宽带远程接入服务器:BRAS,宽带接入技术中不可或缺的一环!

简介: 【4月更文挑战第25天】

在当今数字化时代,互联网已经渗透到了我们生活的各个方面。而要实现互联网的接入,一项关键的技术是宽带接入,而BRAS(Broadband Remote Access Server)宽带远程接入服务器则是宽带接入技术中不可或缺的一环。本文将详细介绍BRAS的概念、作用、原理以及应用场景。

BRAS的概念

BRAS,全称为宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server),是一种专门用于处理宽带接入业务的网络设备。它通常位于互联网服务提供商(ISP)的网络边缘,负责管理、控制和转发用户的数据流量。BRAS的主要功能包括用户接入管理、IP地址管理、流量控制与管理等。

BRAS的功能

BRAS作为宽带网络的核心设备,承担着多项重要功能:

1. 用户身份验证(Authentication)

BRAS负责对接入网络的用户进行身份验证,以确保只有经过授权的用户能够使用网络资源。这种验证通常使用用户名密码、MAC地址等方式进行。

当用户通过宽带调制解调器(DSL modem)连接到互联网时,BRAS会要求用户输入正确的用户名和密码,只有在验证通过后,用户才能正常访问网络。

2. 接入控制(Access Control)

BRAS可以根据运营商的策略对用户的接入进行控制,包括接入速率、接入时间等方面的限制。

运营商可以通过BRAS设定每个用户的最大接入速率,以确保网络资源公平分配;另外,他们也可以根据需要设定不同时间段的接入规则,比如在高峰时段限制用户的接入时间,以减轻网络负载。

3. IP地址分配(IP Address Allocation)

BRAS负责为接入网络的用户分配IP地址,使他们能够在网络中进行通信和访问。

当用户成功接入网络后,BRAS会使用DHCP协议动态为用户分配IP地址,确保每个用户都能够顺利地访问网络资源。

4. 流量控制(Traffic Control)

BRAS可以对用户的流量进行管理和控制,以确保网络资源的合理利用和保障网络的稳定性。

当网络出现拥堵时,BRAS可以根据预先设定的策略对用户的流量进行调整,优先保障重要数据的传输,确保网络的正常运行。

BRAS的工作原理

BRAS的工作原理涉及到多个方面,包括接入认证、数据转发、流量控制等。以下是BRAS的基本工作流程:

  1. 接入认证:当用户尝试接入网络时,他们的设备会首先与BRAS进行通信。BRAS会要求用户提供正确的用户名和密码等凭据,以验证他们的身份。只有在身份验证通过后,用户才能够成功接入网络。

  2. IP地址分配:认证通过后,BRAS会为用户分配一个可用的IP地址。它会从预先配置的IP地址池中选择一个未被占用的地址,并将其分配给用户的设备。用户可以使用这个IP地址与互联网进行通信。

  3. 数据转发:一旦用户成功接入网络,BRAS就会负责转发用户的数据流量。它会根据目标地址和路由信息,将用户的数据包发送到相应的目标服务器或者其他用户。

  4. 流量控制:BRAS会根据预先配置的流量策略,对用户的流量进行控制和管理。这可能包括带宽限制、流量计费、QoS管理等功能。通过合理的流量控制,BRAS可以确保网络资源得到合理分配和利用,保障网络的稳定性和性能。

BRAS的应用场景

家庭宽带接入

家庭宽带接入是BRAS的一个重要应用场景。在现代家庭中,几乎每个家庭成员都需要使用互联网来进行工作、学习、娱乐等活动。而BRAS作为家庭网络的关键组成部分,能够确保家庭成员能够安全、稳定地接入互联网。

比如在一个家庭宽带接入场景中,当家庭成员使用各种设备(如电脑、智能手机、智能电视等)尝试连接到家庭WiFi时,BRAS会起到关键作用。它会要求用户提供正确的用户名和密码,以验证用户的身份。只有在身份验证通过后,BRAS才会允许设备接入家庭网络。同时,BRAS还会为每个设备分配一个唯一的IP地址,以便设备之间能够准确地进行通信。通过这种方式,BRAS能够确保家庭网络的安全性和稳定性,为家庭成员提供良好的网络体验。

企业网络接入

企业网络接入是另一个重要的BRAS应用场景。在现代企业中,员工需要通过互联网来进行日常工作,如发送电子邮件、访问公司内部网站、使用云服务等。而BRAS作为企业网络的关键设备,能够为企业用户提供安全可靠的网络接入服务。

举例来说,在一个企业网络接入场景中,当员工使用笔记本电脑连接到公司的局域网时,BRAS会起到关键作用。它会要求员工提供正确的用户名和密码,以验证员工的身份。只有在身份验证通过后,员工才能够成功接入公司的网络。同时,BRAS还会为每台设备分配一个唯一的IP地址,以便设备之间能够准确地进行通信。通过这种方式,BRAS能够确保企业网络的安全性和稳定性,为员工提供高效的网络接入服务,提升工作效率。

公共WiFi接入

公共WiFi接入是BRAS的另一个重要应用场景。在现代社会中,人们经常在公共场所(如咖啡馆、餐厅、机场等)使用公共WiFi来进行互联网访问。而BRAS作为公共WiFi网络的关键设备,能够为大量的用户提供安全、稳定的网络接入服务。

比如在一个公共WiFi接入场景中,当用户尝试连接到公共WiFi时,BRAS会起到关键作用。它会要求用户提供正确的用户名和密码,以验证用户的身份。只有在身份验证通过后,用户才能够成功接入公共WiFi。同时,BRAS还会根据预先配置的流量策略,对用户的流量进行控制和管理。这可能包括带宽限制、流量计费、QoS管理等功能,以确保网络资源得到合理分配和利用,避免网络拥塞和资源浪费。

BRAS部署方案

传统BRAS分布式部署方案

传统的BRAS(Broadband Remote Access Server)设备采用分布式部署方案,其特点是与服务器和用户端等周边系统形成全连接的模式。

传统BRAS设备分布式部署的工作原理主要包括以下几个方面:

  1. 全连接模式: BRAS设备与服务器和用户端等周边系统形成全连接的模式,每个BRAS设备都需要与周边设备对接集成。

  2. 管理会话和用户带宽: BRAS设备既具备管理会话的功能,也具备管理用户带宽的功能。用户从不同区域的BRAS设备上线,存在资源分配不均、多Session、带宽空闲等问题。

vBRAS方案

vBRAS(Virtual Broadband Remote Access Server)方案是基于虚拟化技术的宽带远程接入服务器架构,其核心思想是将传统的硬件BRAS功能虚拟化,实现了网络功能的软件化,从而提高了网络的灵活性和可扩展性。其中,转控分离是vBRAS方案的关键技术之一。

转控分离的vBRAS架构将BRAS设备的控制平面(Control Plane,CP)和转发平面(User Plane,UP)进行了解耦,其主要特点包括:

  • 控制平面(CP): 控制平面负责用户的接入控制、用户管理、认证授权计费、地址管理等功能模块。
  • 转发平面(UP): 转发平面负责流量转发、QoS、流量统计等纯转发面功能,以及动态路由协议等管道类控制平面功能。

vBRAS方案采用了虚拟通用服务器加软件来实现控制平面,而转发平面则使用物理BRAS设备或者通用服务器加软件来实现。这种方式保证了在大流量低时延转发时可以利用物理设备的优势,同时在处理大量Session和小流量业务时可以充分利用虚拟化的优势。

在vBRAS方案中,控制平面以云的方式集中部署,充分利用云的强计算能力,单机架后续可管理千万级用户。转发平面则采用分布式部署方式,利用高性能硬件处理大带宽低时延业务,单机架转发能力可达Tbps级别。

vBRAS方案的优势在于:

  • 提高了网络的灵活性和可扩展性,能够更好地适应新业务的快速发展。
  • 降低了部署成本和维护成本,简化了运维工作。
  • 提高了网络资源的利用率,实现了资源的灵活调度和按需使用。

iBRAS方案

iBRAS(Intelligent Broadband Engine Solution)方案是华为推出的一款集流量管理、应用加速、流量经营、流量镜像、流日志、体验运维、营销应用、信息推送等功能于一体的解决方案。它利用多项专利业务感知技术,通过高性能的硬件平台实现网络数据报文的分析和处理,并辅助提供智能的、灵活的业务控制手段,可以在固网、无线网络及融合网络中实现流量分析、带宽管理及网络安全防护等多种功能。

iBRAS方案主要分为前台和后台两部分:

1. 前台

前台由BRAS设备或SR设备上插入的SA(Service Awareness,业务感知)单板实现。其功能包括:

  • 流量监控: 实时监控网络流量,掌握网络状况。
  • 策略执行和应用: 根据业务需求执行相应的策略,实现流量控制、加速等功能。
  • 统计数据上报: 上报网络统计数据,为后续分析提供支持。

2. 后台

后台由在BRAS设备上接入的VBP(Versatile Business Platform,多功能业务平台)实现。其功能包括:

  • 设备管理: 对接入的BRAS设备进行管理和监控。
  • 用户管理: 对用户进行管理,包括认证、授权等。
  • 流量管理: 对网络流量进行管理和控制,实现带宽管理、流量经营等功能。
  • 安全管理: 提供网络安全防护功能,保障网络安全。
  • 日志管理: 记录网络运行状态和事件,便于故障排查和分析。

iBRAS方案具有以下特点和优势:

  • 业务感知技术: 利用专利的业务感知技术,能够深入探析网络及应用指标,提供精准的业务分析和服务。
  • 全面功能: iBRAS方案集成了多种功能于一体,涵盖了流量管理、安全防护、业务加速等多个方面,能够满足运营商对网络优化、差异化服务的需求。
  • 智能化管理: 提供智能的业务控制手段,能够根据网络状况和用户需求实时调整策略,保障网络性能和用户体验。
  • 灵活可扩展: iBRAS方案可以在固网、无线网络及融合网络中实现流量分析、带宽管理等功能,具有较强的灵活性和可扩展性。

总结

BRAS作为宽带接入领域的重要设备,对于确保网络安全、稳定性和性能具有不可替代的作用。通过本文的介绍,相信读者对BRAS的概念、作用、原理以及应用场景有了更深入的了解。在未来的发展中,BRAS将继续发挥着重要作用,推动宽带接入技术的进步和发展。

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