Visão geral do Juniper BNG CUPS
Em um gateway de rede de banda larga integrado (BNG), como um roteador da Série MX da Juniper configurado com serviços de gerenciamento de assinantes, um plano de controle é pareado com um plano de usuário em execução na mesma plataforma de hardware. O plano de controle lida com funções que incluem gerenciamento de estado de sessão de assinantes, AAA, atribuição de endereço IP e aplicação de políticas. O plano de usuário lida com funções que incluem roteamento e gerenciamento de tráfego e coleta de estatísticas de assinantes.
Uma nova arquitetura, chamada de Separação de Plano de Usuário e Controle (CUPS), separa o plano de controle e as funções do plano de usuário em diferentes elementos de rede. O plano de controle e os planos de usuário são amarrados por um conjunto de interfaces abertas definidas. Essas interfaces são usadas para trocar estados e para transmitir pacotes de controle entre os planos. O plano de controle em conjunto com um ou mais planos de usuário forma um BNG desagregado.
O Controlador BNG CUPS (BNG CUPS Controller) da Juniper é um aplicativo nativo de nuvem que realiza o componente do plano de controle de um BNG desagregado. Você instala e executa o BNG CUPS Controller em um cluster Kubernetes, como os criados pelo utilitário Juniper BBE Cloudsetup (veja BBE Cloudsetup). O controlador BNG CUPS forma um BNG desagregado com dispositivos de roteamento da Juniper que são configurados para operar como Planos de usuário BNG.
O controlador BNG CUPS pode ser implantado em um único ambiente de nuvem geográfica (ver Figura 1) ou em um ambiente de nuvem geográfica múltipla (ver Figura 2.


- Benefícios do Juniper BNG CUPS
- Por que migrar de um gateway de rede de banda larga integrada para um gateway de rede de banda larga desagregado
- Mudanças de configuração necessárias
- Mudanças operacionais
- Suporte a recursos do Juniper BNG CUPS
- Informações adicionais
Benefícios do Juniper BNG CUPS
Um controlador BNG CUPS permite que você use recursos de rede de forma mais eficiente por meio de:
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Alocação centralizada de endereços.
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Balanceamento de carga do plano do usuário.
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Gerenciamento e controle centralizados.
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Aumento de escala. O ambiente de nuvem que o Juniper BNG CUPS utiliza permite que você aumente o número de assinantes suportados.
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Independência local e gerenciamento e manutenção separados do ciclo de vida.
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Taxa de transferência e otimização de latência, porque os planos de usuário BNG estão mais próximos dos assinantes.
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Resiliência em responder a eventos de falha de rede, como uma falha no plano do usuário BNG ou falha de uma conexão de transporte entre um nó de acesso e o plano de usuário BNG.
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Colocação ao vivo de assinantes quando ocorrem alterações no desempenho ou quando ocorre congestionamento de rede.
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Pode ser implantado em um ambiente de nuvem geográfica múltipla, o que garante a alta disponibilidade do BNG CUPS Controller.
Por que migrar de um gateway de rede de banda larga integrada para um gateway de rede de banda larga desagregado
O aumento dos custos operacionais com o declínio ou o achatamento das receitas levou os provedores de serviços de telecomunicações a repensar a maneira como planejam, projetam e operam suas redes. As empresas de telecomunicações estão seguindo a liderança de operadores de nuvem que buscam aplicar os princípios de design de nuvem e data center em suas arquiteturas de rede de próxima geração como uma forma de economizar custos. Além disso, desacoplar o software do sistema operacional do hardware permite que você gerencie ciclos de vida de hardware e software separadamente.
Casos de uso do Juniper BNG CUPS:
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Gerenciamento centralizado do pool de endereços
Os endereços IP tornaram-se um recurso precioso. Se você não tiver o suficiente disponível, os assinantes não podem acessar a rede. No entanto, a compra de novos endereços tornou-se extremamente cara. Os provedores de serviços fazem tudo ao seu alcance para otimizar e utilizar eficientemente seu espaço limitado de endereço IP, mas as redes tradicionais com BNGs integrados o tornam desafiador. Os operadores são obrigados a realizar o planejamento de BNG e distribuir manualmente (e redistribuir) prefixos de endereço IP entre os BNGs que se baseiam na escala esperada e em mudança de cada BNG.
Automatizar a atribuição de prefixo IP para se adaptar às demandas de escalonamento de BNG e recuperar dinamicamente prefixos de endereço IP nãoutilizados para reimplantação a um BNG diferente à medida que as necessidades de escala diminuem, alivia a necessidade de os operadores realizarem configurações de prefixo IP intensivas e potencialmente propensas a erros em cada BNG. A necessidade é reforçada pelos grupos de assinantes de resiliência BNG CUPS da Juniper que de outra forma aumentariam a complexidade do operador para configurar e atribuir manualmente grupos de endereços IP em um grupo de assinantes
A Juniper possibilita gerenciar pools de endereços IP como um recurso compartilhado e alocar automaticamente endereços IP em qualquer plano de usuário em toda a rede. Com o Gerenciador de pool de endereços nativo da nuvem, os provedores de serviços podem fazer o seguinte:
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Melhore a eficiência operacional adicionando automaticamente endereços IP quando necessário — a APM monitora proativamente os pools de endereços IP em todas as entidades de BNG da rede. Se um plano de usuário cruzar um limiar predefinido, a APM o conecta automaticamente a um novo pool de endereços. Você recebe os recursos de endereço IP de que precisa, onde e quando precisa deles, sem precisar gerenciar os pools de endereços manualmente ou construir e manter ferramentas domésticas.
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Reduza os custos maximizando a utilização de endereços IP — ao monitorar todos os planos de usuários downstream centralmente, a APM pode identificar quaisquer nós BNG com grandes grupos de endereços subutilizados. Em uma rede tradicional, esses endereços não usados ficariam ociosos. A APM recupera e redistribui automaticamente em toda a rede onde necessário, otimizando os custos operacionais para o gerenciamento de endereços IPv4 público.
Para obter mais informações sobre a APM, consulte o guia de usuário do gerenciador de grupos de endereços
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Resiliência stateful do assinante
Um dos principais casos de uso do Juniper BNG CUPS é a resiliência para oferecer suporte a failover sem impacto no caso de uma falha não planejada no plano do usuário BNG. Você define um grupo de assinantes de resiliência onde um plano de usuário BNG opera como o plano de usuário BNG ativo e outro plano de usuário BNG serve como um backup. O plano de usuário BNG de backup assume o controle das sessões de assinantes em caso de falha. O BNG CUPS Controller hospedado na nuvem então pré-prepara os Planos de usuário BNG e, dependendo da opção de redundância usada, programa continuamente o backup dos planos de usuário BNG com as informações de estado relevantes. Caso o plano BNG User Plane ativo falhe, o BNG CUPS Controller ativa automaticamente o backup pré-encenado e redireciona o tráfego de acordo.
Você poderá escolher entre duas opções de redundância, dependendo do nível de aceitação de disrupção para um determinado serviço ou SLA:
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Standby quente — o controlador programa continuamente todas as informações de estado da sessão de assinantes sobre os planos de usuário BNG de backup, permitindo um failover sem sucesso que é praticamente indetectável para os usuários.
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Um plano de usuário BNG de backup tem um estado de encaminhamento limitado de assinantes instalado e o estado completo da sessão de assinantes mantido na memória. Se um plano de usuário BNG ativo falhar, o backup assume o encaminhamento de sessões de assinantes e instala o estado de assinante restante. Há um curto período de tempo até que o SLA da sessão do assinante seja restabelecido. Essa abordagem normalmente é usada para oferecer suporte à redundância N:1.
Além disso, existem duas maneiras pelas quais o plano de usuário BNG ativo é selecionado para redundância. Eles são descritos no seguinte:
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Controlador BNG CUPS controlado — O controlador BNG CUPS determina o plano de usuário BNG ativo com base na configuração e relatórios de instâncias de porta lógica e rede do plano de usuário BNG.
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Plano de usuário BNG controlado — determinado pela rede de acesso. O estado da conexão com o plano de usuário do BNG determina qual plano de usuário BNG está ativo.
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Nota: Para grupos de assinantes controlados pelo BNG User Plane, pelo menos um plano de usuário BNG deve ser configurado como o backup quente (obackup-mode
conjunto parahot
o plano de usuário BNG). A rede de acesso deve ser provisionada para ter a porta ativa preferida configurada no plano de usuário BNG, que tem obackup-mode
comando configurado comohot
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Manutenção de plano de usuário BNG sem impacto
Em redes integradas verticalmente tradicionais, a maioria das tarefas de manutenção, como trocar placas de linha, atualizar software e assim por diante, exige uma janela de manutenção programada. Como você está derrubando o nó e todos os assinantes vinculados a ele, você sempre corre o risco de interromper os serviços e frustrar os assinantes. Além disso, como as janelas de manutenção normalmente são programadas tarde da noite, você paga custos mais altos de horas extras para essa manutenção. Um plano de controle centralizado e informações de estado compartilhadas tornam a manutenção planejada muito mais simples e menos disruptiva.
O processo é simples:
Os operadores usam o controlador para orquestrar a transferência de todas as informações de estado do assinante do plano de usuário atual para uma nova.
Eles configuram a rede de transporte para enviar tráfego para o novo plano de usuário em vez do antigo.
Como o novo plano de usuário já tem informações de estado para todos os assinantes, ele existe em estatísticas de espera sobresscritas e rapidamente traz essas sessões sem interrupções no serviço.
Os operadores realizam a manutenção e, uma vez concluídos, revertem o processo e orquestram o tráfego de volta ao plano de usuário original.
Além disso, se os assinantes no plano de usuário passarem por manutenção fazem parte de um ou mais grupos de assinantes de resiliência, o processo é ainda mais simples:
- Os técnicos usam o controlador para iniciar a mudança de grupo de assinantes para o plano de usuário de backup para quaisquer grupos de assinantes em que o Plano de Usuário seja o Plano do Usuário Ativo.
- O plano do usuário está no modo Backup e pode ser offlined para realizar a manutenção. Uma vez concluído, o Plano do usuário será retomado em uma função de backup para todos os grupos de assinantes e retomará opcionalmente a função Ativa pelo técnico que realiza a mudança de grupo de assinantes.
Todo o procedimento pode ser tratado de forma simplificada e de baixo risco durante o horário comercial normal, com os assinantes nunca percebendo nada. Isso significa que você pode atualizar continuamente sua rede de maneira fácil e barata, ao mesmo tempo em que melhora a satisfação do cliente e oferece suporte a SLAs mais exigentes e lucrativos.
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Compartilhamento de carga de assinantes inteligentes
Nas redes de banda larga tradicionais, os BNGs atuam como entidades em silos. Se você quiser distribuir planos de usuário BNG, você sempre corre o risco de ficar sem capacidade, o que significa que normalmente você precisa fornecer demais. Com o controle centralizado habilitado pela Juniper BNG CUPS, você pode agrupar planos de usuário BNG e tratá-los como um pool compartilhado de recursos. Nesse modelo, você agrupa planos de usuário BNG que fazem parte do pool de recursos virtuais (chamado de grupo de balanceamento de carga). O BNG CUPS Controller monitora proativamente suas cargas de assinantes para todos os Planos de usuário BNG que fazem parte do mesmo grupo de balanceamento de carga. Se um plano de usuário BNG exceder um determinado limite, o controlador BNG CUPS começa a mudar as sessões para um plano de usuário BNG menos carregado. Isso resulta em você não precisar se preocupar com previsão ou superprovisionamento de escala de assinantes para um determinado mercado. Em vez disso, você pode compartilhar planos de usuário BNG conforme necessário e maximizar continuamente todos os recursos disponíveis na infraestrutura.
Mudanças de configuração necessárias
Como o controlador BNG CUPS e os planos de usuário BNG estão separados, você deve executar configurações tanto no BNG CUPS Controller quanto nos planos de usuário BNG. Você realizará a maioria das configurações no BNG CUPS Controller.
Configure os seguintes recursos no controlador BNG CUPS:
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Grupos de assinantes
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Grupos de balanceamento de carga
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Perfis de plano de usuário do BNG
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Perfis dinâmicos
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Autosense VLANs
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Servidor local DHCP/DHCPv6
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L2TP
- Serviços AAA
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RAIO
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Perfil de acesso
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Atribuição de endereços
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Mapa de domínio
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Filtros de firewall para assinantes
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Classe de serviço para assinantes (CoS)
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Instâncias de roteamento para aplicativos de plano de controle consciente de L3 (por exemplo, DHCP e DHCPv6)
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Grupos de assinantes para resiliência
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Grupos de balanceamento de carga
Configure as seguintes funções nos planos de usuário do BNG:
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Modo de gerenciamento de assinantes
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Planos de usuário do BNG
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Acessibilidade do controlador BNG CUPS
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Monitoramento de recursos
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Instâncias de roteamento para encaminhamento
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Protocolos de roteamento para cada instância de roteamento
A maioria dos comandos do plano de controle desde o BNG integrado vai até o Juniper BNG CUPS, com pequenas extensões para o Juniper BNG CUPS.
Mudanças operacionais
O Juniper BNG CUPS separa os comandos operacionais dos comandos BNG CUPS Controller e BNG User Plane. A maioria dos comandos BNG são executados no BNG CUPS Controller. Para ajudar na resolução de problemas, alguns dos comandos operacionais são executados nos planos de usuário BNG.
O BNG CUPS Controller CLI é onde você configura e gerencia aspectos dos seguintes:
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Gerenciamento de assinantes. O seguinte mostra alguns exemplos:
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Protocolos do cliente
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AAA
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Contabilidade
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Perfis dinâmicos
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Estado da sessão do assinante
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Grupos de assinantes
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Grupos de balanceamento de carga
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E assim por diante
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Infraestrutura associada. O seguinte mostra alguns exemplos:
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Planos de usuário do BNG
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Instâncias de plano de controle
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BNG CUPS Controller e BNG User Plane comunicações
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E assim por diante.
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O BNG User Plane CLI é onde você configura e gerencia aspectos dos seguintes:
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Encaminhamento de assinantes. O seguinte mostra alguns exemplos:
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Instâncias de roteamento e roteamento
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Interfaces voltadas para o acesso
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VLANs dinâmicas de autosenseamento
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E assim por diante
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Infraestrutura associada. O Seguinte mostra alguns exemplos:
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Operações de modo BNG User Plane
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Associações de controladores BNG CUPS
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E assim por diante
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Suporte a recursos do Juniper BNG CUPS
O Juniper BNG CUPS oferece suporte à maioria dos mesmos recursos de gerenciamento de assinantes a partir do BNG integrado:
Suporte ao protocolo do cliente
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VLANs dinâmicas de sentido automático
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DhCPv4 e DHCPv6 assinantes de pilha única e dupla para servidor local
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Assinantes de pilha única e dupla DHCPv4 e DHCPv6 para transmissão
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Assinantes PPP/PPPoE v4/v6 e dual stack
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L2TP LAC
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Combinações de interface — Ethernet, Ethernet agregada, Pseudowire e Pseudowire redundante
Serviços AAA
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Autenticação e autorização baseadas em RADIUS
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MUDANÇA DE RAIO de autorização e desconexão
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Atribuição de endereço de:
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RADIUS — Incluindo endereço IP emoldurado e rotas emolduradas
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Pools de endereço dinâmicos criados pelo Address Pool Manager ou reserva local
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Pools de endereços configurados de forma estatística
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Contabilidade baseada em RADIUS:
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Contabilidade de assinantes, incluindo contabilidade provisória
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Contabilidade de serviços para assinantes
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Tempo limite ocioso de assinantes e tempo limite de sessão
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Mapa de domínio
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Perfis de serviço
Classe de serviço (CoS)
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Você pode usar mapas de agendamento, agendadores e perfis de controle de tráfego criados dinamicamente.
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Você pode adicionar os seguintes serviços a fluxos dinâmicos:
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Classificadores
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Regras de reescrita
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Perfis de controle de tráfego de saída com mapas do agendador
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Classe de serviço hierárquica, incluindo suporte para conjuntos de interface
Serviços de firewall
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Filtros e policiadores parametrizados por um perfil dinâmico de serviço
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Filtros estáticos e policiais
Recursos de serviços multicast
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Serviços multicast centralizados e distribuídos são ativados quando o assinante faz login ou é ativado por meio de uma mudança de autorização RADIUS.
Interceptação legal
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Ativação e desativação da interceptação legal baseada em RADIUS para um assinante baseado em fluxo durante o login e logotipo, tanto no controlador BNG CUPS quanto no plano de usuário BNG
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Ativação e desativação da interceptação legal baseada em RADIUS para um assinante baseado em fluxo usando a alteração de autorização RADIUS (CoA), tanto no controlador BNG CUPS quanto no plano de usuário BNG
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Ativação e desativação do Dynamic Tasking Control Protocol (DTCP) com base em interceptação legal para um assinante baseado em fluxo, tanto no controlador BNG CUPS quanto no plano de usuário BNG
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Anexação de política de queda de interceptação legal para um assinante baseado em fluxo, tanto no controlador BNG CUPS quanto no plano de usuário BNG
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Relatórios de eventos relacionados a interceptação usando armadilhas SNMP para um dispositivo de mediação no controlador BNG CUPS
Gerenciamento de vários planos de usuárioS BNG
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Um controlador BNG CUPS pode gerenciar até 32 planos de usuário BNG. A arquitetura de plano de usuário BNG múltipla define uma instância BNG User Plane por plano de usuário BNG para encapsular dados e trabalhar dentro de um plano de usuário BNG.
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Os planos de usuário BNG são atribuídos a uma instância de plano de controle. Uma instância de plano de controle inicia uma associação com um plano de usuário BNG após a atribuição.
A Figura 3 mostra uma topologia de plano de usuário BNG múltipla.

Balanceamento de carga de sessão inteligente
Dá ao operador a capacidade de distribuir cargas de assinantes pelos planos de usuário BNG na rede, movendo assinantes de um plano de usuário BNG para outro. O failover rápido é um caso de uso para balanceamento de carga de sessão do assinante. O caso de uso rápido de failover ocorre quando a porta de acesso de um BNG User Plane cai e os assinantes são reequilibrados para outra porta de acesso no mesmo plano de usuário BNG.
Resiliência stateful do assinante
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Garante resiliência em planos de usuário BNG onde o controlador BNC CUPS detém o estado principal para qualquer sessão de assinantes. O BNG User Plane detém o estado de encaminhamento ativo ou o estado de encaminhamento de backup para uma sessão específica para assinantes.
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A resiliência do assinante é alcançada através do uso de grupos de assinantes (
subscriber-groups
configuração).
Direcionamento de sessão para assinantes
Coloca os assinantes no plano de usuário BNG desejado com base em um atributo específico do grupo de serviços RADIUS (VSA). Este VSA especifica o nível de serviços de assinante (SLA) que o controlador BNG CUPS comunica à função de seleção do plano de usuário. Em seguida, ele usa o SLA na seleção do plano de usuário BNG que atende aos requisitos do serviço de sessão do assinante
Informações adicionais
Encaminhamento de tratamento de classe
A forwarding-class
configuração é um caso especial. Você deve configurar os nomes de classe de encaminhamento nos Planos de usuário BNG que você configura no controlador BNG CUPS.
Essas configurações correspondentes são necessárias porque o número de aulas de encaminhamento é limitado. Além disso, outras entidades do plano de usuário do BNG usam a classe de encaminhamento. Assim, as aulas de encaminhamento do controlador BNG CUPS devem ser consistentes com as aulas de encaminhamento do Plano de Usuário BNG.
Você pode definir aulas adicionais de encaminhamento no Plano de Usuário BNG. Você não precisa configurar essas aulas de encaminhamento adicionais no controlador BNG CUPS.