作者 ｜ 田楊，單位：中國移動智慧家庭運營中心

?Labs 導讀

進入數字經濟時代，新興技術、應用、場景帶來的數據量持續增長，各行各業對算力和網絡提出了更為迫切的需求。網絡作為連接用戶、數據、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、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務需要需要頻繁更新軟件系統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百億元，還要花費數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PPPoE、NAT、增值業務插件等功能上云，終端網關功能大幅精簡，業務不再受到硬件系統和接口限制。網絡邏輯架構如下圖所示：

現有家庭網關與云網關邏輯架構對比示意圖

上圖體現了云網關的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，業務不受硬件系統和接口限制。
• 云網關能力平臺?：云網關資源統一配置及網絡編排，提供業務開通配置管理和業務監控，實現增值業務便捷、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模式提供可動態升級可功能組合的新型網關服務；
• 云網關的部署環境可通過K8s和控制器進行管理和編排；
• 產品形態符合SDN、NFV的技術理念；
• 產品形態天然具備靈活特性，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，可根據用戶的訪問源端和目的端智能的給用戶提供最優的訪問地址，將網絡鏈路的優勢進行最大化的體現。

智能DNS特性示意圖

特性4：智能路由

云網關能夠支持400多種協議、2500多種應用的字段，以及網絡數據流特征字段，可對多種字段進行靈活組合完成特定流量的路由；提供靈活的規則語法與高效的匹配，智能業務根據業務特性按照指定規則進行驅動，實現智能路由、智能分發。

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務適配難度，滿足業務靈活部署、開通需求，支撐新興業務和運營模式。

• 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、云電腦等新業務。
• 價值3?：能夠有效支撐運營商將本增效，優化網絡架構，降低終端成本，減少運維工作量。