能设备的大量使用、软硬件垂直一体化封闭架构及不同厂家、类型的专用设备使用，均使得网络灵活性差、建设及运维成本高。

未来网络的层级、种类、类型、数量和接口应尽量得少，网络能够提供软件编程能力，资源具备弹性的可伸缩的能力，网络能够形成丰富、便捷的开放能力，且网络资源能够统一规划、部署和端到端运营。利用NFV建设云资源池以改善网络能力已成为电信运营商的重要工作之一。

2、CT云概念及资源池承载原则

2.1 CT云概念

中国电信云体系由对内承载和对外服务两部分组成，其中，对内承载业务的为内部私有云，包括IT云和CT云，对外承载业务的为对外服务云。电信IT云由各业务平台资源和IT资源整合而来，是电信目前重要的私有云。电信内部逐步建设了另一重要私有云CT云，并与IT云进行了隔离部署。CT云，即NFV云，主要承载vBRAS、vCDN等虚拟网元。

2.2 CT云资源池承载原则

网络DC主要用于承载虚拟化网元和专用硬件设备，DC依据现有通信局所层级关系设置。CT云資源池主要承载虚拟化网元，根据DC机房的规划原则承载不同虚拟化网元，具体划分见下表。

综上，CT云主要承载vBRAS、vCPE、vFW/vLB、vCDN等虚拟网元。

3、承载vBRAS网元意义

目前，BRAS设备在运营商城域网络中处于极其的关键位置，当更多用户接入时，BRAS设备的CPU占用率较高，但其转发硬件资源缺较为闲置。因此，vBRAS部署方式将是运营商尝试简化BRAS设备部署的重要途径。

目前ITMS认证和VOIP语音业务大量占用传统BRAS的PPPOE会话数，占比大约为30%和15%，这部分属于高并发小流量业务，非常适合采用vBRAS进行承载。且vBRAS同物理BRAS具有相同的认证、宽带限速等功能，能够满足运营商建立弹性而灵活认证模块需求。因此，建设云资源池中并承载vBRAS网元，对提升系统容量和灵活性、满足业务灵活扩展需求具有重要意义。

4、承载vBRAS网元案例

4.1 vBRAS总体建设方案

某电信ITMS认证管理平台部署在省云资源池内，VOIP业务为本地业务，通过本地网BAC设备接入IMS核心网。案例工程在区域DC节点新建CT云资源池并部署vBRAS网元，区域DC节点部署有城域网核心设备和CN2骨干设备，便于业务的承载及后期全省ITMS集中认证建设。在试点节点新增汇聚交换机，新开OLT设备至汇聚交换机的上行链路，用于ITMS认证及VOIP流量汇聚。PPPOE及CDN等其他流量仍从原有链路上行至硬件BRAS处理。具体网络拓扑图如下：

4.2 软硬件配置及网络架构

VNF服务器

案例工程以该省2个核心DC节点共规划覆盖家庭宽带用户60万户为例，按照单用户忙时3个session进行测算，则忙时session数为180万。ITMS和VOIP业务占比及能力需求如下：

根据电信集团提供的vBRAS承载模型如下：

对于单个云资源池承载vBRAS用户规模小于100万时，推荐优先采用单虚机形态的vBRAS设备，根据测试结果，典型资源的业务承载能力参考如下：

在单个虚拟机（8C（不开启超线程），16G内存，30G硬盘，1块4口万兆的intel x710网卡）可以稳定承载（CPU利用率在60%，内存利用率稳定在45%）128K个VoIP/ITMS/VPDN用户。

对于单虚拟机形态的vBRAS设备，采用不同服务器之上的虚拟机之间的备份方案。针对VoIP、IPTV、VPDN业务采用1：1备份来实现用户会话级别的热备;针对ITMS、家庭宽带业务、aWiFi等业务，由于该类业务切换时用户不感知，推荐采用4：1的备份方案。

案例工程vBRAS采用虚拟机（8C（不开启超线程），16G内存，30G硬盘，1块4口万兆的intel x710网卡）进行部署，硬件服务器采用集采框架NFV服务器承载（2路12核384G内存），则VNF服务器需求如下：

由上表可以看出，单节点CT云资源池ITMS认证session为30万，VOIP业务session为15万;单台vBRAS处理能力为12.8万session。其中ITMS认证业务按照4：1进行备份，VOIP业务按照1：1备份，则单节点vBRAS（ITMS）需要4台，vBRAS（VOIP）需要4台。

按照单台定制化NFV型服务器部署2台vBRAS，则单节点CT云资源池VNF服务器需要5台。

管理节点服务器

案例工程在每个节点部署vBRAS管理软件及集团云管平台适配层等，实现CT云平台资源管理及NFV网元管理。具体需求如下：

根据电信集团指导意见，对于部署VNFM、VIM以及NFVO的管理节点服务器，部署以上软件的x86服务器，对CPU的核数和主频无特殊要求，内存容量建议384G，硬盘建议1T以上，无特殊网卡需求。

管理节点服务器数量=虚拟机vCPU总核数/（单物理服务器CPU核数*超线程比例）=48/（2*12*4）=1，考虑安全性，案例工程在单节点CT云资源池部署2台定制化计算型服务器用于管理软件的部署。

网络设备

单节点CT云资源池节点设置1对DC交换机作为资源池出口设备使用，与163、CN2和DCN相连。

根据试点经验值测算，单台vBRAS忙时流量约20M，案例工程单节点CT与资源池新增8台vBRAS设备，资源池忙时流量为160M左右。初期考虑CT云资源池通过2*10GE链路上联至163网络，通过2*GE上联CN2和DCN网络，分别作为集团云管统一纳管和带外管理网络使用。

案例工程单节点CT云资源池部署VNF服务器7台，管理节点服务器2台，共计9台服务器，考虑配置汇聚交换机进行业务汇聚。配置一对汇聚交换机，承载业务流量和资源管理流量;配置一对台千兆交换机作为带外管理端口汇聚。

虚拟化软件

本期工程共部署7台VNF服务器和2台管理节点服务器，硬件配置均为2路12核384G内存。按照虚拟化软件配置原则，每颗物理CPU需要配置1套虚拟化软件，则案例工程需要采购18套虚拟化软件。

网络架构

案例工程CT云资源池单节点配置一对DC交换机作为出口交换机使用，直连城域网CR、CN2及DCN网络，具体组网拓扑如下：

结束语

结合运营商基础设施改造及网络架构重构，在DC机房建设CT云资源池，用于运营商对内业务承载，增强网络灵活扩展能力以适应业务发展，不断提升运营商核心竞争力。率先将vBRAS承载于CT云资源池中用于集中处理大并发小流量业务，能够充分发挥vBRAS部署方式优势，对后期vFW/vLB、vCDN等虚拟网元的部署具有重要参考价值。

参考文献：

[1]史凡，赵慧玲.中国电信网络重构及关键技术分析[J].中興通讯技术， 2017，2：2-5.