As soluções de Gateway de Serviço de Banda Larga Convergente (BNG) combinam funções de BNG, CG-NAT, DPI, roteador e proteção contra DDoS em um servidor x86 padrão, simplificando a administração e reduzindo o custo total de propriedade. No entanto, a excelência tecnológica da plataforma é apenas parte da equação. A verdadeira tolerância a falhas é alcançada por meio de arquitetura adequada, redundância inteligente, proteção integrada e automação de processos.
Existem quatro maneiras complementares de garantir a máxima confiabilidade da infraestrutura de rede, desde o escalonamento até a automação da configuração. Vamos analisá-las em ordem.
Escalando soluções BNG: de um único servidor a um cluster
O desempenho de um único servidor com BRAS/BNG convergente pode atingir 100 Gbps em modo full duplex, o que é suficiente para atender até 50.000 assinantes com uma velocidade média de 2 Mbps por usuário. No entanto, para grandes operadoras e com crescimento ativo da base de assinantes, há necessidade de maior escalabilidade.
A escalabilidade vertical é alcançada aumentando a capacidade do equipamento: aumentando o número de núcleos de processador, adicionando placas de rede e migrando para interfaces mais rápidas. As plataformas modernas suportam interfaces de 1GbE a 100GbE, e configurações mais avançadas são capazes de processar até 400 Gbit/s e atender até 150.000 assinantes em um único servidor físico. Os sistemas utilizam a tecnologia DPDK para acesso direto às placas de rede e balanceamento de carga entre os núcleos do processador, atingindo uma latência de cerca de 30 microssegundos.
Quando o desempenho de um único servidor se esgota, aplica-se a escalabilidade horizontal. A arquitetura de cluster usando balanceadores de tráfego (Network Packet Broker) permite combinar até várias dezenas de servidores em um único sistema. O balanceador distribui o tráfego entre os nós do cluster usando um algoritmo de hash de endereço IP de origem e destino, garantindo simetria crítica — todos os pacotes dentro de uma mesma sessão são enviados para o mesmo servidor.
O desempenho do cluster escala quase linearmente e pode atingir 4,6 Tbps com base em servidores x86 padrão. Um exemplo prático dessa arquitetura é o de uma operadora na Ásia Central, que construiu uma rede baseada em dois braços físicos, cada um com quatro BNGs implantados. Esse esquema não apenas fornece o desempenho necessário, como também estabelece as bases para um nível superior de confiabilidade — a redundância.
Tolerância a falhas por meio de redundância: Ativo-Ativo e Ativo-Em espera
O escalonamento resolve o problema de desempenho, mas cria um novo desafio: o que acontece se um dos nós falhar? A falha de um único BNG em um cluster pode deixar milhares de assinantes sem conectividade se não houver mecanismos de redundância implementados. É por isso que o próximo passo crítico é um esquema de tolerância a falhas bem projetado.
Os BNGs convergentes modernos suportam dois modos principais de redundância: Ativo-Ativo e Ativo-Em espera:
- No modo Ativo-Ativo, a carga é distribuída uniformemente entre todos os nós operacionais — por exemplo, quatro BNGs podem processar o tráfego simultaneamente, cada um assumindo 25% dos assinantes. Se um dos servidores falhar, sua carga é redistribuída automaticamente entre os três restantes, com tempo de inatividade mínimo para os usuários finais. Esse esquema não apenas garante a tolerância a falhas, mas também maximiza a utilização de recursos — nenhum servidor fica ocioso aguardando uma falha.
- O modo ativo-em espera, por outro lado, pressupõe a presença de uma reserva “ativa” — o BNG de backup está em modo de espera e só entra em operação se o principal falhar. O protocolo VRRP é frequentemente usado para BNG IPoE de camada 2, garantindo uma comutação rápida.
A redundância em nível de servidor é complementada pela redundância de hardware em cada plataforma. As soluções modernas são equipadas com fontes de alimentação redundantes e um sistema de ventilação N+1, que protege contra a maioria das falhas de hardware sem a necessidade de alternar para um servidor de backup. A conexão via canais LAG (Link Aggregation) agregados proporciona tolerância a falhas em nível de rede — se uma porta física falhar, o tráfego é automaticamente transferido para as portas restantes.
A implementação prática de tais esquemas foi demonstrada por uma operadora na Ásia Central. A rede é construída com base no princípio de dois braços físicos, cada um com quatro BNGs operando em modo Ativo-Ativo. Dois segmentos lógicos são implementados em cada braço, e a alternância entre eles é realizada manualmente por engenheiros conforme necessário. Essa arquitetura comprovou sua eficácia: durante a migração para nosso próprio data center, um problema de hardware foi detectado em um dos BNGs, mas, graças à redundância, o tempo de inatividade foi mínimo.
Proteção contra ataques DDoS: mecanismos de segurança integrados
Mesmo a infraestrutura mais escalável e tolerante a falhas será inútil se os atacantes conseguirem paralisá-la. A infraestrutura de telecomunicações tornou-se um alvo prioritário para cibercriminosos, fazendo com que a proteção contra DDoS integrada não seja um mero extra, mas sim um elemento essencial para a confiabilidade da rede.
Os ataques contra operadoras assumem diversas formas, cada uma exigindo métodos de proteção específicos. O cenário mais comum é a sobrecarga dos canais de entrada por meio de ataques de amplificação (DNS, NTP, inundação UDP) ou utilizando botnets. O segundo vetor mais comum é um ataque de alta taxa de pacotes por segundo (PPS), geralmente via inundação SYN ou inundação UDP com falsificação do endereço IP de origem, cujo objetivo é esgotar os recursos dos equipamentos de rede. Por fim, os atacantes podem tentar invadir os próprios elementos da rede da operadora, obtendo controle sobre a infraestrutura crítica.
Os modernos sistemas convergentes de BNG oferecem dois níveis de proteção, dependendo das necessidades da operadora. O nível básico inclui proteção automática integrada contra os ataques mais comuns: SYN Flood, UDP Flood e HTTP Flood. Esses mecanismos são ativados automaticamente quando um tráfego anormal é detectado e não exigem configuração adicional, garantindo uma resposta imediata à ameaça. Para operadoras que necessitam de uma proteção mais robusta, existem soluções abrangentes com módulos integrados de análise de qualidade de serviço (QoS).
Módulos analíticos coletam e analisam continuamente estatísticas de tráfego via IPFIX, identificando anomalias em tempo real. O detector utiliza algoritmos de redes neurais combinados com inspeção profunda de pacotes (DPI) para determinar com precisão o tipo de ataque e separar o tráfego legítimo do tráfego malicioso. Após a detecção, o sistema pode agir de duas maneiras: bloquear completamente o tráfego de entrada para o recurso atacado (buraco negro) ou limpar seletivamente o tráfego, permitindo apenas a passagem de conexões legítimas.
A vantagem dos sistemas de proteção modernos reside em sua arquitetura distribuída — a proteção pode ser implantada em vários nós de rede simultaneamente, garantindo alta tolerância a falhas do próprio sistema de segurança. Algoritmos adaptativos atualizam automaticamente as regras de filtragem à medida que o ataque se desenvolve, sem necessidade de intervenção manual por parte dos engenheiros. A análise profunda não só permite repelir o ataque em curso, como também acumular conhecimento sobre os métodos utilizados pelos atacantes, aumentando gradualmente a eficácia da proteção. Ao mesmo tempo, as soluções mantêm-se flexíveis — o operador pode escolher diferentes cenários de bloqueio dependendo do tipo de recurso sob ataque e das prioridades do negócio.
Automação com Ansible: da Configuração Manual ao DevOps
Escalabilidade, redundância e proteção contra ataques criam uma base técnica sólida para uma infraestrutura confiável, mas também dão origem a um novo problema: o aumento da complexidade de gerenciamento. Quando dezenas de servidores BNG atendem centenas de milhares de assinantes em uma rede, configurar manualmente cada alteração se torna um gargalo. Adicionar novos planos de dados, atualizar em massa as configurações de segurança ou migrar assinantes entre nós exige a repetição das mesmas operações em vários dispositivos, onde cada erro pode levar à indisponibilidade do serviço.
A transição para a automação via Ansible muda radicalmente o modelo operacional. Em vez de se conectar manualmente a cada BNG e inserir comandos, o engenheiro descreve o estado desejado da infraestrutura na forma de um playbook — um arquivo de texto em linguagem YAML, que é então aplicado a todos os nós simultaneamente. O Ansible garante a idempotência das operações — executar o mesmo script novamente não levará a conflitos ou configurações duplicadas; o sistema simplesmente verificará se o estado desejado já foi alcançado.
A economia de tempo torna-se evidente desde o primeiro uso da automação. O que antes exigia horas de trabalho de um engenheiro — por exemplo, alterar os parâmetros de policiamento para uma categoria específica de assinantes em oito servidores BNG — agora pode ser feito em minutos com um único comando. Mas ainda mais importante é a minimização de erros humanos: uma vez que a configuração é descrita em código e verificada, ela é aplicada de forma idêntica a todos os nós, eliminando erros de digitação, etapas omitidas ou diferenças nas configurações entre os servidores.
Escalar a infraestrutura também se torna uma tarefa simples. Adicionar um novo servidor BNG ao cluster não exige mais horas de configuração manual — basta adicionar um novo host ao inventário do Ansible e executar o playbook de implantação padrão. Conectar novos assinantes é igualmente simplificado: em vez de criar entradas de configuração manualmente, você pode importar dados de faturamento e gerar automaticamente todas as configurações necessárias. A flexibilidade do Ansible permite gerenciar vários dispositivos simultaneamente, tornando-o a ferramenta ideal para redes em constante evolução.
É particularmente importante que o Ansible seja uma ferramenta gratuita e de código aberto — os operadores não precisam pagar por licenças de sistemas de gerenciamento de configuração. Ao mesmo tempo, trabalhar com o Ansible não exige conhecimentos avançados de programação: a sintaxe YAML é intuitiva e a biblioteca de módulos prontos abrange a maioria das tarefas típicas. Mesmo um engenheiro sem experiência em desenvolvimento pode criar um playbook funcional, tornando a automação acessível a operadores de qualquer porte.
A automação completa o ciclo da confiabilidade da infraestrutura: equipamentos tecnologicamente avançados são complementados pela excelência operacional, onde o fator humano é minimizado e a velocidade de resposta às mudanças é maximizada.
Conclusão
A confiabilidade da infraestrutura de telecomunicações moderna não é resultado de uma única solução milagrosa, mas sim de uma abordagem abrangente na qual cada um dos quatro métodos descritos acima reforça os demais. A escalabilidade proporciona o desempenho necessário para o crescimento, a redundância protege contra falhas técnicas, a proteção DDoS integrada neutraliza ameaças externas e a automação minimiza o fator humano e acelera a resposta a mudanças. Juntos, eles criam um efeito sinérgico em que a confiabilidade do sistema se torna maior que a soma de suas partes.
As soluções convergentes BNG/BRAS não são apenas uma plataforma tecnológica, mas a base para a construção de uma rede verdadeiramente resiliente, capaz de suportar tanto falhas técnicas quanto ataques direcionados, mantendo-se flexível e gerenciável.
