CT云資源池建設及承載vBRAS網元淺析

沈蘭蘭

摘要：“互聯網+”戰略促進了云計算同其他行業的深入結合，對運營商基礎設施改造和網絡架構重構提出需求。隨著網絡重構的逐步推進和SDN/NFV技術的快速發展，建設CT云資源池用于承載虛擬網元對于運營商而言具有重要意義。隨著用戶帶寬增長及用戶數量增加，BRAS設備在城域網絡中的應用逐步受限。本文主要對CT云資源池建設背景及承載原則進行分析，論述了CT云資源池承載vBRAS網元的意義，并對CT云資源池承載vBRAS網元案例進行了詳細介紹。

關鍵詞：CT云;資源池;vBRAS;DC

引言：

“互聯網+”戰略要求運營商構建新型網絡架構，以進一步促進網絡發展，保證網絡環境安全，電信運營商重點開展了基礎設施改造工作和網絡架構的重定義、重設計工作。基設施的改造主要體現在對現有資源的排摸后進行的DC機房和IDC機房規劃和建設，對網絡架構的重定義、重設計體現在逐步引入SDN/NFV技術，建設云資源池并承載虛擬化網元。本文主要介紹在DC機房內建設CT云資源池及在CT云資源池中引入vBRAS 網元問題的一些思考。

1、CT云資源池建設背景

目前，中國電信網絡架構體系復雜而封閉，存在很多較為明顯的問題。單一功能設備的大量使用、軟硬件垂直一體化封閉架構及不同廠家、類型的專用設備使用，均使得網絡靈活性差、建設及運維成本高。

未來網絡的層級、種類、類型、數量和接口應盡量得少，網絡能夠提供軟件編程能力，資源具備彈性的可伸縮的能力，網絡能夠形成豐富、便捷的開放能力，且網絡資源能夠統一規劃、部署和端到端運營。利用NFV建設云資源池以改善網絡能力已成為電信運營商的重要工作之一。

2、CT云概念及資源池承載原則

2.1 CT云概念

中國電信云體系由對內承載和對外服務兩部分組成，其中，對內承載業務的為內部私有云，包括IT云和CT云，對外承載業務的為對外服務云。電信IT云由各業務平臺資源和IT資源整合而來，是電信目前重要的私有云。電信內部逐步建設了另一重要私有云CT云，并與IT云進行了隔離部署。CT云，即NFV云，主要承載vBRAS、vCDN等虛擬網元。

2.2 CT云資源池承載原則

網絡DC主要用于承載虛擬化網元和專用硬件設備，DC依據現有通信局所層級關系設置。CT云資源池主要承載虛擬化網元，根據DC機房的規劃原則承載不同虛擬化網元，具體劃分見下表。

綜上，CT云主要承載vBRAS、vCPE、vFW/vLB、vCDN等虛擬網元。

3、承載vBRAS網元意義

目前，BRAS設備在運營商城域網絡中處于極其的關鍵位置，當更多用戶接入時，BRAS設備的CPU占用率較高，但其轉發硬件資源缺較為閑置。因此，vBRAS部署方式將是運營商嘗試簡化BRAS設備部署的重要途徑。

目前ITMS認證和VOIP語音業務大量占用傳統BRAS的PPPOE會話數，占比大約為30%和15%，這部分屬于高并發小流量業務，非常適合采用vBRAS進行承載。且vBRAS同物理BRAS具有相同的認證、寬帶限速等功能，能夠滿足運營商建立彈性而靈活認證模塊需求。因此，建設云資源池中并承載vBRAS網元，對提升系統容量和靈活性、滿足業務靈活擴展需求具有重要意義。

4、承載vBRAS網元案例

4.1 vBRAS總體建設方案

某電信ITMS認證管理平臺部署在省云資源池內，VOIP業務為本地業務，通過本地網BAC設備接入IMS核心網。案例工程在區域DC節點新建CT云資源池并部署vBRAS網元，區域DC節點部署有城域網核心設備和CN2骨干設備，便于業務的承載及后期全省ITMS集中認證建設。在試點節點新增匯聚交換機，新開OLT設備至匯聚交換機的上行鏈路，用于ITMS認證及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。具體網絡拓撲圖如下：

4.2 軟硬件配置及網絡架構

VNF服務器

案例工程以該省2個核心DC節點共規劃覆蓋家庭寬帶用戶60萬戶為例，按照單用戶忙時3個session進行測算，則忙時session數為180萬。ITMS和VOIP業務占比及能力需求如下：

根據電信集團提供的vBRAS承載模型如下：

對于單個云資源池承載vBRAS用戶規模小于100萬時，推薦優先采用單虛機形態的vBRAS設備，根據測試結果，典型資源的業務承載能力參考如下：

在單個虛擬機（8C（不開啟超線程），16G內存，30G硬盤，1塊4口萬兆的intel x710網卡）可以穩定承載（CPU利用率在60%，內存利用率穩定在45%）128K個VoIP/ITMS/VPDN用戶。

對于單虛擬機形態的vBRAS設備，采用不同服務器之上的虛擬機之間的備份方案。針對VoIP、IPTV、VPDN業務采用1：1備份來實現用戶會話級別的熱備;針對ITMS、家庭寬帶業務、aWiFi等業務，由于該類業務切換時用戶不感知，推薦采用4：1的備份方案。

案例工程vBRAS采用虛擬機（8C（不開啟超線程），16G內存，30G硬盤，1塊4口萬兆的intel x710網卡）進行部署，硬件服務器采用集采框架NFV服務器承載（2路12核384G內存），則VNF服務器需求如下：

由上表可以看出，單節點CT云資源池ITMS認證session為30萬，VOIP業務session為15萬;單臺vBRAS處理能力為12.8萬session。其中ITMS認證業務按照4：1進行備份，VOIP業務按照1：1備份，則單節點vBRAS（ITMS）需要4臺，vBRAS（VOIP）需要4臺。

按照單臺定制化NFV型服務器部署2臺vBRAS，則單節點CT云資源池VNF服務器需要5臺。

管理節點服務器

案例工程在每個節點部署vBRAS管理軟件及集團云管平臺適配層等，實現CT云平臺資源管理及NFV網元管理。具體需求如下：

根據電信集團指導意見，對于部署VNFM、VIM以及NFVO的管理節點服務器，部署以上軟件的x86服務器，對CPU的核數和主頻無特殊要求，內存容量建議384G，硬盤建議1T以上，無特殊網卡需求。

管理節點服務器數量=虛擬機vCPU總核數/（單物理服務器CPU核數*超線程比例）=48/（2*12*4）=1，考慮安全性，案例工程在單節點CT云資源池部署2臺定制化計算型服務器用于管理軟件的部署。

網絡設備

單節點CT云資源池節點設置1對DC交換機作為資源池出口設備使用，與163、CN2和DCN相連。

根據試點經驗值測算，單臺vBRAS忙時流量約20M，案例工程單節點CT與資源池新增8臺vBRAS設備，資源池忙時流量為160M左右。初期考慮CT云資源池通過2*10GE鏈路上聯至163網絡，通過2*GE上聯CN2和DCN網絡，分別作為集團云管統一納管和帶外管理網絡使用。

案例工程單節點CT云資源池部署VNF服務器7臺，管理節點服務器2臺，共計9臺服務器，考慮配置匯聚交換機進行業務匯聚。配置一對匯聚交換機，承載業務流量和資源管理流量;配置一對臺千兆交換機作為帶外管理端口匯聚。

虛擬化軟件

本期工程共部署7臺VNF服務器和2臺管理節點服務器，硬件配置均為2路12核384G內存。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18套虛擬化軟件。

網絡架構

案例工程CT云資源池單節點配置一對DC交換機作為出口交換機使用，直連城域網CR、CN2及DCN網絡，具體組網拓撲如下：

結束語

結合運營商基礎設施改造及網絡架構重構，在DC機房建設CT云資源池，用于運營商對內業務承載，增強網絡靈活擴展能力以適應業務發展，不斷提升運營商核心競爭力。率先將vBRAS承載于CT云資源池中用于集中處理大并發小流量業務，能夠充分發揮vBRAS部署方式優勢，對后期vFW/vLB、vCDN等虛擬網元的部署具有重要參考價值。

參考文獻：

[1]史凡，趙慧玲.中國電信網絡重構及關鍵技術分析[J].中興通訊技術， 2017，2：2-5.