宽带接入服务器BAS

宽带接入服务器BAS随着数据网络宽带化进程的加剧，以xDSL、HFC甚至光纤局域网为代表的广域网宽带接入技术迅猛发展，并已开始大规模地投入商用。

对于日益庞大，数目众多的宽带接入网络架构，如何更加有效、更加方便地实现网络统一管理，提供灵活多样的网络应用服务是摆在网络运营商面前很现实的问题。

宽带接入服务器的网络定位应该说，宽带接入服务器的推出在很大程度上是由于ADSL的大面积推广应用。

我们知道，以前ADSL要实现宽带接入网络业务通常是通过为每一用户的某一业务创建一条相应PVC连接，然后将这些数目众多的PVC直接终结在路由器上。

可以想象，这所带来的问题将是网络结构庞大，用户连接复杂，实际维护困难。

而且，这种接入网络结构主要以静态IP接入方式为主，会造成网络IP地址的利用率低下且管理困难，根本无法做到有效地用户集中授权认证和相应的计费管理。

这些问题将严重制约宽带接入网络的大规模商用。

围绕着宽带接入网络的技术特点和应用要求，效仿窄带拨号接入服务器的作用，宽带接入服务器应运而生，它成为宽带非IP／IP接入网络向骨干IP网络过渡的网络接入设备，完成宽带IP/ATM网的数据接入（目前主要针对xDSL/Cable Modem/以太网接入/无线宽带数据接入），实现网络的IP接入一体化，解决了宽带用户在业务上、流量上和管理上的汇聚，达到了用户终端只通过一条网络连接便可以灵活、自主、方便地选择服务网络的目的，适应了宽带接入网络应用的发展趋势，成为宽带网络在接入层和骨干边缘层之间重要的网络单元。

下面给出宽带接入服务器在整个接入网络中的基本框架结构图：宽带接入服务器的系统要求目前宽带网络性能的提高是有目共睹的：在接入带宽方面，拨号接入正在向xDSL、HFC 或高速城域网接入转移，实现了接入带宽成百上千倍地扩展；在处理性能方面，后台功能强大的城域FR/ATM网络或高速局域网络逐渐替代功能单一的PSTN网络。

与之相适应，宽带接入服务器在性能上和功能上都必须肩负起更新、更高的要求：1．硬件设计结构显然，宽带接入服务器必须具有高速、高效的包转发特性，在性能上有效地解决宽带网络高性能、高负荷、高突发所带来的问题，性能不佳的宽带接入服务器势必成为网络的“瓶颈点”。

目前具有2G以上的交换背板容量，100Kpps以上的独立包转发性能成为业界对宽带接入服务器的基本要求。

从硬件系统结构上看，宽带接入服务器已从早期低效的集中式包处理结构向当前分布式处理结构演变，前后插板（接口板和处理板）的设计思路成为主流。

采用这样的系统结构，处理模块可以直接处理来自同一槽位接口模块的用户流量，而且对于输出在同一槽位上的网络流量能够不经过系统背板和交换矩阵模块直接进行转发，从而有效减轻系统负荷。

另一方面，为了理想地实现在不同槽位间的包转发，系统结构必须提供高容量、相对独立、有冗余备份能力的系统交换矩阵模块（Switch Fabric）和相应容量的背板总线，保证宽带接入服务器总体性能随接口模块增加呈线性增长的态势。

2．接口类型和接入方式显然，为了实现对各种宽带接入类型的支持，宽带接入服务器必须尽可能多地提供丰富的接口类型。

如今，在用户侧方面，宽带接入服务器已经可以提供DS3/OC3/OC12的ATM 光接口实现纯ATM接入或DSLAM（DSL的用户集中器）的接入，提供100/1000M快速以太网接口实现局域网用户和HFC用户的接入，提供高密度信道化或非信道化E1/T1/DS3的帧中继接口实现帧中继用户的接入；在网络侧方面，一般通过100/1000M快速以太网接口，OC3/OC12的ATM接口，甚至可能是OC12的POS接口来实现流量的汇聚转发，满足宽带业务的实际带宽需求。

与以往窄带拨号服务器不同的是，宽带接入服务器接入过程依托于底层（数据链路层，主要是ATM层和以太网层）对数据包的封装重组。

利用底层的技术特点，不仅在接入组网方式上灵活多变，而且可以有效地捆绑上ATM和以太网自身的技术优势，实现服务质量保证。

具体来说，通过RFC1490和RFC1483第二层的桥接技术，RFC1577第三层的IP路由技术，实现宽带用户的静态IP接入；通过PPP Over ATM和PPP Over Ethernet实现用户的动态IP接入；通过L2TP的二层VPN隧道技术实现企业用户和小型ISP的VPN接入要求。

从当前接入应用的趋势上看，PPP接入方式必定是宽带接入主流的应用方向。

而在PPP接入技术中，由于PPPOE可以适用于多种接入网络，应用灵活，易于实现业务选择，同时又保护目前用户的已有投资，其应用前景最为看好。

综上所述，下面就目前宽带接入服务器所支持的协议和接口类型列表总结如下：3．接入数量由于以往拨号接入服务器采用TDM技术，系统通过每一个DS0时隙接收来自PSTN网络的数据，系统的最大接入数就是系统可以终结的DS0时隙数，也就是系统可以集成的最大Modem数。

这种基于时隙交换的技术，要想扩大系统接入数量在一定程度上只能通过扩大系统的集成度来实现，具有相当的局限性。

在宽带网络中，宽带接入服务器由接口处理模块直接完成对各种协议栈的封装重组处理，比如：PPPOE或PPPOA的呼叫。

由于ASIC（专用集成电路）技术的引入，系统包处理能力显著提高，接入实现的时长大大降低（通常要求小于5秒，包括RADIUS认证时间）; 系统各处理模块的合理配合使得系统更加稳定，而且能够很好地完成对多用户并发接入情况的调度处理。

目前，一台中等规模的宽带接入服务器应能支持8000个以上的并发PPP（包括PPPOA和PPPOE）呼叫，大型的宽带接入服务器可以实现100K个呼叫接入。

宽带接入服务器具有这样的处理能力应该说已经完全能够满足实际大规模宽带接入应用的需要。

宽带接入服务器的扩展功能以上对宽带接入服务器的系统结构和接入功能做了简要的介绍。

其实，宽带接入服务器的功能远非如此。

在具体的网络实现上，宽带接入服务器改变原先窄带拨号服务器组网单一、接入单一、功能单一的限制，紧跟宽带接入的实际需求和发展趋势，在功能上迅速扩充。

另一方面，宽带接入服务器定位是在骨干网络的边缘，主要实现各种接入用户的业务汇聚和流量汇聚，应着重突出其接入方面的处理能力，希望宽带接入服务器承担各种各样网络功能的想法显然是不现实的。

因此，针对目前宽带接入的实际需求和应用趋势去扩展宽带接入服务器的功能，才能更加高效地实现宽带接入。

下面就宽带接入服务器主要的扩展功能做一个系统的介绍。

1．业务选择顾名思义，该项功能的作用就是要实现：用户通过一条终结到宽带接入服务器的连接来自主地选择后台网络运营商所提供的多种业务。

一方面，各种业务的具体实现在技术上的侧重点是不同的，它对网络性能要求也不尽相同。

这样，通过在网络业务的汇聚端——宽带接入服务器上划分出适当的业务模型，使之针对各种业务特点合理有序地捆绑系统及其网络资源，在有限的资源条件下更好的实现各种业务。

另一方面，从今后网络应用的发展上看，网络内容服务供应商ICP与网络接入商ISP的分离是必然的趋势。

在接入汇聚侧，ISP必须将用户选择的业务流转发到相应的ICP中去，同时在ISP网络上要严格保证对各种业务的隔离，也就是对ICP的隔离。

因此，通过宽带接入服务器对接入用户实现业务选择是必然的应用要求。

在具体实现上，各厂商设备各有千秋，但是基本采用以下两种模式：由终端直接进行业务选择模式和统一通过后台服务选择网关（Service Selection Gateway）模式。

由终端直接进行业务选择，如今一些宽带接入方式已经引入了业务选择的概念，要求用户在拨号前选择相应的业务，如目前广泛使用的PPPOE拨号接入。

对于没有提供这一功能的接入方式，如PPPOA，可以通过用户名的结构化域名模式（@模式）来激活接入服务器相应的业务模型。

总之，这种业务选择方式首先是通过拨号软件由用户进行业务选择，然后利用远端RADIUS服务器对用户进行业务授权确认，最后激活接入服务器内部相应的业务模型实现业务的指向。

但是，采用这种业务选择方式，终端用户无法直观地、全面地获知宽带接入服务器提供的各种业务类型，增加了终端用户的实际操作，具有一定的局限性。

另一方面，用户要实现业务间的切换必须重新进行虚拟拨号，实现上也不方便。

采用后台服务选择网关模式，用户通过PPP或DHCP方式接入并动态得到IP地址后，被强制访问与宽带接入服务器直连的服务选择网关。

在用户终端一般可以通过Web的交互式界面得到可选择业务的相关信息，填入相应的用户数据后，通过远端RADIUS对申请进入这一业务的用户进行授权认证，然后根据业务的不同对用户实行必要的IP覆盖，最后仍然是通过激活接入服务器内部相应的业务模型实现业务的选择。

从功能上讲，我们可以认为后台的服务选择网关（SSG）是一台具有Web Server功能，同时提供功能强大的业务管理与用户管理的服务器。

它通过后台数据库，定义各种用户的业务范围和操作权限。

其实，这两种选择模式的实现内核基本趋于一致，业务选择的核心都是在宽带接入服务器实现，差别仅仅在用户接口形式上。

但是，从运营的实际需要出发，采用SSG服务选择网关模式不仅大大提高了接入用户操作的透明度，减少了用户终端的配置过程，而且可以起到业务门户的作用，为下一步的服务扩展提供空间。

对于运营商来讲，这确实是一种理想的业务选择运营模式，已经成为今后业务选择的发展方向。

2．QoS支持QoS问题一直是包交换网络所关注的焦点问题之一，尤其是在IP网络中。

如今的宽带网络，尤其是在骨干网，主要采用点对点传输的组网方式，在很大程度上是通过高带宽来换取QoS。

但是，对于宽带接入服务器而言，它承担着各种业务的汇聚，而且上连带宽毕竟有限，一味地通过高带宽来实现QoS显然是不现实的。

这样，在接入侧QoS功能的实现就显得尤其重要。

前面所述，宽带接入服务器支持A TM和FR接入。

显而易见，通过ATM或FR自身的QoS实现机理就可以很好地解决用户的QoS问题。

但是不要忘记，在宽带接入服务器中除了ATM和FR接入外，还有各种类型的纯IP接入。

对于这一类型的接入流量，可以利用IP报头的服务类型标记（ToS）字段。

通过业务发起侧对IP包打上相应的ToS标记，在接入服务器内部进行相应的流量映射或业务映射，区分各种流量等级，实现网络的QoS。

3．VPN（虚拟专用网络）实现虚拟专用网络就是要实现私网数据在公共网络平台上安全高效地传送，使网络具有良好的扩展性和伸缩性。

VPN技术的核心集中在数据包的加密和网络传送上。

如今，IETF已经制订了一些VPN技术标准，如：二层L2TP隧道技术和三层IPSec加密技术。

这两项技术标准的颁布为VPN的应用打下了坚实的基础。

从目前VPN的实际应用上看，VPN业务多数集中在网络的边缘上实现，对于骨干网络设备而言往往是透明的。