CT云資源池建設(shè)及承載vBRAS網(wǎng)元淺析

沈蘭蘭

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略促進(jìn)了云計(jì)算同其他行業(yè)的深入結(jié)合，對(duì)運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)設(shè)施改造和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)提出需求。隨著網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的逐步推進(jìn)和SDN/NFV技術(shù)的快速發(fā)展，建設(shè)CT云資源池用于承載虛擬網(wǎng)元對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言具有重要意義。隨著用戶帶寬增長(zhǎng)及用戶數(shù)量增加，BRAS設(shè)備在城域網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用逐步受限。本文主要對(duì)CT云資源池建設(shè)背景及承載原則進(jìn)行分析，論述了CT云資源池承載vBRAS網(wǎng)元的意義，并對(duì)CT云資源池承載vBRAS網(wǎng)元案例進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：CT云;資源池;vBRAS;DC

引言：

“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略要求運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以進(jìn)一步促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全，電信運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)開(kāi)展了基礎(chǔ)設(shè)施改造工作和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重定義、重設(shè)計(jì)工作?；O(shè)施的改造主要體現(xiàn)在對(duì)現(xiàn)有資源的排摸后進(jìn)行的DC機(jī)房和IDC機(jī)房規(guī)劃和建設(shè)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重定義、重設(shè)計(jì)體現(xiàn)在逐步引入SDN/NFV技術(shù)，建設(shè)云資源池并承載虛擬化網(wǎng)元。本文主要介紹在DC機(jī)房?jī)?nèi)建設(shè)CT云資源池及在CT云資源池中引入vBRAS 網(wǎng)元問(wèn)題的一些思考。

1、CT云資源池建設(shè)背景

目前，中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系復(fù)雜而封閉，存在很多較為明顯的問(wèn)題。單一功能設(shè)備的大量使用、軟硬件垂直一體化封閉架構(gòu)及不同廠家、類(lèi)型的專(zhuān)用設(shè)備使用，均使得網(wǎng)絡(luò)靈活性差、建設(shè)及運(yùn)維成本高。

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的層級(jí)、種類(lèi)、類(lèi)型、數(shù)量和接口應(yīng)盡量得少，網(wǎng)絡(luò)能夠提供軟件編程能力，資源具備彈性的可伸縮的能力，網(wǎng)絡(luò)能夠形成豐富、便捷的開(kāi)放能力，且網(wǎng)絡(luò)資源能夠統(tǒng)一規(guī)劃、部署和端到端運(yùn)營(yíng)。利用NFV建設(shè)云資源池以改善網(wǎng)絡(luò)能力已成為電信運(yùn)營(yíng)商的重要工作之一。

2、CT云概念及資源池承載原則

2.1 CT云概念

中國(guó)電信云體系由對(duì)內(nèi)承載和對(duì)外服務(wù)兩部分組成，其中，對(duì)內(nèi)承載業(yè)務(wù)的為內(nèi)部私有云，包括IT云和CT云，對(duì)外承載業(yè)務(wù)的為對(duì)外服務(wù)云。電信IT云由各業(yè)務(wù)平臺(tái)資源和IT資源整合而來(lái)，是電信目前重要的私有云。電信內(nèi)部逐步建設(shè)了另一重要私有云CT云，并與IT云進(jìn)行了隔離部署。CT云，即NFV云，主要承載vBRAS、vCDN等虛擬網(wǎng)元。

2.2 CT云資源池承載原則

網(wǎng)絡(luò)DC主要用于承載虛擬化網(wǎng)元和專(zhuān)用硬件設(shè)備，DC依據(jù)現(xiàn)有通信局所層級(jí)關(guān)系設(shè)置。CT云資源池主要承載虛擬化網(wǎng)元，根據(jù)DC機(jī)房的規(guī)劃原則承載不同虛擬化網(wǎng)元，具體劃分見(jiàn)下表。

綜上，CT云主要承載vBRAS、vCPE、vFW/vLB、vCDN等虛擬網(wǎng)元。

3、承載vBRAS網(wǎng)元意義

目前，BRAS設(shè)備在運(yùn)營(yíng)商城域網(wǎng)絡(luò)中處于極其的關(guān)鍵位置，當(dāng)更多用戶接入時(shí)，BRAS設(shè)備的CPU占用率較高，但其轉(zhuǎn)發(fā)硬件資源缺較為閑置。因此，vBRAS部署方式將是運(yùn)營(yíng)商嘗試簡(jiǎn)化BRAS設(shè)備部署的重要途徑。

目前ITMS認(rèn)證和VOIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)大量占用傳統(tǒng)BRAS的PPPOE會(huì)話數(shù)，占比大約為30%和15%，這部分屬于高并發(fā)小流量業(yè)務(wù)，非常適合采用vBRAS進(jìn)行承載。且vBRAS同物理BRAS具有相同的認(rèn)證、寬帶限速等功能，能夠滿足運(yùn)營(yíng)商建立彈性而靈活認(rèn)證模塊需求。因此，建設(shè)云資源池中并承載vBRAS網(wǎng)元，對(duì)提升系統(tǒng)容量和靈活性、滿足業(yè)務(wù)靈活擴(kuò)展需求具有重要意義。

4、承載vBRAS網(wǎng)元案例

4.1 vBRAS總體建設(shè)方案

某電信ITMS認(rèn)證管理平臺(tái)部署在省云資源池內(nèi)，VOIP業(yè)務(wù)為本地業(yè)務(wù)，通過(guò)本地網(wǎng)BAC設(shè)備接入IMS核心網(wǎng)。案例工程在區(qū)域DC節(jié)點(diǎn)新建CT云資源池并部署vBRAS網(wǎng)元，區(qū)域DC節(jié)點(diǎn)部署有城域網(wǎng)核心設(shè)備和CN2骨干設(shè)備，便于業(yè)務(wù)的承載及后期全省ITMS集中認(rèn)證建設(shè)。在試點(diǎn)節(jié)點(diǎn)新增匯聚交換機(jī)，新開(kāi)OLT設(shè)備至匯聚交換機(jī)的上行鏈路，用于ITMS認(rèn)證及VOIP流量匯聚。PPPOE及CDN等其他流量仍從原有鏈路上行至硬件BRAS處理。具體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

4.2 軟硬件配置及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

VNF服務(wù)器

案例工程以該省2個(gè)核心DC節(jié)點(diǎn)共規(guī)劃覆蓋家庭寬帶用戶60萬(wàn)戶為例，按照單用戶忙時(shí)3個(gè)session進(jìn)行測(cè)算，則忙時(shí)session數(shù)為180萬(wàn)。ITMS和VOIP業(yè)務(wù)占比及能力需求如下：

根據(jù)電信集團(tuán)提供的vBRAS承載模型如下：

對(duì)于單個(gè)云資源池承載vBRAS用戶規(guī)模小于100萬(wàn)時(shí)，推薦優(yōu)先采用單虛機(jī)形態(tài)的vBRAS設(shè)備，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，典型資源的業(yè)務(wù)承載能力參考如下：

在單個(gè)虛擬機(jī)（8C（不開(kāi)啟超線程），16G內(nèi)存，30G硬盤(pán)，1塊4口萬(wàn)兆的intel x710網(wǎng)卡）可以穩(wěn)定承載（CPU利用率在60%，內(nèi)存利用率穩(wěn)定在45%）128K個(gè)VoIP/ITMS/VPDN用戶。

對(duì)于單虛擬機(jī)形態(tài)的vBRAS設(shè)備，采用不同服務(wù)器之上的虛擬機(jī)之間的備份方案。針對(duì)VoIP、IPTV、VPDN業(yè)務(wù)采用1：1備份來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶會(huì)話級(jí)別的熱備;針對(duì)ITMS、家庭寬帶業(yè)務(wù)、aWiFi等業(yè)務(wù)，由于該類(lèi)業(yè)務(wù)切換時(shí)用戶不感知，推薦采用4：1的備份方案。

案例工程vBRAS采用虛擬機(jī)（8C（不開(kāi)啟超線程），16G內(nèi)存，30G硬盤(pán)，1塊4口萬(wàn)兆的intel x710網(wǎng)卡）進(jìn)行部署，硬件服務(wù)器采用集采框架NFV服務(wù)器承載（2路12核384G內(nèi)存），則VNF服務(wù)器需求如下：

由上表可以看出，單節(jié)點(diǎn)CT云資源池ITMS認(rèn)證session為30萬(wàn)，VOIP業(yè)務(wù)session為15萬(wàn);單臺(tái)vBRAS處理能力為12.8萬(wàn)session。其中ITMS認(rèn)證業(yè)務(wù)按照4：1進(jìn)行備份，VOIP業(yè)務(wù)按照1：1備份，則單節(jié)點(diǎn)vBRAS（ITMS）需要4臺(tái)，vBRAS（VOIP）需要4臺(tái)。

按照單臺(tái)定制化NFV型服務(wù)器部署2臺(tái)vBRAS，則單節(jié)點(diǎn)CT云資源池VNF服務(wù)器需要5臺(tái)。

管理節(jié)點(diǎn)服務(wù)器

案例工程在每個(gè)節(jié)點(diǎn)部署vBRAS管理軟件及集團(tuán)云管平臺(tái)適配層等，實(shí)現(xiàn)CT云平臺(tái)資源管理及NFV網(wǎng)元管理。具體需求如下：

根據(jù)電信集團(tuán)指導(dǎo)意見(jiàn)，對(duì)于部署VNFM、VIM以及NFVO的管理節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，部署以上軟件的x86服務(wù)器，對(duì)CPU的核數(shù)和主頻無(wú)特殊要求，內(nèi)存容量建議384G，硬盤(pán)建議1T以上，無(wú)特殊網(wǎng)卡需求。

管理節(jié)點(diǎn)服務(wù)器數(shù)量=虛擬機(jī)vCPU總核數(shù)/（單物理服務(wù)器CPU核數(shù)*超線程比例）=48/（2*12*4）=1，考慮安全性，案例工程在單節(jié)點(diǎn)CT云資源池部署2臺(tái)定制化計(jì)算型服務(wù)器用于管理軟件的部署。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

單節(jié)點(diǎn)CT云資源池節(jié)點(diǎn)設(shè)置1對(duì)DC交換機(jī)作為資源池出口設(shè)備使用，與163、CN2和DCN相連。

根據(jù)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)值測(cè)算，單臺(tái)vBRAS忙時(shí)流量約20M，案例工程單節(jié)點(diǎn)CT與資源池新增8臺(tái)vBRAS設(shè)備，資源池忙時(shí)流量為160M左右。初期考慮CT云資源池通過(guò)2*10GE鏈路上聯(lián)至163網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)2*GE上聯(lián)CN2和DCN網(wǎng)絡(luò)，分別作為集團(tuán)云管統(tǒng)一納管和帶外管理網(wǎng)絡(luò)使用。

案例工程單節(jié)點(diǎn)CT云資源池部署VNF服務(wù)器7臺(tái)，管理節(jié)點(diǎn)服務(wù)器2臺(tái)，共計(jì)9臺(tái)服務(wù)器，考慮配置匯聚交換機(jī)進(jìn)行業(yè)務(wù)匯聚。配置一對(duì)匯聚交換機(jī)，承載業(yè)務(wù)流量和資源管理流量;配置一對(duì)臺(tái)千兆交換機(jī)作為帶外管理端口匯聚。

虛擬化軟件

本期工程共部署7臺(tái)VNF服務(wù)器和2臺(tái)管理節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，硬件配置均為2路12核384G內(nèi)存。按照虛擬化軟件配置原則，每顆物理CPU需要配置1套虛擬化軟件，則案例工程需要采購(gòu)18套虛擬化軟件。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

案例工程CT云資源池單節(jié)點(diǎn)配置一對(duì)DC交換機(jī)作為出口交換機(jī)使用，直連城域網(wǎng)CR、CN2及DCN網(wǎng)絡(luò)，具體組網(wǎng)拓?fù)淙缦拢?/p>

結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)設(shè)施改造及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)，在DC機(jī)房建設(shè)CT云資源池，用于運(yùn)營(yíng)商對(duì)內(nèi)業(yè)務(wù)承載，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)靈活擴(kuò)展能力以適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展，不斷提升運(yùn)營(yíng)商核心競(jìng)爭(zhēng)力。率先將vBRAS承載于CT云資源池中用于集中處理大并發(fā)小流量業(yè)務(wù)，能夠充分發(fā)揮vBRAS部署方式優(yōu)勢(shì)，對(duì)后期vFW/vLB、vCDN等虛擬網(wǎng)元的部署具有重要參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]史凡，趙慧玲.中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中興通訊技術(shù)， 2017，2：2-5.