上海電信家庭網關的“灰盒”之路

中國電信上海公司|夏俊

在“灰盒”模式下，研發團隊面臨的挑戰能夠與自身能力以及運營商的商業化產品發展之間達到相對平衡。

智能家庭網絡是信息時代的又一個高科技產品，它借助現有的計算機網絡技術將家庭內各種家電和設備連網，通過家庭網關為人們提供各種多樣化、個性化、方便、舒適、安全和高效的服務，實現家庭內部信息與家庭外部信息的交換。所以，相對于人們與邊緣計算、云計算等新興技術之間存在的隔閡感，家庭網關似乎更讓人感到親切。

早在2014年，中國電信上海公司就開始對寬帶發展中接入速度的提升對用戶體驗的拉動作用逐漸減弱的問題展開思考，進而尋求寬帶服務提升用戶感知的方案。中國電信上海公司積極嘗試寬帶智能化發展，謀求形成差異化服務能力，積極嘗試了基于家庭網關的智能業務發展。經過的嘗試，該公司遇到了抓手缺乏、網關終端型號版本眾多造成的業務應用適配發展難等一系列問題。

網絡智能化引入SDN，發揮運營商自身優勢

中國電信上海公司在對這些問題進行反思后，提出了在家庭網關上引入SDN技術，將網關的業務提升到控制器平臺上的思路。這個想法可以有效地解決業務適配難題和業務發展持續性問題。中國電信上海公司組建了自研團隊，對這個思路進行了可行性分析、x86原型驗證和家庭網關芯片的移植驗證。通過自主研發團隊的努力，中國電信上海公司在2016年成功驗證了家庭網關引入SDN技術的可行性，確認了家庭網關在SDN控制器的控制下能夠進行高效靈活的網絡數據轉發，控制器平臺能夠有效運行各類增值服務，這樣的家庭網關簡稱為SDN網關。

2017年中國電信上海公司自主研發團隊完成博通、海思、MTK、Realtek、中興微電子5個主流網關芯片方案的對接研發，并與多個廠家完成了多款SDN網關的產品化開發；同時，也驗證了中國電信已有的海量家庭網關通過軟件升級可以平滑轉為SDN網關。

在SDN網關的研發過程中，運營商對于自身應該如何發展網絡終端有了深刻的理解。運營商成為服務提供商，網關終端也應該成為電信服務的載體來顯現網絡服務價值。SDN網關非常有利于運營商發揮自身多方面優勢。

一是網絡優勢。家庭網關的安全性得到了極大加強，成為一個可以信任的網絡設備。網關可以和上級網元協作，形成豐富的網絡調度能力，展現網絡整體優勢。同時，可以將運營商的基礎網絡轉化為能力，以合作的方式開放地引入服務，從而為用戶帶來更好的服務體驗。

二是資源優勢。業務提升到平臺層面，使得業務在實現上可以發揮平臺、數據、資源的優勢，不受限于網關終端本身非常有限的資源。

三是入口優勢。網關作為網絡服務的入口，能夠在用戶的各種應用訪問上提升用戶感知能力，簡化和自動化用戶配置，給用戶帶來差異化的服務體驗。

四是合作優勢。合作有利于打破終端壁壘，降低甚至取消業務開發的門檻，使得大量合作伙伴能夠在平臺側進行合作，終端差異在業務發展中不再成為主要的問題。合作有利于發揮電信人員能力優勢，運營商豐富的網絡技術人員能夠快速適應OpenFlow的開發，平臺技術人員能夠很好地適應業務的平臺合作，繞開終端應用開發上的人員瓶頸。另外，業務合作界面清晰很有必要，在端到端的業務過程中，收費控制點、業務策略控制點在平臺上都有清晰的定義，有利于業務合作的發展。

經過3年的自主研發，中國電信上海公司在2018年5月開始SDN網關的規模商用，2018年底達到了60萬用戶的規模。基于SDN網關的增值業務（例如游戲加速、寶貝上網、名校加速、防蹭網等）在用戶規模發展的同時也提升了業務收入，突破了原有智能網關多年發展無法形成收費業務的低迷狀態。

白盒模式不可生搬硬套

據悉，運營商此前集采網關采用黑盒模式，即運營商發布技術和業務規范明確終端的功能要求，終端廠商和芯片廠商根據規范形成各自的實現方案，最終交付終端產品。但是在增值業務開展中，由于各款終端的實現方案各不相同，運營商的業務服務商在網關上部署業務時，需要和終端廠商進行深度對接與合作才有可能實現增值業務上線，但是由于現網的集采模式會造成現網終端型號和版本眾多，使得運營商增值業務部署困難。

基于此，業內專家提議運營商可以借鑒互聯網公司采用的白盒模式來研發網關或其他終端。互聯網公司從硬件設計到軟件開發全部自主完成，現網的終端型號和版本基本統一，因此他們的業務迭代和部署可以快速實現，且匹配難度低。但是該模式需要強大的研發能力支撐，對團隊數量和質量都有很高的要求，成本極高。

白盒模式對研發投入要求高還表現在產品研發的持續上。高質量產品研發團隊的維持，需要持續的產品研發。運營商的研發體系不完善，即使短期內能夠招募到一個成熟團隊，但維持這個團隊的高水準非常難。具體表現在以下兩個方面。

一是如果這個團隊設計生產的設備軟硬件在運營商內部使用（至少確保一定份額），由于運營商市場上相對穩定的競爭格局，團隊面臨的競爭壓力會消失，內部環境會很快消磨掉團隊的銳氣，核心人員就算不流失也會非常快地喪失競爭力。

二是如果這個團隊設計生產的設備軟硬件參與公開的銷售，團隊一定會面臨銷售到其他運營商的矛盾，最終退化為一個獨立公司。而且，真正的考驗在于產品大量使用，要經受實際復雜運行環境的考驗。這個時候就徹底暴露團隊的研發能力，要解決設備軟硬件的偶發異常，而且對技術是否吃透、設計是否考慮周全都有很高的要求。在商業運行環境下，留給團隊處理這種問題的時間非常有限，在大部分情況下，產品就“死”在該階段了。中國的電信運營商對服務品質的追求從未止步，售后維護的處理需要專業化的團隊和大量的人力。這一切原來是對設備廠商的考驗，在白盒模式下，就變成了對自身團隊的考驗，能否扛住這一關尚未可知。

所以，在研發體系未完善前，運營商直接跨入白盒模式可以做出產品，但是在產品規模以及持續演進上，能否繼續走下去有待觀察。

“灰盒”模式打造平衡生態鏈

在SDN網關產品化過程中，為了實現控制器對網關控制的一致性，中國電信上海公司自研團隊探索了一個“灰盒”模式：與芯片廠商合作完成數據轉發的對接開發，并在網關廠家的軟件版本中加入團隊自研的核心數據轉發和管理模塊。

SDN網關走的“灰盒”模式，就是充分認識到白盒的挑戰，尤其是認識到對產業鏈的挑戰后而提出的。該模式優先抓住項目的創新核心，抓住運營商服務驅動的關鍵點，與產業鏈充分合作，利用產業鏈頂尖的能力，逐漸培養起自己的研發團隊。

中國電信采用的“灰盒”模式，不打破產業鏈的原有分工，核心任務是解決了增值業務和終端的解耦問題。中國電信上海公司在網關上自主開發并植入了支持SDN技術的轉發模塊，通過該模塊，把業務控制從網關轉移到了控制器平臺，網關不再負責復雜的業務邏輯，因此增值業務的部署也從與網關對接調整為與控制器平臺對接。這樣可以避免投入很大的成本，使得整個網關設備白盒化，利用好已有的產業鏈資源，且運營商無需參與到終端的售后維護工作中，使企業能以最小的成本實現業務云化的目標。

在“灰盒”模式下，研發團隊要解決的是運營商業務發展的關鍵控制點，直接面臨業務發展的考驗。團隊價值與業務發展相關，而與終端銷售本身解耦。這就避免了白盒模式下終端本身的發展與團隊密切相關，容易出現忽視業務發展這種本末倒置的問題。因此，在“灰盒”模式下，團隊面臨的挑戰能夠與自身能力以及運營商的商業化產品發展之間達到相對平衡。