宽带接入服务器的选择配置和应用

专题: 宽带接入服务器的宽带接入技术选择，配置和应用谢锡球，吴娟鹏玮，陈璇510630（中国电信集团广州研究开发中心，网络技术研究部，广州）主要分析宽带接入技术的影响，影响接入服务器性能的各种因素，介绍如何选择宽带接入服务器，并说明如何配置两个典型的宽带接入服务器，即REDBACK的SMS1800和UNISPHERE的ERX1400，以提供一个宽带接入服务器的配置参考1引言近年来，基于IP技术的Internet及其相关服务变得越来越流行，图1是宽带接入服务器网络定位的参考图. 宽带接入服务器的设计应基于高可靠性，高稳定性，高可靠性. 强大的处理能力和低廉的价格，也就是说，它可以为用户提供稳定的性能，强大的处理能力以及可用于电信级运营服务的低成本宽带接入解决方案. 新一代宽带高速公共信息网快速发展和成熟. 为了在激烈的市场竞争中赢得尽可能多的用户，主要的电信运营商已投入巨资建设宽带网络，宽带网络的建设和服务已成为许多电信运营商竞争的重点. 在规划新的宽带网络或扩展现有网络时，选择宽带接入服务器至关重要.

作为宽带接入网和骨干网之间的桥梁，宽带接入服务器提供了基本的接入方法和宽带接入网管理功能. 它是宽带用户接入的核心设备，对用户而言性能良好. 互联网接入和宽带服务的推广具有很大的影响. 由于不同的访问服务器的性能差异很大，并且受不同因素的影响程度也不同，因此网络管理员和运营商必须进行深入的研究和分析，以找到最佳的设计和配置方案. 图1宽带接入服务器网络位置3影响BRAS性能的因素BRAS性能通常由其数据包转发能力（数据包/秒）或总吞吐量（位/秒）来衡量. 从测试和实际应用获得的结果表明，BRAS数据包转发能力和总吞吐量受以下因素影响. （1）数据包类型每个封装类型都有其自己的帧开销字节，这将在系统上产生不同的负载. 图2显示了RFC1483，PPPoA和PPPoE软件包的比较. 从图2可以看出，当相同数量的用户和相同数量的数据帧通过BRAS时，RFC1483封装产生的负载最大，而PPPoE封装产生的负载最大312. 宽带访问服务器（宽带远程访问服务器，宽带远程访问服务器，简称BRAS）是一种用于宽带网络应用程序的新型访问网关.

它位于网络边缘，提供基于xDSL / Cable Modem /高速以太网/无线宽带数据访问和其他方法的访问服务，以实现多种服务的聚合和转发，以满足传输容量和不同用户的带宽利用率速率要求. 此外，BRAS还可以提供增值服务，例如端口批发，VPN服务，多播和宽带访问网络的综合管理: 宽带访问技术是轻量级的，因此在应用BRAS时应考虑包装类型的影响. 表2当用户访问介质为快速以太网时，两者之间的关系每用户带宽/ kbit·s-1 40 50 60 70 80 100 120用户数7000 5840 5000 4446 4000 3000 2244每个服务提供商应进行网络配置使用RFC1483，PPPoA和PPPoE的本地用户的相对情况比较广泛，如图2所示. （5）数据包长度的分布（2）接口卡的类型-ATM，以太网，POS不同的接口卡具有不同的封装格式和开销比率而且有效载荷也非常不同，因此不同的接口卡不同的流量处理对系统性能会有不同的影响. 与以太网卡相比，ATM或POS接口卡在处理数据帧时会消耗更多的系统资源. 因此，在用户侧和网络侧选择接口卡类型时，应考虑该因素对性能的影响.

（3）每个系统上的用户数量或PVC的数量BR AS系统上的用户数量和激活的PVC的数量对性能有很大影响. 系统中的每个其他用户都将消耗一定数量的系统资源来建立用户会话. 同样，每次激活PVC也会增加系统负载. 因此，随着系统用户数量的增加和激活的PVC数量的增加，系统负载会增加. 在配置BRAS系统时，重要的是要考虑此因素对系统的影响. （4）用户平均占用的带宽通过BRAS访问网络的用户将消耗BRAS资源. BRAS的总吞吐量随用户数量而变化. 用户占用的平均带宽乘以用户数即为当前的BRAS吞吐量. 因此，当已知访问用户所占用的平均带宽和系统的总吞吐量时，可以计算出BRAS最多允许同时多少个用户. 表1和表2显示了SMS1800系统允许的用户数与用户平均带宽之间的关系. 表1当用户访问介质为每用户带宽/ kbit·s的ATM时，两者之间的关系-1 40 50 60 70 80 100 120用户3325 2672 2230 1960 1687 1350 1130理想情况下，数据包长度不会影响系统. 但是，实际上已证明，数据包长度是影响系统性能的重要因素.

根据先前的分析，BRAS的性能通过其数据包转发能力（数据包/秒）或总吞吐量（位/秒）来衡量. 因此，BRAS数据包转发能力和总吞吐量受到限制. 如果穿越BRAS系统的数据包的包长度非常小，则当系统达到其包转发能力的极限时，通过系统的总吞吐量可能会很小. 相反，如果数据分组的分组长度很大，则当系统达到其总吞吐量限制时，通过系统的分组数量可能会少. 可以看出，在应用BR AS时应该计算网络上数据包长度的分布. 以下是一些统计信息: 从北美网络来看，网络中的平均数据包长度约为350字节. 在国际Internet主干链路上观察到的平均数据包长度约为340字节. 来自广东省典型的城域网的调查结果统计表明，其宽带用户数据报文的平均报文长度为244字节，与国际互联网骨干链路的报文长度统计差异很大. （6）数据服务的类型不同类型的数据服务将间接影响数据包长度的分布，并间接影响BR AS的性能. 不同的用户类型具有不同的行为，即使用不同的数据服务. 例如，个人用户和企业用户的行为是非常不同的: 个人用户在晚上和周末度过他们的互联网时间，企业用户则集中在工作日和白天. 个人用户非常访问WWW服务，而企业用户所使用的SMTP和FTP服务要比个人用户多.

因此，每个访问点的BRAS应用程序应全面调查用户使用的数据服务类型. （7）软件功能打开诸如ACL（访问控制列表），数据包标识和状态防火墙之类的软件功能会增加系统负担并影响系统性能. 在需要打开这些功能之前，应该检查系统的性能，并且仅在系统有足够资源时才打开. 32 Telecommunications Science 2002 No. 7当将SMS1800用作用户访问设备时，首先需要进行以下调查和分析: 4宽带访问服务器的选择性能不佳的宽带访问服务器势必成为网络的瓶颈，因此网络运营商选择宽带接入服务器必须考虑以下基本因素. （1）系统要求宽带接入服务器必须具有高速，高效的分组转发特性. 目前，背板容量超过2 Gbit / s，独立数据包转发性能超过100 kpacke t / s，已成为业界对宽带接入服务器的基本要求. （2）接入数量目前，中型宽带接入服务器需要支持8000个并发PPP呼叫，而大型宽带接入服务器需要支持100,000个并发PPP呼叫. （3）接口类型为了支持各种宽带访问类型，宽带访问服务器必须提供尽可能多的接口类型.

当前，宽带访问服务器可以提供以下类型的接口: 100/1000 Mbit / s以太网接口，OC_3 / OC_12 ATM接口，OC_12 POS接口. 不同的接口类型适应不同的位置，不同的BRAS接口硬件配置模型也不同，因此运营商应根据实际需要选择合适的宽带接入服务器. （4）访问方式宽带访问服务器目前使用的访问方式主要包括: RFC1483第二层桥接技术和RFC1577第三层IP路由技术，实现宽带用户的静态IP访问. 通过ATM上的PPP和以太网上的PPP实现用户的动态IP访问；通过L2TP第2层VPN隧道技术，为企业用户和小型ISP提供VPN访问. 不同的用户具有不同的访问要求，并且不同类型的访问服务器支持不同的访问方法. 因此，运营商应根据实际需要选择合适的宽带接入服务器. 等待. （1）用户数据包长度分析，如果在调查过程中发现本地用户有特殊的包长度分布，应考虑他们. （2）每个用户的平均带宽使用量分析，可以通过以下公式计算: 每个用户的平均带宽使用量=用户产生的最大流量/用户的最大数量. 这里使用的平均带宽估计方法是保守估计，通常实际用户占用带宽应小于该值.

当用户数较少时，用户占用的带宽可能会更大并超过上述估计，但不会影响系统性能. 当用户很多时，每个用户占用的带宽越小，系统性能和用户体验就越差. 因此，在设计中应考虑用户的感觉，以确保用户具有相当大的可用带宽. （3）在上一步的基础上，考虑新技术和新服务的可能影响，例如启动组播应用程序可能会大大增加用户平均占用的带宽（4）分析所有用户和用户的比例，以确保用户可以平均分配到每个板上，并且不超过系统可容纳的用户数量. 5.1.2配置方法1: 用户访问介质为ATM. 考虑到用户数量，请参见表1. 如果每个用户的平均带宽为85 kbit / s，则用户数量应少于1600；用户使用的平均带宽为120 kbit / s，因此用户数应少于1,130. 如果所有用户与用户的比率为N: 1，则可以为上述每个BRAS配置的实际用户数分别为1600×N和1,130×N.

考虑到硬件配置，通常的配置是在下行链路中使用2个ATM模块（4个ATM OC3端口），并在配置过程中将用户平均分配给2个模块. 这具有一定程度的冗余，因此链路故障不会影响SMS上的每个电路. 上行链路使用2条（默认）或更多快速以太网链路，并在连接的路由器上配置负载平衡. 5.1.3配置方法2: 用户访问介质为快速以太网. 考虑到用户数量，请参见表2. 如果每个用户的平均带宽为85 kbit / s，则用户数量应少于3700；否则，用户数量将减少. 如果每个用户的平均带宽为120 kbit / s，则用户数应小于2240. 如果所有用户数与用户数之比为N: 1，则实际用户数上面的每个BRAS可以配置的值分别为3 700×N和2240×N. 考虑到硬件配置，通常将四个快速以太网链路用于上行链路和下行链路，并在网络侧路由器上执行负载平衡. 5. 2 UNISPHERE ERX 1400 5. 2. 1调查和分析应用ERX1400时，应执行与SMS1800相同的配置步骤. 335在现有宽带接入服务器市场中的宽带接入服务器配置和应用中，UNISPHERE的REDBACK SMS1800和ERX1400宽带接入服务器是最典型且使用最广泛的设备. 下面以这两种设备为例，介绍如何在实际应用中进行配置，以供BRAS规划设计，维护支持等参考.

5. 1 REDBACK SMS1800 5.1.1调查与分析通过分析影响BRAS性能的因素，我们可以知道何时使用该主题: 宽带接入技术研究与分析. UNISPHERE建议在使用ERX1400时，用户侧使用ATM OC_3作为访问介质，而网络侧使用GE上行链路. 因此，以下内容仅根据用户和电路板的配置方法进行说明. 5. 2. 2从用户数量考虑用户配置，假设用户使用100 kbit / s的平均带宽，则1 Mbit / s带宽可以服务的用户数量为10，因此可以提供155 Mbit / s的ATM接口用户数量: 155×（48/53）×10≈1400. 由于ERX1400在每个ATM卡上有四个155 Mbit / s端口，因此并发用户数可以支持: 1400×4 = 5600宽带地区配置，结合合适的集线器比率N: 1，可以配置每个ATM卡的用户数为5600×N. 5. 2. 3 ERX板配置的系统结构与SMS截然不同. SMS数据包的转发由转发引擎处理，ERX1400具有12个接口卡插槽，分为4组和3个插槽. 一组.

每个插槽都通过背板无源总线连接到交换矩阵. 当使用10 Gbit / s矩阵时，每组插槽共享一个双向1. 25 Gbit / s（总计2.5 Gbit / s）带宽. 因此，有以下两种配置方法: （1）非阻塞交换方法（Non-blocking）要求在每组插槽（3）中配置的模块的总带宽需求（单向）小于或等于1.25 Gbit /秒有以下两种配置方法: 每组插槽最多可放置2个4端口ATM OC -3模块（155×8 = 1.25 Gbit / s）或最多1个GE模块（1 Gbit / s），如图3所示. （2）块交换方式（Blocking）块交换允许在每组插槽（3）中配置的模块的总带宽（单向）大于1.25 Gbit / s，采用多种配置方法，可以使用1 GE在同一组中添加一个4端口ATM OC_3，如图4（a）所示，总带宽需求为1 Gbit / s +622 Mbit / s =1. 622Gbit / s，大于1.25 Gbit / s;或者在同一组中使用三个4端口ATM OC_3，如图4（b）所示，总带宽需求为622 Mbit / s×3 = 1.866 Gbit / s，大于1.25 Gbit / s.

ͼ4阻塞交换方式的配置方法阻塞交换方式可以提高系统配置的集约度，提高系统利用率. 但是，由于每组插槽的总带宽为1.25 Gbit / s（单向），因此当用户的单向总流量超过1.25 Gbit / s时，将发生数据包丢失宽带地区配置，需要将其修改为非阻塞Exchange方法. 5. 2. 4 ERX1400配置注意事项基于对高带宽应用的稳定性和支持余量的考虑，建议ERX1400系统在实际应用中注意以下几点: 准确估计用户使用的平均带宽；用户应平衡到单个模块的每个端口；每个ATM线卡的并发用户数应保持在理论计算值，可配置用户数为N×理论计算值，当用户数超过该值时，可以扩展用户访问模块以支持更多用户；当用户规模扩大时，设置单独的GE上行端口以将ERX连接到上层网络. 在组播应用环境中，由于将从上行链路进入的单个组播流复制到多个用户端口，因此将导致上行链路功能远远超出用户访问链接. 此时，可能有必要添加用户访问模块以满足相关应用程序流量模型的需求；在以后的工作中，应该对用户的流量趋势进行监控和分析，用于系统规划和运行.

图3无阻塞交换模式的配置方法BRAS的选择，配置和应用谢锡球，吴娟，彭伟，陈迅（中国电信广州研发中心IP研究部，广州510630）摘要分析了影响BRAS性能的各种因素，然后主要介绍了如何选择，配置和应用BRAS. 关键词宽带接入；服务；配置； 34（接收日期: 2002 -05-31）

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