上海电信家庭网关的“灰盒”之路

中国电信上海公司|夏俊

在“灰盒”模式下，研发团队面临的挑战能够与自身能力以及运营商的商业化产品发展之间达到相对平衡。

智能家庭网络是信息时代的又一个高科技产品，它借助现有的计算机网络技术将家庭内各种家电和设备连网，通过家庭网关为人们提供各种多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务，实现家庭内部信息与家庭外部信息的交换。所以，相对于人们与边缘计算、云计算等新兴技术之间存在的隔阂感，家庭网关似乎更让人感到亲切。

早在2014年，中国电信上海公司就开始对宽带发展中接入速度的提升对用户体验的拉动作用逐渐减弱的问题展开思考，进而寻求宽带服务提升用户感知的方案。中国电信上海公司积极尝试宽带智能化发展，谋求形成差异化服务能力，积极尝试了基于家庭网关的智能业务发展。经过的尝试，该公司遇到了抓手缺乏、网关终端型号版本众多造成的业务应用适配发展难等一系列问题。

网络智能化引入SDN，发挥运营商自身优势

中国电信上海公司在对这些问题进行反思后，提出了在家庭网关上引入SDN技术，将网关的业务提升到控制器平台上的思路。这个想法可以有效地解决业务适配难题和业务发展持续性问题。中国电信上海公司组建了自研团队，对这个思路进行了可行性分析、x86原型验证和家庭网关芯片的移植验证。通过自主研发团队的努力，中国电信上海公司在2016年成功验证了家庭网关引入SDN技术的可行性，确认了家庭网关在SDN控制器的控制下能够进行高效灵活的网络数据转发，控制器平台能够有效运行各类增值服务，这样的家庭网关简称为SDN网关。

2017年中国电信上海公司自主研发团队完成博通、海思、MTK、Realtek、中兴微电子5个主流网关芯片方案的对接研发，并与多个厂家完成了多款SDN网关的产品化开发；同时，也验证了中国电信已有的海量家庭网关通过软件升级可以平滑转为SDN网关。

在SDN网关的研发过程中，运营商对于自身应该如何发展网络终端有了深刻的理解。运营商成为服务提供商，网关终端也应该成为电信服务的载体来显现网络服务价值。SDN网关非常有利于运营商发挥自身多方面优势。

一是网络优势。家庭网关的安全性得到了极大加强，成为一个可以信任的网络设备。网关可以和上级网元协作，形成丰富的网络调度能力，展现网络整体优势。同时，可以将运营商的基础网络转化为能力，以合作的方式开放地引入服务，从而为用户带来更好的服务体验。

二是资源优势。业务提升到平台层面，使得业务在实现上可以发挥平台、数据、资源的优势，不受限于网关终端本身非常有限的资源。

三是入口优势。网关作为网络服务的入口，能够在用户的各种应用访问上提升用户感知能力，简化和自动化用户配置，给用户带来差异化的服务体验。

四是合作优势。合作有利于打破终端壁垒，降低甚至取消业务开发的门槛，使得大量合作伙伴能够在平台侧进行合作，终端差异在业务发展中不再成为主要的问题。合作有利于发挥电信人员能力优势，运营商丰富的网络技术人员能够快速适应OpenFlow的开发，平台技术人员能够很好地适应业务的平台合作，绕开终端应用开发上的人员瓶颈。另外，业务合作界面清晰很有必要，在端到端的业务过程中，收费控制点、业务策略控制点在平台上都有清晰的定义，有利于业务合作的发展。

经过3年的自主研发，中国电信上海公司在2018年5月开始SDN网关的规模商用，2018年底达到了60万用户的规模。基于SDN网关的增值业务（例如游戏加速、宝贝上网、名校加速、防蹭网等）在用户规模发展的同时也提升了业务收入，突破了原有智能网关多年发展无法形成收费业务的低迷状态。

白盒模式不可生搬硬套

据悉，运营商此前集采网关采用黑盒模式，即运营商发布技术和业务规范明确终端的功能要求，终端厂商和芯片厂商根据规范形成各自的实现方案，最终交付终端产品。但是在增值业务开展中，由于各款终端的实现方案各不相同，运营商的业务服务商在网关上部署业务时，需要和终端厂商进行深度对接与合作才有可能实现增值业务上线，但是由于现网的集采模式会造成现网终端型号和版本众多，使得运营商增值业务部署困难。

基于此，业内专家提议运营商可以借鉴互联网公司采用的白盒模式来研发网关或其他终端。互联网公司从硬件设计到软件开发全部自主完成，现网的终端型号和版本基本统一，因此他们的业务迭代和部署可以快速实现，且匹配难度低。但是该模式需要强大的研发能力支撑，对团队数量和质量都有很高的要求，成本极高。

白盒模式对研发投入要求高还表现在产品研发的持续上。高质量产品研发团队的维持，需要持续的产品研发。运营商的研发体系不完善，即使短期内能够招募到一个成熟团队，但维持这个团队的高水准非常难。具体表现在以下两个方面。

一是如果这个团队设计生产的设备软硬件在运营商内部使用（至少确保一定份额），由于运营商市场上相对稳定的竞争格局，团队面临的竞争压力会消失，内部环境会很快消磨掉团队的锐气，核心人员就算不流失也会非常快地丧失竞争力。

二是如果这个团队设计生产的设备软硬件参与公开的销售，团队一定会面临销售到其他运营商的矛盾，最终退化为一个独立公司。而且，真正的考验在于产品大量使用，要经受实际复杂运行环境的考验。这个时候就彻底暴露团队的研发能力，要解决设备软硬件的偶发异常，而且对技术是否吃透、设计是否考虑周全都有很高的要求。在商业运行环境下，留给团队处理这种问题的时间非常有限，在大部分情况下，产品就“死”在该阶段了。中国的电信运营商对服务品质的追求从未止步，售后维护的处理需要专业化的团队和大量的人力。这一切原来是对设备厂商的考验，在白盒模式下，就变成了对自身团队的考验，能否扛住这一关尚未可知。

所以，在研发体系未完善前，运营商直接跨入白盒模式可以做出产品，但是在产品规模以及持续演进上，能否继续走下去有待观察。

“灰盒”模式打造平衡生态链

在SDN网关产品化过程中，为了实现控制器对网关控制的一致性，中国电信上海公司自研团队探索了一个“灰盒”模式：与芯片厂商合作完成数据转发的对接开发，并在网关厂家的软件版本中加入团队自研的核心数据转发和管理模块。

SDN网关走的“灰盒”模式，就是充分认识到白盒的挑战，尤其是认识到对产业链的挑战后而提出的。该模式优先抓住项目的创新核心，抓住运营商服务驱动的关键点，与产业链充分合作，利用产业链顶尖的能力，逐渐培养起自己的研发团队。

中国电信采用的“灰盒”模式，不打破产业链的原有分工，核心任务是解决了增值业务和终端的解耦问题。中国电信上海公司在网关上自主开发并植入了支持SDN技术的转发模块，通过该模块，把业务控制从网关转移到了控制器平台，网关不再负责复杂的业务逻辑，因此增值业务的部署也从与网关对接调整为与控制器平台对接。这样可以避免投入很大的成本，使得整个网关设备白盒化，利用好已有的产业链资源，且运营商无需参与到终端的售后维护工作中，使企业能以最小的成本实现业务云化的目标。

在“灰盒”模式下，研发团队要解决的是运营商业务发展的关键控制点，直接面临业务发展的考验。团队价值与业务发展相关，而与终端销售本身解耦。这就避免了白盒模式下终端本身的发展与团队密切相关，容易出现忽视业务发展这种本末倒置的问题。因此，在“灰盒”模式下，团队面临的挑战能够与自身能力以及运营商的商业化产品发展之间达到相对平衡。