在上海建設(shè)國家新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心研究與探索

李韓軍 秦嶺 孫筱和

摘要：通過全球數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)趨勢分析，以及中國和上海的互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心發(fā)展情況，結(jié)合中國國家級互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通現(xiàn)狀，引出國家新型互聯(lián)交換中心發(fā)展概況、發(fā)展趨勢、商業(yè)模式。提出在上海建設(shè)新型互聯(lián)交換中心的契機(jī)，結(jié)合運營模式、商業(yè)模式以及對基礎(chǔ)電信企業(yè)的影響情況進(jìn)行分析，最后提出對未來新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心的展望。

關(guān)鍵詞：新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心;數(shù)據(jù)中心

一、全球數(shù)據(jù)中心發(fā)展情況

Google是全球最大搜索引擎，擁有以太級別的數(shù)據(jù)，依靠的是遍布全球的近40個數(shù)據(jù)中心：美國19個、歐洲12個、俄羅斯1個、南美1個和亞洲6個（北京、香港、東京、新加坡3個）。Google內(nèi)部數(shù)據(jù)中心交互流量超過Google對所有用戶流量。Google逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)交換中心，接入Google就是接入互聯(lián)網(wǎng)。

Facebook數(shù)據(jù)中心在2105年建設(shè)了瑞典北部Lulea的一個數(shù)據(jù)中心——Node Pole，2018在新加坡建設(shè)數(shù)據(jù)中心，這是Facebook在亞洲建立的第一個數(shù)據(jù)中心。

互聯(lián)網(wǎng)流量的變化趨勢：美國的互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)建立起以數(shù)據(jù)中心為核心的全新的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和服務(wù)，在中國，數(shù)據(jù)中心只是電信運營商網(wǎng)絡(luò)的輔助設(shè)施。美國的互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)建立起以數(shù)據(jù)中心為核心的全新的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和服務(wù)，在中國，數(shù)據(jù)中心只是電信運營商網(wǎng)絡(luò)的輔助設(shè)施。

二、中國及上海互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景情況

截至2018年6月，中國國際出口帶寬為8，826，302Mbps，其中2018年半年增長率為20.6%。目前中國主要骨干網(wǎng)絡(luò)國際出口帶寬數(shù)如下，其中中國電信占比50%左右。

（一）國家級互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點情況

到目前為止，為了網(wǎng)間互聯(lián)互通，先后建立了三批國家級互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點。其中第一批（北京、上海、廣州3個）目前承擔(dān)著網(wǎng)間互聯(lián)的大部分任務(wù)，第二批（成都、鄭州、武漢、西安、沈陽、南京、重慶7個）、第三批（杭州、貴陽·貴安、福州3個）主要承擔(dān)省內(nèi)網(wǎng)間互聯(lián)。

（二）中國數(shù)據(jù)中心發(fā)展出現(xiàn)幾個趨勢

一是超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心越來越靠近用戶。大型數(shù)據(jù)中心設(shè)施將關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用部署到客戶附近，互聯(lián)網(wǎng)巨頭將繼續(xù)以超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的形式建立更高水平的計算能力。

二是“區(qū)域數(shù)據(jù)中心”將逐漸出現(xiàn)。圍繞5G的討論如今仍在持續(xù)，但為了實現(xiàn)低于1毫秒延遲的承諾，它將需要一個可擴(kuò)展、彈性和容錯的分布式云計算環(huán)境。這就是本地化微數(shù)據(jù)中心將為超快速延遲提供幫助，為5G提供商及其客戶提供高水平的連接和可用性。

各級數(shù)據(jù)中心之間流量交互將高速增長，引入新型互聯(lián)交換中心成趨勢。

（三）上?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展情況

一是上?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)正在以20%以上的增長率高速增長。上海市互聯(lián)網(wǎng)重點企業(yè)業(yè)務(wù)收入達(dá)1475.1億，同比增長21%，其中基礎(chǔ)服務(wù)業(yè)務(wù)收入達(dá)283億，同比增長3.3%，在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)總收入占比中達(dá)到19.2%，其中互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)達(dá)到126.6億，占互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)收入占比比重44.7%，其中互聯(lián)網(wǎng)重點企業(yè)完成應(yīng)用服務(wù)業(yè)務(wù)收入1192.1億，同比增長26.1%，上海市互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)達(dá)到82家，總市值為1.1萬億。已經(jīng)建成88個IDC機(jī)房，已經(jīng)建成IDC機(jī)房，已使用機(jī)架68.1%。帶寬接入占比懸殊，電信占比 45.45%，鵬博士占比僅0.65%。

二是上海各IDC、教育科技等專業(yè)網(wǎng)中心之間存在巨量的交互需求。在建11個IDC機(jī)房情況，合計74926平方，設(shè)計機(jī)架31582個。

三、新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心概念和發(fā)展趨勢

（一）什么是新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心？

新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心（Internet Exchange Point）是不同電信運營商之間為連通各自網(wǎng)絡(luò)而建立的集中交換平臺，新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心在國外簡稱IX或IXP，一般由第三方中立運營，是互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，境外知名IX有AMS-IX、HKIX（香港互聯(lián)網(wǎng)交換中心）、Equnix IX等。

由政府主導(dǎo)，在2000年代初期在北京、上海、廣州建立了為幾大國有運營商為主要服務(wù)對象的互聯(lián)網(wǎng)交換中心（NAP），但是因為國內(nèi)主流電信運營商之間互聯(lián)主要采用直連模式，而非通過交換中心進(jìn)行流量交流。主要用于運營商與教育網(wǎng)、科技網(wǎng)等之間流量交換。

自2014年開始，為促進(jìn)國內(nèi)主流運營商之間的互聯(lián)互通，政府批準(zhǔn)在南京、重慶、西安等多個城市建立網(wǎng)間直聯(lián)點，但是仍然以運營商之間直連為主，互聯(lián)網(wǎng)交換中心未成為主流。

自2018年起，工信部先后調(diào)研了廣東、寧夏、浙江、雄安等多地，推進(jìn)國家互聯(lián)網(wǎng)交換中心的建設(shè)，并有可能結(jié)合我國現(xiàn)有的體制，由一家國有企業(yè)來展開運營，依托當(dāng)?shù)毓芫诌M(jìn)行管理。

2019年8月底，工信部組織了相關(guān)管理部門、研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)學(xué)會、運營商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及行業(yè)專家，對國家新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心建設(shè)實施方案進(jìn)行了評審。

2019年10月20日，工業(yè)和信息化部與浙江省人民政府在浙江烏鎮(zhèn)召開部省合作推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展聯(lián)席會議。會上，全國第一個國家（杭州）新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心揭牌。但截至目前，新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心尚未建成。

深圳前海、武漢、寧夏中衛(wèi)（亞馬遜數(shù)據(jù)中心中國所在地）這3個試點城市有可能會下一步獲批，內(nèi)蒙古和河北雄安也在申請。

（二）新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心發(fā)展趨勢

通過互聯(lián)網(wǎng)交換中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量交換，具有“一點接入、多方互通”的特點，數(shù)據(jù)交換將不再通過運營商繞轉(zhuǎn)，能夠直接做到網(wǎng)間互聯(lián)互通。這不僅是國際的主流，也必然將會是國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的趨勢。

特點一：自由交換。讓CP ISP的流量都接入進(jìn)來，自由的進(jìn)行交換。

特點二：主要客戶構(gòu)成。包括中小型 ISP（廣電、鵬博士、長城寬帶等）、ICP內(nèi)容服務(wù)商、CDN 企業(yè)、公有云服務(wù)商。

特點三：各參與方積極性不一。大互聯(lián)網(wǎng)公司表現(xiàn)積極，希望推動全國建設(shè)，如果是個別省內(nèi)建設(shè)交換中心對他們影響不大。

特點四：國際趨勢變化。在國際上的情形和中國恰好相反，本來也由運營商口控制的流量交換，逐步開始由谷歌、Facebook等大公司來掌控。

四、新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心建設(shè)契機(jī)、研究和探索

（一）上海建設(shè)國家新型互聯(lián)交換中心的契機(jī)

2019年7月27日，國務(wù)院印發(fā)《中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)總體方案》，標(biāo)志著中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)正式設(shè)立。在臨港新片區(qū)建設(shè)新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心有著天然優(yōu)勢，三家運營商在臨港新片區(qū)均設(shè)有海纜登陸機(jī)房，同時在臨港已有或者計劃設(shè)立全國型大型IDC機(jī)房。

2020年4月《中國（上海）自由貿(mào)易示范區(qū)臨港新片區(qū)通信基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃》發(fā)布，臨港新片區(qū)管委會建設(shè)新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心、離岸數(shù)據(jù)中心意愿強烈，旨在為新片區(qū)提供國際出口直連，提高入駐企業(yè)感知。爭取在新片區(qū)建設(shè)國際互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通道、爭取開展新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心試點工作、開展離岸數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的可行性研究。

（二）新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心建設(shè)方案

在骨干直聯(lián)點的基礎(chǔ)上，通過設(shè)立區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)交換中心實現(xiàn)上海境內(nèi)更多的互聯(lián)主體（互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云服務(wù)商、各級電信運企業(yè)、內(nèi)容加速服務(wù)商等）的互聯(lián)互通，以提升網(wǎng)絡(luò)效益、降低互聯(lián)成本。

新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心建設(shè)初期，以解決上海境內(nèi)本地流量疏導(dǎo)為主，負(fù)責(zé)境內(nèi)CP＼ISP接入，疏導(dǎo)流量達(dá)到400Gbps-1000Gbps，試運行期1-2年。中遠(yuǎn)期，實現(xiàn)全國其他新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心之間高速互聯(lián)，逐步向全國范圍拓展，流量疏導(dǎo)規(guī)模將達(dá)到nTbps量級。

新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

（三）新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心運營方式

采用“政府指導(dǎo)下的企業(yè)建設(shè)運營模式”，由國有企業(yè)建設(shè)，交換中心建設(shè)費用考慮由市政府和企業(yè)共同承擔(dān)，建設(shè)初期新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心運營費用由政府補貼。

（四）新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心結(jié)算模式

新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心采用端口費、與交換費兩種模式進(jìn)行結(jié)算。端口費為交換中心接入端口的建設(shè)成本;交換費采用“市場定價機(jī)制，結(jié)算價格根據(jù)互通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、業(yè)務(wù)性質(zhì)及相互間需求差異經(jīng)由雙方協(xié)商確定”。

（五）新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心盈利點

新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心存在諸多贏利點，包括不限于以下幾種服務(wù)內(nèi)容：

一是流量服務(wù)。接入企業(yè)端口費按照CP和ISP流量結(jié)算運維管理費、國際出口流量結(jié)算。

二是增值服務(wù)。流量分析、安全檢測、IPv4/IPv6地址轉(zhuǎn)換服務(wù)等。

三是建設(shè)小規(guī)模IDC。建設(shè)附屬小型IDC，客戶只需要接入交換中心就可以實現(xiàn)與3家電信企業(yè)的接入。

四是跨域VPN服務(wù)。為金融、證券等行業(yè)，對安全、時延要求較高企業(yè)提供全國數(shù)據(jù)專線。

（六）建設(shè)新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心可能對電信運營商影響

一是中國移動對中國電信、中國聯(lián)通網(wǎng)間結(jié)算費用降低。原移動、電信、聯(lián)通之間流量仍通過骨干直聯(lián)點互通，采用不對稱結(jié)算，但通過交換中心，移動可增加接入網(wǎng)外資源的途徑，減少網(wǎng)間結(jié)算，可節(jié)約互聯(lián)互通結(jié)算費用數(shù)億每年。

二是對三家基礎(chǔ)電信企業(yè)IDC帶寬收入下降，單位帶寬價值的下降。方案實現(xiàn)后，交換中心采用端口費、與交換費兩種模式。其中，端口費為交換中心接入端口的建設(shè)成本;交換費采用“市場定價機(jī)制，結(jié)算價格根據(jù)互通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、業(yè)務(wù)性質(zhì)及相互間需求差異經(jīng)由雙方協(xié)商確定”。在后期運營過程中，考慮到政府為保護(hù)民營企業(yè)的利益，導(dǎo)致單帶寬價值下降，影響運營商既有接入利益。

三是可能造成三家基礎(chǔ)電信企業(yè)IDC網(wǎng)內(nèi)客戶的流失。方案實現(xiàn)后，各CP、ISP將更多采用自建IDC接入IXP，會造成各家運營商IDC網(wǎng)內(nèi)客戶流失。

五、展望與結(jié)語

建設(shè)新型互聯(lián)網(wǎng)交換中心的關(guān)鍵點，就是構(gòu)建多方共贏合作共贏模式，才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。充分發(fā)揮一點接入，多點互通的優(yōu)勢，來提供接入方的服務(wù)，實現(xiàn)各方共贏，而不是簡單壓降帶寬價值，發(fā)展初期限定地域范圍，限定接入用戶范圍，盡量降低對現(xiàn)有市場規(guī)則的沖擊，提高三家基礎(chǔ)電信企業(yè)參與積極性。建設(shè)初期交換中心的互聯(lián)各方，可根據(jù)各自的業(yè)務(wù)需要接入交換中心，在帶寬規(guī)模、結(jié)算價格上基于互聯(lián)雙方的平等協(xié)商、對等結(jié)算。

相信在國家大力推進(jìn)5G建設(shè)、數(shù)據(jù)中心等新基建的浪潮下，構(gòu)建高效合理的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，更加有利于及時應(yīng)對錯綜復(fù)雜的國際競爭形勢，提升中國基礎(chǔ)電信運營企業(yè)、中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的綜合競爭力。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

李韓軍，上海市通信管理局信息通信發(fā)展處高級工程師，碩士學(xué)位，主要研究方向：5G移動通信、傳送網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù);

秦嶺，上海市通信管理局信息通信發(fā)展處四級調(diào)研員，碩士學(xué)位，主要研究方向：5G移動通信、電信業(yè)監(jiān)管政策研究;

孫筱和，臨港新片區(qū)管委會高新處副處長，碩士學(xué)位，主要研究方向：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及成果轉(zhuǎn)化，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。