作者 ｜ 田楊，單位：中國移動智慧家庭運營中心

?Labs 導讀

進入數(shù)字經濟時代，新興技術、應用、場景帶來的數(shù)據(jù)量持續(xù)增長，各行各業(yè)對算力和網絡提出了更為迫切的需求。網絡作為連接用戶、數(shù)據(jù)、算力的主動脈，與算力的融合共生不斷深入。隨之而來“算力網絡”概念已經越來越火熱。

究竟算力網絡是什么？算力網絡是以算為中心，網為根基，網、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈（ABCD-NETS）等深度融合，提供一體化服務的新型信息基礎設施。

白話解釋就是算力網絡好比是電網。算力好比就是電。電力時代，我們構建了一張“電網”，有電可以用電話、洗衣機、電飯煲、電風扇、電視機；人工智能的世界，有算力，自動駕駛、人臉識別、玩的游戲、看的視頻等才能正常使用。

Part 01  云網關誕生的背景

面向家庭用戶，目前運營商提供的算力網絡嚴重依賴現(xiàn)有的家庭接入網關設備提供各類服務，如基本上網功能和個性化增值功能。但家庭接入網關作為硬件設備，一方面考慮設備老化運維保障問題面臨8-10年的替換周期，另一方面考慮滿足各類新興業(yè)務需要需要頻繁更新軟件系統(tǒng)并對硬件性能提出更高要求。

為了提升邊緣算力，就需要增強接入網關的設備性能，并花費大量精力延續(xù)面向在網硬件的專有軟件升級。目前運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，還要花費數(shù)億元投入終端軟件升級適配工作，依然無法解決面向客戶的新興增值業(yè)務快速響應。同時終端硬件資源終歸有限，是單點算力瓶頸，難以滿足家庭用戶面向未來對算力的需求。

Part 02  什么是云網關

面向家庭算力網絡的云網關就是利用NFV和SDN技術，基于硬件網關三層及以上功能邊緣云化，終端白盒化的思路，實現(xiàn)PPPoE、NAT、增值業(yè)務插件等功能上云，終端網關功能大幅精簡，業(yè)務不再受到硬件系統(tǒng)和接口限制。網絡邏輯架構如下圖所示：

現(xiàn)有家庭網關與云網關邏輯架構對比示意圖

上圖體現(xiàn)了云網關的3大組件，分別是云網關、白盒網關和云網關能力平臺。下面對這3大組件功用進行詳細解釋。

• 云網關：實現(xiàn)硬件網關功能虛擬化上云，以容器化方式部署；負責用戶撥號，管理下掛終端，對寬帶上網流量調度等。
• 白盒ONU：重點實現(xiàn)光電信號轉換功能，網絡控制和管理均交由云端處理，本地硬件大幅精簡，業(yè)務不受硬件系統(tǒng)和接口限制。
• 云網關能力平臺?：云網關資源統(tǒng)一配置及網絡編排，提供業(yè)務開通配置管理和業(yè)務監(jiān)控，實現(xiàn)增值業(yè)務便捷、快速部署。

Part 03  云網關特性

特性1：云化部署

• 云網關采用容器化的方式進行部署，無需專用的硬件設備。基于云化軟件架構的云網關靈活性遠超超越物理網關設備，支持以VNFaaS模式提供可動態(tài)升級可功能組合的新型網關服務；
• 云網關的部署環(huán)境可通過K8s和控制器進行管理和編排；
• 產品形態(tài)符合SDN、NFV的技術理念；
• 產品形態(tài)天然具備靈活特性，符合“網隨云動”的方向性要求。

云網關系統(tǒng)架構示意圖

特性2：雙速網絡

雙速網絡示意圖

云網關可最大化的利用線路資源，對邊緣DC內的APPS可提供千兆上下行速率，當用戶訪問互聯(lián)網時，按照套餐速率進行訪問。

在向用戶/內容服務商提供高速率服務的同時，流量均終結在邊緣DC，不會對城域網出口造成較大的負荷，且原有的接入網僅需對OLT進行擴容，云網關提供了一個物美價廉的“提速降費”方案。

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

特性3：智能DNS

在云網關上部署智能DNS服務，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，將網絡鏈路的優(yōu)勢進行最大化的體現(xiàn)。

智能DNS特性示意圖

特性4：智能路由

云網關能夠支持400多種協(xié)議、2500多種應用的字段，以及網絡數(shù)據(jù)流特征字段，可對多種字段進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)務根據(jù)業(yè)務特性按照指定規(guī)則進行驅動，實現(xiàn)智能路由、智能分發(fā)。

Part 04  云網關的產品價值

云網關產品不僅徹底解耦了家寬客戶業(yè)務與硬件終端的強綁定，將家庭局域網邊界延伸至運營商云端，為客戶提供各類增值服務（如云游戲、云NAS、云電腦等應用服務），同時還能幫助運營商優(yōu)化家寬網絡架構，降低家寬網關新裝和維護成本，突破終端網關單點算力瓶頸及業(yè)務適配難度，滿足業(yè)務靈活部署、開通需求，支撐新興業(yè)務和運營模式。

• 價值1：存量家庭網關設備無需替換，可直接靜默升級支持云網關功能。
• 價值2：支撐運營商家庭新型業(yè)務快速孵化，讓云端算力直達用戶家庭，如支持云游戲、云NAS、云電腦等新業(yè)務。
• 價值3?：能夠有效支撐運營商將本增效，優(yōu)化網絡架構，降低終端成本，減少運維工作量。