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什么是CU分离？

CU分离是华为公司提供的一种NFV（Network Function Virtualization）化的转控分离vBRAS架构系统，该系统将传统BRAS拆分为控制面部件（Control Plane，简称CP）和转发面部件（User Plane，简称UP），两个部件共同实现传统BRAS功能。vBRAS-CP负责用户控制和管理，vBRAS-UP负责用户报文转发。
CU分离模式破除了传统BRAS设备控制平面和转发平面的紧耦合，方便灵活扩容和升级。基于通用服务器由软件实现的vBRAS-CP能够提供强大的计算能力，vBRAS-UP可选择传统BRAS设备或NFV化BRAS，灵活应对不同规模用户量的接入场景。

为什么需要CU分离？

网络的高速发展衍生出纷繁多样的接入业务，作为IP网络边缘设备和用户接入网关的传统BRAS存在如下问题：

资源利用率低
传统BRAS设备既是用户接入认证计费的网关，又是IP网络的边缘节点，同时承载了用户接入管理和业务数据转发的双重任务。鉴于物理设备控制面和转发面紧耦合，不同业务的处理相互影响，无法充分发挥设备的极限性能。
管理维护复杂
传统BRAS设备数量众多且分散部署，当有新业务上线或变更全局业务策略时，需要逐一操作所有设备。随着网络规模的扩大和新业务的不断引入，效率低下的传统配置维护模式很难实现高效的业务管理和快速的排障。
业务开通缓慢
传统BRAS设备转控平面深度耦合，任何新技术引入都需要设备整体升级换代，使得新业务部署周期较长，严重制约网络的快速演进发展。

网络IT化是未来网络演进的趋势，同时SDN和NFV作为网络IT化的关键技术也已逐渐成熟。作为兼具边缘节点和用户接入网关双重身份的BRAS设备，已然成为网络IT化转型的关键网元。

CU分离vBRAS系统将SDN和NFV技术引入到传统BRAS业务场景，控制面vBRAS-CP采用NFV虚拟化实现，转发面vBRAS-UP可以是传统BRAS设备或NFV化UP。该系统充分融合了CT技术和IT技术的优势，能够更好地应对传统BRAS面临的网络发展挑战。

CU分离vBRAS系统具有以下优势：

松耦合，灵活扩容
转发面和控制面分离，破除紧耦合约束，vBRAS-CP和vBRAS-UP支持独立升级扩容。
集中化/云化，简化运维
对控制面功能进行集中化和云化，更易于集中管控，弹性扩缩容，简化了运维。
软硬结合，性能最大化
控制面vBRAS-CP属于计算密集型网元，采用软件实现，计算能力显著提升。转发面vBRAS-UP属于流量密集型网元，由高转发性能硬件设备实现，部分会话量大但是业务流量小的场景，还可以采用虚拟化UP作为补充。
多技术联合，高可靠
控制面vBRAS-CP融合多项可靠性技术，通过跨服务器和多VM部署、故障检测和自愈、业务流量自动负载均衡等方案，确保系统可以提供电信级高可靠性。

CU分离有几种形式?

CU分离vBRAS系统支持两种部署方式：

vBRAS-CP是部署在服务器上的NFV化网元，vBRAS-UP是传统的物理BRAS设备（也称为vBRAS-pUP）。

配套vBRAS-pUP的CU分离vBRAS组网图
vBRAS-CP是部署在服务器上的NFV化网元，vBRAS-UP可以同时是物理BRAS设备和部署在服务器上的NFV化UP（也称为vBRAS-vUP）两种类型的网元。

同时配套vBRAS-pUP和vBRAS-vUP的CU分离vBRAS组网图

CU分离vBRAS系统是如何实现的？

CU分离模式vBRAS系统由控制面vBRAS-CP、转发面vBRAS-UP，以及控制面和转发面之间的各种通信接口组成，配合实现传统BRAS的业务功能。

vBRAS-CP负责用户接入控制与管理和UP管理。
vBRAS-CP将传统BRAS的用户管理功能抽取并集中控制，可以同时管理多个UP和UP下的接入用户。
vBRAS-UP负责用户报文的转发。
vBRAS-UP保留了传统BRAS设备的路由能力和业务转发能力，负责提供用户接入接口、接入用户业务数据转发以及路由生成和管理。
vBRAS-CP和vBRAS-UP之间的通信接口提供协议和业务的通信通道，负责业务数据、管理数据和控制数据的传递。

同时，CU分离vBRAS系统还通过标准协议与其他业务系统或管理系统互通，配合完成用户认证、地址分配管理以及vBRAS系统的部署和管理。

CU分离vBRAS系统组成示意图

功能划分

vBRAS-CP作为用户控制管理部件，主要实现用户接入控制、用户管理、认证授权计费、地址管理和UP管理功能。

用户接入控制：处理UP上送的用户PPPoE接入或IPoE接入协议报文，控制用户接入。
用户管理：包含用户表项管理和用户策略管理。
- 用户表项管理是指在vBRAS-CP上生成用户会话表项并下发给vBRAS-UP，用于指导vBRAS-UP上用户侧流量转发。
- 用户策略管理是指对用户的认证、计费、授权、地址分配、QoS等相关策略的管理。
认证授权计费：vBRAS-CP与AAA服务器配合，完成对接入用户的认证、授权和计费。
地址管理：vBRAS-CP对IP地址资源进行统一管理，并与DHCP服务器配合，为用户分配地址。
UP管理：管理vBRAS-UP的加入和退出，管理vBRAS-CP和vBRAS-UP间的各类通信通道。
配置管理：vBRAS-CP统一完成BRAS业务的相关配置，并自动化下发给其管理的所有vBRAS-UP。

vBRAS-UP作为IP网络边缘节点和接入用户策略的执行部件，主要实现用户接入入口、接入用户的业务流量转发、QoS和流量统计等纯转发面功能，以及动态路由协议等管道类控制面功能。

CU分离vBRAS系统功能划分示意图

通信接口

CU分离模式vBRAS系统的通信接口分为系统内部接口和系统外部接口。

CU分离vBRAS系统的内部接口和外部接口

外部接口负责vBRAS系统与外围业务系统、应用系统以及家庭网关之间的通信。

Cd接口：vBRAS-CP与DHCP Server的通信接口，负责连接远端DHCP Server为用户提供IP地址。
Cr接口：vBRAS-CP与RADIUS Server的通信接口，负责连接RADIUS Server完成用户的认证、授权、计费。
网管接口：包含vBRAS-CP与EMS的Ce接口以及UP与EMS的Ue接口，负责告警上送、配置业务下发等。
Cm接口：vBRAS-CP与MANO系统的通信接口。vBRAS-CP或虚拟化UP作为是一个完整的VNF网元，其部署和生命周期管理通过MANO系统完成，接口符合ETSI标准。
Uh接口：vBRAS系统与家庭网关的通信接口。

内部接口负责vBRAS-CP和vBRAS-UP间的数据通信。接口主要包含业务接口、管理接口和控制接口三种类型，通过这三类接口建立起vBRAS-CP和vBRAS-UP的通信通道。

业务接口：vBRAS-CP与vBRAS-UP之间基于VxLAN隧道传递PPPoE和IPoE等拨号协议报文的接口。连接vBRAS-CP端和vBRAS-UP端业务接口的通道称为协议通道。
管理接口：vBRAS-CP与vBRAS-UP之间进行业务配置和信息查询的接口，采用NetConf协议承载。连接vBRAS-CP端和vBRAS-UP端管理接口的通道称为管理通道。
控制接口：vBRAS-CP向vBRAS-UP下发业务表项，vBRAS-UP向vBRAS-CP上报业务事件的接口。连接vBRAS-CP端和vBRAS-UP端控制接口的通道称为控制通道。

业务流程

CU分离vBRAS系统下，接入用户从vBRAS-UP的接口触发上线，vBRAS-CP完成接入用户的认证授权并分配IP地址，完整的上线流程如下（以PPPoE接入为例）：

通信通道建立
在用户触发上线前，先建立vBRAS-CP和vBRAS-UP之间的通信通道。
接入用户协商上线
用户发送PPPoE PADI报文触发PPPoE协商，用户与vBRAS-CP通过vBRAS-UP与vBRAS-CP间的协议通道交换协商报文，完成PPPoE协商。PPPoE协商成功后进入PPP协商，同样是通过协议通道交换协商报文，完成用户认证和地址分配。
用户表项下发。
对于协商上线成功的用户，vBRAS-CP会创建用户转发表，通过控制通道将用户转发表、用户地址路由信息下发至vBRAS-UP。vBRAS-UP上运行路由协议，生成网络转发表项，将用户路由发布到网络侧，使得下行业务流量可以经由vBRAS-UP转发给用户。

至此，PPPoE接入用户成功上线。用户上线后，vBRAS-UP可以收集用户上下行流量统计数据、计费信息、告警信息等，然后通过控制通道定期上送给vBRAS-CP，供vBRAS-CP进行用户管理和用户策略变更参考。