到底什么是BRAS？

无线深海 2022-03-18 22:52

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大家好，我们今天聊聊BRAS。
英文好的同学估计会有点懵。因为“BRAS”这个词，在英文里，是“胸罩”的意思。

我们作为通信专业科普公众号，肯定不会研究内衣。今天文章所说的BRAS，是另一个BRAS，全名叫做Broadband Remote Access Server，也就是宽带接入服务器。

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。

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，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，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。

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，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，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。
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。感谢大家的耐心观看，如果觉得文章不错，欢迎多多转发朋友圈或微信群。非常感谢！
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