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2023-12-15 14:35
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█ 到底 什么是BRAS ? 宽带接入服务器( Broadband Remote Access Server,简称BRAS)是面向 宽带网络 应用的新型接入网关,它位于 骨干网 的 边缘层 ,可以完成用户带宽的 IP /ATM网的数据接入。 宽带接入服务器( BRAS)主要完成两方面功能: Ø 负 责终结用户的拨号连接(常见有 PPPoE、PPPoE双栈(ND)、PPPoE双栈(DHCPv6) 、 IPoE、IPoE 双栈 (ND)、IPoE 双栈 (DHCPv6)、 vll、vpls、 L3VPN、 L2tp、 IGMP+PPPoE、IGMP+IPoE、MLD+PPPoE、MLD+IPoE 等 连接), 接入 汇聚用户的流量功能; Ø 与 认证系统 、 计费系统 和 客户管理系统 及服务策略控制系统相配合实现用户接入的认证、计费和 管理功能 。 BRAS是宽带接入网和骨干网之间的桥梁,BRAS与用户之间、用户与公网之间均通过传输网连接。 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。传输网 按功能分,又可以分为 骨干网和城域网 , 如下图所示: 骨干网,又分为国家骨干网(一干)和省级骨干网(二干)。 城域网 , 可理解为 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 。 接入层,离我们用户端最近的一层 , 同时也是 “光进铜退”的重点和难点。 接入层 目前最主流的光纤接入技术,就是PON ( Passive Optical Network ),也称无源光网络,主流PON技术架构如下: 传统 BRAS 一般部署在城域网的核心层, 南向面向用户接入,北向衔接骨干网流量, 实现网络的 IP接入一体化。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。 BRAS 解决了宽带用户在业务上、流量上和管理上的汇聚,达到了用户终端只通过一条 网络连接 便可以 灵活、自主、方便地选择服务网络的目的 , 适应了 宽带接入 网络应用 的 发展趋势 ,成为 宽带网络 在 接入层 和骨干 边缘层 之间重要的 网络单元 。 位置如下图所示: █ 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。 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。 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。 █ 用户宽带接入 那么问题就来了,当 用户想要上网, 是什么样的流程呢? 首先要确保PON的光通路 正常, 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)。PPP会话的建立过程如下图所示 : 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)。 上述流程图 ,BRAS收到终端侧过来的用户名密码, 通常情况下由BRAS转到 RADIUS认证 授权 。 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。 █ 如何使用仪表模拟用户接入(PPPoE为例) renix配置思路: Port1模拟3个PPPoE Client进行PPPoE拨号上网(可以模拟更多Client); Port2模拟Internet端口; Port1开启PPPoE Client协议仿真,3个Client都获取到IP地址之后, Port1和Port2相互打流,预期流量可以打通。 测试拓扑如下: 测试步骤: 预约测试机框、占用端口 PPPoE Client配置 使用PPPoE向导配置、选择要配置PPPoE的端口 选择封装、配置接口,“每接口地址数”设置为3,表示3个PPPoE Client 配置PPPoE、PPPoE角色选择Client 认证方式选择 CHAP MD5认证,用户名renix_1,密码XINERTEL_1 向导配置完成后, 还可以修改 修改用户名分别为 renix _1、 renix _2、 renix _3 修改密码分别为XINERTEL_1、 XINERTEL_2 、 XINERTEL_3 订阅 PPPoE Client Session Statistic 统计 启动PPPoE协议 查看PPPoE Client 统计 3个PPPoE Client都已经成功建立连接 3个PPPoE Client获取到的IP地址分别为:102.1.1.2 29 、102.1.1. 118 、 102.1.1. 191 在Port2下添加IPv4接口,并修改对应参数 修改IPv4地址为103.1.1.2(与DUT直连端口在同一网段即可) , IPv4网关地址为103.1.1.1 选中创建的interface,右键选择“发送ARP/ND”,即可学习到DUT的MAC地址 ( 68:E2:09:34:16:9C ) 添加绑定流 选中“流模板”,右键选择“新建绑定流”会弹出新建绑定流的对话框 选择要建立绑定流的2个端口,点击“下一步” 添加绑定流 常规界面默认即可,点击“下一步” (也可以根据需要修改参数) 添加绑定流 , 帧界面不用修改,点击“完成 发送流量/查看统计 切换到Stream Block Statistic界面查看发送和接收速率及其它统计项,下图表明发送和接收报文速率相同,可以适当加大带宽继续测试 停止PPPoE协议 , 查看流量收发情况 结果显示,流量收发正常,且流量无丢包。