作者 ｜ 田楊，單位：中國移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營中心

?Labs 導(dǎo)讀

進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，新興技術(shù)、應(yīng)用、場(chǎng)景帶來的數(shù)據(jù)量持續(xù)增長(zhǎng)，各行各業(yè)對(duì)算力和網(wǎng)絡(luò)提出了更為迫切的需求。網(wǎng)絡(luò)作為連接用戶、數(shù)據(jù)、算力的主動(dòng)脈，與算力的融合共生不斷深入。隨之而來“算力網(wǎng)絡(luò)”概念已經(jīng)越來越火熱。

究竟算力網(wǎng)絡(luò)是什么？算力網(wǎng)絡(luò)是以算為中心，網(wǎng)為根基，網(wǎng)、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈（ABCD-NETS）等深度融合，提供一體化服務(wù)的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。

白話解釋就是算力網(wǎng)絡(luò)好比是電網(wǎng)。算力好比就是電。電力時(shí)代，我們構(gòu)建了一張“電網(wǎng)”，有電可以用電話、洗衣機(jī)、電飯煲、電風(fēng)扇、電視機(jī)；人工智能的世界，有算力，自動(dòng)駕駛、人臉識(shí)別、玩的游戲、看的視頻等才能正常使用。

Part 01  云網(wǎng)關(guān)誕生的背景

面向家庭用戶，目前運(yùn)營商提供的算力網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重依賴現(xiàn)有的家庭接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備提供各類服務(wù)，如基本上網(wǎng)功能和個(gè)性化增值功能。但家庭接入網(wǎng)關(guān)作為硬件設(shè)備，一方面考慮設(shè)備老化運(yùn)維保障問題面臨8-10年的替換周期，另一方面考慮滿足各類新興業(yè)務(wù)需要需要頻繁更新軟件系統(tǒng)并對(duì)硬件性能提出更高要求。

為了提升邊緣算力，就需要增強(qiáng)接入網(wǎng)關(guān)的設(shè)備性能，并花費(fèi)大量精力延續(xù)面向在網(wǎng)硬件的專有軟件升級(jí)。目前運(yùn)營商每年僅在家庭接入終端的硬件采購的金額就已超過數(shù)百億元，還要花費(fèi)數(shù)億元投入終端軟件升級(jí)適配工作，依然無法解決面向客戶的新興增值業(yè)務(wù)快速響應(yīng)。同時(shí)終端硬件資源終歸有限，是單點(diǎn)算力瓶頸，難以滿足家庭用戶面向未來對(duì)算力的需求。

Part 02  什么是云網(wǎng)關(guān)

面向家庭算力網(wǎng)絡(luò)的云網(wǎng)關(guān)就是利用NFV和SDN技術(shù)，基于硬件網(wǎng)關(guān)三層及以上功能邊緣云化，終端白盒化的思路，實(shí)現(xiàn)PPPoE、NAT、增值業(yè)務(wù)插件等功能上云，終端網(wǎng)關(guān)功能大幅精簡(jiǎn)，業(yè)務(wù)不再受到硬件系統(tǒng)和接口限制。網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)如下圖所示：

現(xiàn)有家庭網(wǎng)關(guān)與云網(wǎng)關(guān)邏輯架構(gòu)對(duì)比示意圖

上圖體現(xiàn)了云網(wǎng)關(guān)的3大組件，分別是云網(wǎng)關(guān)、白盒網(wǎng)關(guān)和云網(wǎng)關(guān)能力平臺(tái)。下面對(duì)這3大組件功用進(jìn)行詳細(xì)解釋。

• 云網(wǎng)關(guān)：實(shí)現(xiàn)硬件網(wǎng)關(guān)功能虛擬化上云，以容器化方式部署；負(fù)責(zé)用戶撥號(hào)，管理下掛終端，對(duì)寬帶上網(wǎng)流量調(diào)度等。
• 白盒ONU：重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換功能，網(wǎng)絡(luò)控制和管理均交由云端處理，本地硬件大幅精簡(jiǎn)，業(yè)務(wù)不受硬件系統(tǒng)和接口限制。
• 云網(wǎng)關(guān)能力平臺(tái)?：云網(wǎng)關(guān)資源統(tǒng)一配置及網(wǎng)絡(luò)編排，提供業(yè)務(wù)開通配置管理和業(yè)務(wù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)增值業(yè)務(wù)便捷、快速部署。

Part 03  云網(wǎng)關(guān)特性

特性1：云化部署

• 云網(wǎng)關(guān)采用容器化的方式進(jìn)行部署，無需專用的硬件設(shè)備。基于云化軟件架構(gòu)的云網(wǎng)關(guān)靈活性遠(yuǎn)超超越物理網(wǎng)關(guān)設(shè)備，支持以VNFaaS模式提供可動(dòng)態(tài)升級(jí)可功能組合的新型網(wǎng)關(guān)服務(wù)；
• 云網(wǎng)關(guān)的部署環(huán)境可通過K8s和控制器進(jìn)行管理和編排；
• 產(chǎn)品形態(tài)符合SDN、NFV的技術(shù)理念；
• 產(chǎn)品形態(tài)天然具備靈活特性，符合“網(wǎng)隨云動(dòng)”的方向性要求。

云網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

特性2：雙速網(wǎng)絡(luò)

雙速網(wǎng)絡(luò)示意圖

云網(wǎng)關(guān)可最大化的利用線路資源，對(duì)邊緣DC內(nèi)的APPS可提供千兆上下行速率，當(dāng)用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，按照套餐速率進(jìn)行訪問。

在向用戶/內(nèi)容服務(wù)商提供高速率服務(wù)的同時(shí)，流量均終結(jié)在邊緣DC，不會(huì)對(duì)城域網(wǎng)出口造成較大的負(fù)荷，且原有的接入網(wǎng)僅需對(duì)OLT進(jìn)行擴(kuò)容，云網(wǎng)關(guān)提供了一個(gè)物美價(jià)廉的“提速降費(fèi)”方案。

ONU/光貓等接入側(cè)的線路往往都是千兆端口，但用戶的套餐速率未將該側(cè)的鏈路資源進(jìn)行最大化的利用，邊緣DC和云網(wǎng)關(guān)可以將此處閑置的帶寬資源進(jìn)行最大化的利用。

特性3：智能DNS

在云網(wǎng)關(guān)上部署智能DNS服務(wù)，可根據(jù)用戶的訪問源端和目的端智能的給用戶提供最優(yōu)的訪問地址，將網(wǎng)絡(luò)鏈路的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行最大化的體現(xiàn)。

智能DNS特性示意圖

特性4：智能路由

云網(wǎng)關(guān)能夠支持400多種協(xié)議、2500多種應(yīng)用的字段，以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流特征字段，可對(duì)多種字段進(jìn)行靈活組合完成特定流量的路由；提供靈活的規(guī)則語法與高效的匹配，智能業(yè)務(wù)根據(jù)業(yè)務(wù)特性按照指定規(guī)則進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能路由、智能分發(fā)。

Part 04  云網(wǎng)關(guān)的產(chǎn)品價(jià)值

云網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品不僅徹底解耦了家寬客戶業(yè)務(wù)與硬件終端的強(qiáng)綁定，將家庭局域網(wǎng)邊界延伸至運(yùn)營商云端，為客戶提供各類增值服務(wù)（如云游戲、云NAS、云電腦等應(yīng)用服務(wù)），同時(shí)還能幫助運(yùn)營商優(yōu)化家寬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低家寬網(wǎng)關(guān)新裝和維護(hù)成本，突破終端網(wǎng)關(guān)單點(diǎn)算力瓶頸及業(yè)務(wù)適配難度，滿足業(yè)務(wù)靈活部署、開通需求，支撐新興業(yè)務(wù)和運(yùn)營模式。

• 價(jià)值1：存量家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備無需替換，可直接靜默升級(jí)支持云網(wǎng)關(guān)功能。
• 價(jià)值2：支撐運(yùn)營商家庭新型業(yè)務(wù)快速孵化，讓云端算力直達(dá)用戶家庭，如支持云游戲、云NAS、云電腦等新業(yè)務(wù)。
• 價(jià)值3?：能夠有效支撐運(yùn)營商將本增效，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，降低終端成本，減少運(yùn)維工作量。