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vBRAS-CP弹性伸缩技术白皮书-6W100

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vBRAS-CP弹性伸缩技术白皮书-6W100-整本手册.pdf  (238.93 KB)

  • 发布时间:2023/3/21 9:53:01
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vBRAS-CP弹性伸缩技术白皮书

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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非经本公司书面许可,任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部,并不得以任何形式传播。

除新华三技术有限公司的商标外,本手册中出现的其它公司的商标、产品标识及商品名称,由各自权利人拥有。

本文中的内容为通用性技术信息,某些信息可能不适用于您所购买的产品。



概述

1.1  产生背景

在转发与控制分离组网场景中,CP中的BRAS-VM负责用户管理、接入控制等功能。如果BRAS-VM资源不可调整,当接入用户增加时,可能导致新增用户无法上线;当接入用户减少时,会导致BRAS-VM资源空闲,造成资源浪费。因此,管理员需要根据用户的实际业务需求和策略,合理利用和规划CPBRAS-VM

弹性伸缩(Auto Scaling)是一种动态调整CP虚拟资源分配的技术。弹性伸缩是指横向伸缩,即BRAS-VM数量的增减。在业务需求增加时,扩容BRAS-VM保证业务的平滑扩展;在业务需求下降时,释放BRAS-VM,避免资源浪费。

通过弹性伸缩,管理员可以根据设备的运行状况动态、实时地进行BRAS-VM的申请和释放,从而达到提高资源利用率和节能减排的目的。例如,晚上的上网用户数比白天多,则设备会根据实际用户数变化,动态地在晚上申请BRAS-VM,白天释放BRAS-VM,进而提高设备利用率。

1.2  技术优点

·     高利用率

管理员可以根据设备的运行状况动态、实时地进行BRAS-VM资源的申请和释放。

·     负载均衡

合理规划UP所属的BRAS-VM,保证各个BRAS-VM的用户业务负载均衡。

·     灵活控制

支持静态和动态地申请或释放BRAS-VM资源,可以根据组网需要灵活选择控制方式

弹性伸缩实现

弹性伸缩通过静态或动态地申请或释放虚拟的BRAS-VM资源,实现根据业务需求进行扩缩容:

·     在业务需求增长时,增加BRAS-VM,提高控制面业务能力,并保证单台BRAS-VM的业务处理能力不过载,降低BRAS-VM故障的概率。

·     在业务需求降低时,减少BRAS-VM由少量BRAS-VM处理业务,释放多余的BRAS-VM资源,减少资源占用,降低部署和维护成本。

2.1  弹性伸缩的实现方式

弹性伸缩的实现方式包括:

·     自动扩缩容:根据以下情况,自动增删BRAS-VM

¡     BRAS-VM管理的UP数量变化

¡     UP上的用户数发生变化

·     手工扩缩容:手工申请虚拟的BRAS-VM资源。

2.2  自动扩缩容

2.2.1  自动扩缩容简介

自动扩缩容是指根据触发条件,由系统自行判断是否进行扩缩容,并自动进行UP迁移。UP迁移时会将该UP下的用户一起迁移,迁移过程中该UP下的原有用户不会下线,迁移完成后该UP下的原有用户可以正常上线。但是,对于新增用户,迁移期间不可以上线,需要等待迁移完成后才可以上新。UP迁移完成后,BRAS-VM通过与UP建立控制通道(CUSP通道)和管理通道(NETCONF通道),来控制和管理UP,从而实现用户管理、接入控制等功能。

·     自动扩容

1所示,自动扩容是指自动增加BRAS-VM资源,并将UP迁移到该BRAS-VM上。

图1 自动扩容示意图

 

·     自动

2所示,自动是指自动释放BRAS-VM资源,并将UP迁移到其他BRAS-VM上。

图2 自动缩容示意图

 

2.2.2  触发条件

当发生如下变化时,由VNFM-vBRAS根据部署策略自动、实时地调整BRAS-VM数量以保证设备资源合理地申请和释放:

·     BRAS-VM管理的UP数量变化。

·     UP上的用户数发生变化。

1. 基于UP数量自动扩缩容的触发条件

·     扩容

管理员创建的UP个数超过BRAS-VM的管理上限时,系统需要判断CP的所有BRAS-VM中是否有足够资源管理新增的UP。如果没有,则进行扩容,自动创建新的BRAS-VM,再将新增的UP迁移到新创建BRAS-VM上;否则,将新增的UP迁移到有足够资源的BRAS-VM上,不进行扩容。

·     缩容

管理员删除UP导致某个BRAS-VMUP数量0时,系统判断需要删除指定BRAS-VM进行缩容。

2. 基于用户数量自动扩缩容的触发条件

·     扩容

用户上线个数超过BRAS-VM的管理上限时,系统需要将上线用户数较多的UP进行迁移。迁移时,系统需要判断CP的所有BRAS-VM中是否有足够资源管理这些上线用户数较多UP如果没有,则进行扩容,自动创建新的BRAS-VM,再将上线用户数较多UP迁移到新的BRAS-VM上;否则,将这些UP迁移到有足够资源的BRAS-VM上,不进行扩容。

·     缩容

用户下线导致在线用户数低于BRAS-VM的管理下限时,系统需要判断删除指定BRAS-VM后,CP的剩余BRAS-VM中是否有足够资源管理待迁移的UP如果有则进行缩容,将指定BRAS-VM删除,并将该BRAS-VM所管理的UPUP的上线用户迁移到其他BRAS-VM上;否则不进行缩容。

2.2.3  自动扩缩容工作流程

1. 基于UP数的自动扩缩容

3所示,基于UP数的自动扩缩容流程如下:

(1)     管理员在CTRL-VM上添加或删除UP

(2)     UP的数量达到BRAS-VM管理的阈值,满足扩缩容条件。

(3)     CTRL-VM将扩缩容请求消息发送给VNFM-vBRAS

(4)     VNFM-vBRASCloud OS发送VM变更请求。

(5)     Cloud OS接收到请求后,向CASVM申请或释放硬件资源,并将硬件资源申请或释放结果发送给VNFM-vBRAS

(6)     VNFM-vBRAS将扩缩容结果发送给CTRL-VM

(7)     CTRL-VM根据结果增加或删除BRAS-VM,并将扩缩容确认结果反馈给VNFM-vBRAS

图3 基于UP数的自动扩缩容流程图

 

2. 基于用户数量的自动扩缩容

4所示,基于用户数量的自动扩缩容流程如下:

(1)     用户数量达到BRAS-VM管理的阈值,满足扩缩容条件。

(2)     CTRL-VM将扩缩容请求消息发送给VNFM-vBRAS

(3)     VNFM-vBRASCloud OS发送VM变更请求。

(4)     Cloud OS接收到请求后,向CASVM申请或释放硬件资源,并将硬件资源申请或释放结果发送给VNFM-vBRAS

(5)     VNFM-vBRAS将扩缩容结果发送给CTRL-VM

(6)     CTRL-VM根据结果增加或删除BRAS-VM,并将扩缩容确认结果反馈给VNFM-vBRAS

图4 基于用户数量的自动扩缩容流程图

 

2.3  手工扩缩容

2.3.1  手工扩缩容简介

用户可以根据业务需求手动进行扩缩容操作,提前部署BRAS-VM资源。当预期业务即将达到高峰时,通过手动扩容操作申请虚拟的BRAS-VM资源;当预期业务即将回落时,通过手动缩容操作将手动创建的BRAS-VM资源释放,减少资源占用。

当转发与控制分离组网中部署了VNFM-vBRAS时,管理员在CTRL-VM上执行创建、删除BRAS-VM命令来触发BRAS-VM的扩缩容。该方式适用于上线用户数稳定、业务可靠性要求高的使用场景。

·     该方式和自动扩缩容的相同点在于:要求的网络环境相同,均要求转发与控制分离系统架构中部署VNFM-vBRASCloud OSCAS,且扩缩容的流程基本相同。

·     该方式和自动扩缩容的不同点在于:触发条件不同和使用场景不同。手工创建的BRAS-VM编号固定,必须通过手工方式删除,不会被自动缩容,其上绑定的UP也不会被自动迁移。

2.3.2  采用VNFM-vBRAS进行手工扩缩容

5所示,当转发与控制分离组网中部署VNFM-vBRAS时,通过命令行触发VNFM-vBRAS创建、删除BRAS-VM,完成BRAS-VM的扩缩容,其流程如下:

(1)     管理员在CTRL-VM上执行命令创建或删除BRAS-VM

(2)     CTRL-VM将扩缩容请求消息发送给VNFM-vBRAS

(3)     VNFM-vBRASCloud OS发送VM变更请求。

(4)     Cloud OS接收到请求后,向CASVM申请或释放硬件资源,并将硬件资源申请或释放结果发送给VNFM-vBRAS

(5)     VNFM-vBRAS将扩缩容结果发送给CTRL-VM

(6)     CTRL-VM根据结果增加或删除BRAS-VM,并将扩缩容确认结果反馈给VNFM-vBRAS

图5 采用VNFM-vBRAS进行手工扩缩容流程图

 

典型组网应用

6所示,在转发与控制分离组网中,在CP上部署弹性伸缩后,管理员可以根据设备的运行状况、资源利用情况,实时地调整BRAS-VM资源,对CP进行扩缩容,从而达到提高资源利用率的目的。

图6 转发与控制分离业务组网中弹性伸缩应用示意图

 

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