ICS 33.040.30 CCS M32 YD 中华人民共和国通信行业标准 YD/T XXXX—XXXX 基于FDN的宽带网络接入服务器池化技术要求 FDN-based broadband access server pooling specification （报批稿） XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 YD/T XXXXX—XXXX 目次 前 言 1范围. 2规范性引用文件 3术语和定义 4缩略语， 3 5基于FDN的宽带网络接入服务器池化应用场景 5.1宽带网络设备池化应用的关键因素. 5.2宽带网络设备IP地址资源池化需求分析 5.3宽带网络接入服务器IP地址资源池化场景及模式 6基于FDN的宽带网络接入服务器池化架构及流程 6.1概述. 6.2参考架构 6.3核心功能模块技术要求. 6.4工作流程说明... 7基于FDN的宽带网络接入服务器池化北向接口要求 7.1设备上线/下线管理接口 7.2控制器向资源管理器注册新连接的设备信息 11 7.3状态查询接口， 7.4分配/回收地址池接口 8基于FDN的宽带网络接入服务器池化南向接口要求 8.1初始化地址池配置. 12 8.2地址池状态上报. 8.3地址池状态查询.. 12 8.4AMA向控制器地址池分配确认消息 12 8.5AMA向控制器地址池回收确认消息 13 8.6AMA下线通知控制器 13 8.7AMA强制下线 13 9南北向接口相关消息参数设计. 13 9.1北向接口消息参数设计. 13 9.2南向接口消息参数设计. YD/T XXXXX—XXXX 前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国通信标准化协会提出并归口。 本文件起草单位：中国电信集团有限公司、华为技术有限公司。 本文件主要起草人：李晨、孙琼、解冲锋、刘树成、徐卫平。 II YD/TXXXXXXXXX 基于FDN的宽带网络接入服务器池化技术要求 1范围 本文件规定了基于FDN的宽带网络接入服务器池化的功能要求，包括基于FDN的宽带网络接入服 务器池化应用场景、架构及工作流程、功能要求、南向接口要求及北向接口要求。 本文件适用于基于FDN的宽带网络接入服务器池化系统的模型定义和研发，用于对基于FDN的宽 带网络资源进行集中管理和按需的分配，指导基于FDN的网络设备相关资源的池化管理和配置。 规范性引用文件 本文件没有规范性引用文件。 3术语和定义 本文件没有需要界定的术语和定义。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AMA 地址管理代理 Address Management Agent API 应用程序编程接口 Application Programming Interface BRAS 宽带远程接入服务器 Broadband Remote Access Server CGN 运营商级NAT Carrier-Grade NAT DB 数据库 Data Base DHCP 动态主机配置协议 Dynamic Host Configuration Protocol DNS 域名系统 Domain Name System DS-Lite 轻型双栈 Dual Stack Lite EMS 元素管理系统 Element Management System FDN 未来数据网络 Future Data Network IP 互联网协议 Internet Protocol Lw4over6 轻量级IPv4-over-IPv6技术 Lightweight4over6 NAT 网络地址转换 Network Address Translation NFV 网络功能虚拟化 Network Function Virtualization oss 运营支撑系统 Operation Support System ONOS 开放网络操作系统 Open Network Operation System PPPoE 端到端以太网协议 Point to Point Protocol Over Ethernet SDN 软件定义网络 Software Defined Network 3 YD/T XXXXX—XXXX In 用户界面 User Interface VNFM 虚拟网络功能管理器 Virtualized Network Function Manager vCGN 虚拟运营商级NAT virtualized Carrier-Grade NAT vBRAS 虚拟宽带接入服务器 virtualized Broadband Remote Access Server vPOP 虚拟城域网边缘节点 virtualized point of presence VNAT 虚拟网络地址转换 virtualized Network Address Translation 5基于FDN的宽带网络接入服务器池化应用场景 5.1宽带网络设备池化应用的关键因素 随着宽带网络引入SDN/NFV等技术后，宽带网络接入设备如BRAS、vBRAS等多厂家、虚拟与实 体形态以及提供不同网络功能的设备池化管理和维护是未来的趋势。当以BRAS/vBRAS为代表的宽带 网络设备池化后，为了池化后各个设备的统一高效运转，首要解决的就是宽带网络设备运转所需要的各 种资源要素的池化管理。这些资源如IP地址、链路带宽、设备内的转发能力和缓存、会话资源等。资 源管理是网络运营中核心环节，在资源有限的前提下，如何将资源即时分配到资源的需求方，满足不同 类别客户需求的同时，并达到全局最佳的资源分配效果，一直是网络资源管理追求的目标。 宽带网络接入服务器资源池化应用场景主要有： 1）IP地址池的池化配置 现有的IPv4地址资源紧缺，每台宽带接入设备都需要单独维护和配置很多个地址池用于实现宽带 接入服务器的用户接入的不同需求。同时，现网设备都存在多个域的配置，IPv6过渡引入后多域中地 址池的配置更为复杂（IPv6过渡域及备份设备都需要单独配置）此外，现网地址池存在动态化调整需 求，在用户量/业务量变更时需进行一定的调整，手动配置较为复杂。 2）连接数的池化配置 基于传统的模式下，每用户针对不同的业务通常都有连接数的限制（例如宽带上网业务只有4个 session可用），而其他业务的连接数的限制则更强。而不同的用户又可以有不同的连接数配置要求。 因此，在宽带接入服务器中的配置较为复杂。 3）NAT资源的配置 在传统的模式下，NAT资源是无法统一进行管理的。NAT通常是以每板卡作为单独的资源独立行， 多个NAT板卡之间的资源无法灵活的组合与调用。 以上3种场景的应用需求对于宽带网络接入服务器池化来说，具有一定的相似性，可以通过统一的 架构来实现。本标准提出了基于FDN的宽带网络接入服务器池化技术要求及实现方案。旨在通过灵活的 接口与系统调用实现资源的统一配置与管理，如图1所示。 4 YD/T XXXXX—XXXX BRASVBRAS/CGN等 池化资源营理 IP地址会话NAT资源块 宽带网络 宽带网络 图1宽带网络池化应用场景 5.2宽带网络设备IP地址资源池化需求分析 在基于FDN的宽带网络中，新型网络设备和业务的数量、种类和复杂度的增加对于网络中资源的 管理提出了新的挑战。特别对于IP地址资源，因其是提供互联网宽带连接和服务的首要资源要素，在 传统的设备地址管理模式中，每台设备需要独立配置和控制，IPv4地址池零散，IPv6及过渡技术地址 池配置复杂，无集中统一控制平面，导致宽带网络接入设备整体运维复杂、可靠性无法提升。 现有宽带网络设备中地址池的配置都是手动分配和配置的，随着全球IPv4地址的日益紧缺，网络 中IPv4地址池已非常零散（通常为/23,/24为粒度），手工配置的问题日益突出，主要表现在如下3个 方面： a）手工分配的效率低下，由于地址管理是经常跨多个而且有限关联的网络系统，不同系统缺乏对 于地址资源使用信息的及时交互，在一个网元的地址紧缺时，而另外一个网元的地址可能出现富余，由 于不能及时调度而造成资源使用效率降低。 b）网元设备内的地址配置负担重，现网网元地址池存在动态化调整需求，在用户量或业务量变更 时需进行一定的调整，在地址紧缺的情况下，为了满足临时产生的网络热点部分的地址需求，需要网络 管理人员临时手工移动地址块资源，维护负担重。 c）随着NFV技术在宽带网络中逐渐引入，网元的实现和配置也将发生重大变化，NFV利用标准 化X86服务器、存储和交换设备结合云管理平和虚拟化系统，来取代通信网中私有专用的网元，相应 的，提供宽带接入服务的BRAS将逐渐由虚拟化的vBRAS所替代。在NFV网络中，虚拟网元的生成、 配置管理、监控、终结等将基本实现全自动化，虚拟网元本身的动态性也对于网络资源配置的自动化提 出了更高的要求，手工配置地址等资源的方式已不能满足未来网络的要求。 5.3宽带网络接入服务器IP地址资源池化场景及模式 目前，集中式的、自动的、智能的地址资源管理的场景有如下3种： a）BRAS/vBRAS等网元配置IPv4/IPv6地址池的场景： 在IP网络边缘，BRAS/vBRAS利用DHCP/PPPoE协议分配IP地址给终端用户，因此是地址资源 的主要使用方，BRAS/vBRAS等设备需要预先配置IPv4和IPv6地址池。一般地，BRAS/vBRAS内部 有多个本地地址池，满足不同