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 ,是免费模板聊聊另一个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 。云计算 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,源码下载又分为国家骨干网(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,亿华云属于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,香港云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,服务器租用但是,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。 |
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