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领跑校园网络建设,北京大学携手新华三打造行业首个BRAS转控分离样板点

【发布时间:2023-11-30】

信息网络时代蓬勃发展为教育的发展带来了更多的机遇与挑战。同时,在教育走向开放和国际化的大趋势下,教育行业与数字技术的结合正逐渐达到空前的新高度。从技术层面来说,ICT技术的迅猛发展让人类之间的联系变得更加紧密,师生与校园场景之间不断萌生出越来越多的联接需求。“联接”作为一种全新的常态,成为了信息互联下促进知识、思想和智慧传播共享的基础。北京大学作为全球领先的教育行业标杆,几十年来一直关注并推动中国教育信息化事业,携手科技企业为教育行业提供创新的技术和解决方案实践的宝贵经验。紫光股份旗下新华三集团致力于成为中国教育信息化发展可信赖的合作伙伴,借助ICT领域的技术创新,为构建智慧互联的新校园时代提供支持和助力。此次北京大学联手新华三创新网络架构的合作,建设了全国教育行业首个BRAS转控分离样板点,为全国高校校园网建设打造了新范式。

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从管理到服务:

创新构建控制面+用户面的分离的

云化BRAS架构

为进一步提升网络系统对智慧校园建设的支撑水平,北京大学与新华三集团联合创新BRAS转控分离校园网解决方案,在整体网络架构规划上,推动了从管理为核心的设计架构向服务为核心的云化网络架构改变,解决了4B级别的海量IPv4和IPv6双栈用户在不同区域漫游过程中使用体验不佳的问题。

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传统BRAS架构是在路由器系统上叠加用户管理功能构建的,转控分离BRAS的基本思路就是将多台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)。因此,转控分离BRAS由CP和UP两组成。

控制转发分离的BRAS云化架构具有如下的特点:

转发面、控制面分离,破除转发面和控制面的紧耦合,有利于分别灵活扩容,互相不为约束;

对控制面进行集中化/云化,更易于集中管控,云化有助于弹性扩缩容,简化运维;

控制面采用软件实现,控制面属于计算密集型,部署在具有弹性伸缩的H3C云平台上;

转发面可采用高性能硬件实现。一方面,转发面属于流量密集型,适用于高性能专用硬件实现;另一方面,也利于现网设备的利旧;

控制面与转发面之间采用标准接口,推动高性能转发面的标准化、通用化。

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H3C CR16000 BRAS路由器

从加法到减法:

提升效率简化运维打造智慧校园网络

1、BRAS硬件资源利用率大幅提升,全校漫游IP地址不变

UP在同硬件条件下支撑用户规格大幅提升,转发面硬件利用更加高效减少扩容:BRAS 控制功能云化,转发面物理设备的用户规格不再受之前传统单设备上主控板羸弱的计算和存储限制, 单UP规格直接提升为单板规格的总和。CP入云后UP设备硬件保持不变的情况下用户规格可提升数倍。

IP地址共享高效利用,简化运维:传统BRAS IP 地址池需要提前规划好,由于预测的偏差和用户动态的变化,IP地址有浪费的情况,部分设 备IP地址不够导致新用户已无法上线,而另外部分设备IP还有剩余,但无法共享给其他设备。CP 入云后地址集中控制,按需分配,IP地址使用效率高,运维管理简化,大幅降低OPEX。

2、管理运维极致简化,网络OPEX大幅节省

大幅节省配置工作量:北京大学8台CR16010H BRAS每台设备均需要基本配置如AAA、DHCP、Qos 模板。转控分离后仅在CP一次配置即可,基础Radius属性或者Qos配置模板的变更也在CP配置,并下发到所有UP设备,避免了大量维护人员的在多台UP设备操作,大幅节省配置工作量业务系统对接简化:传统BRAS与业务系统是网状的逻辑连接,业务系统的升级割接比较繁琐。转控分离后,只有CP和业务系统对接,与业务系统逻辑结构呈现单一连接,对接调测修改量大幅缩减。仅需少量维护人员即可维护整网的业务调整。

即插即用,自动配置:转控分离系统可自动识别UP上线, 对UP设备的基础配置、单板配置、接口配置都可以提前在CP进行预配置。同时交换机配合SDN技术也实现自动化配置,这样对于进入机房操作的老师就只需要按指定的方式做物理操作即可,大幅简化老师的技能要求。

3、业务上线效率提升

用户上线效率大幅提升:由于云的计算能力的大幅提升, 所以对于用户上线报文的处理,控制报文的处理速度都会大幅提升,用户体验也将大幅提升,这样的高效率同时还可以有效避免云中海量用户压力下的雪崩效应。

BRAS大量的维护需求主要是针对控制面的修改,例如Radius属性,Qos模板,用户权限等修改以及设备版本升级,这类需求超过60%。避免单台设备逐一配置维护,最大限度的降低维护时间,提高网络运行的可靠性和稳定性。完成从设备容灾备份向IT化的容灾备份的过渡,实现N:1的热备。备份完成倒换后,表项的同步时间和速率,优于传统BRAS设备的故障重启时间。提高网络运行的可靠性和稳定性,从而让学校的IT团队更加有利的支撑教学、科研等领域开展创新实践。

北京大学计算中心成立于1963年,开创了中国高校拥有计算机并为全校提供计算服务的先河。六十年来,大学计算中心与时代同向、与祖国同行,不仅见证了新中国计算机事业的诞生和壮大,更践行了信息技术赋能北京大学创新发展的使命和担当。在本次智慧校园网络建设当中,北京大学与新华三集团共同打造全国教育行业首个BRAS转控分离样板点的典范实践,不仅具有来自技术应用前沿的最新探索价值,同时更为教育的高质量发展注入了强劲的力量。

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