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,是服务器租用聊聊另一个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 。亿华云 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 ,源码库又分为国家骨干网(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,免费模板属于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,高防服务器一根网线变成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 ,模板下载但是 ,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。 |