在上海建設國家新型互聯網交換中心研究與探索

李韓軍 秦嶺 孫筱和

摘要：通過全球數據中心和互聯網架構趨勢分析，以及中國和上海的互聯網和數據中心發展情況，結合中國國家級互聯網互聯互通現狀，引出國家新型互聯交換中心發展概況、發展趨勢、商業模式。提出在上海建設新型互聯交換中心的契機，結合運營模式、商業模式以及對基礎電信企業的影響情況進行分析，最后提出對未來新型互聯網交換中心的展望。

關鍵詞：新型互聯網交換中心;數據中心

一、全球數據中心發展情況

Google是全球最大搜索引擎，擁有以太級別的數據，依靠的是遍布全球的近40個數據中心：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內部數據中心交互流量超過Google對所有用戶流量。Google逐漸成為互聯網交換中心，接入Google就是接入互聯網。

Facebook數據中心在2105年建設了瑞典北部Lulea的一個數據中心——Node Pole，2018在新加坡建設數據中心，這是Facebook在亞洲建立的第一個數據中心。

互聯網流量的變化趨勢：美國的互聯網公司已經建立起以數據中心為核心的全新的互聯網架構和服務，在中國，數據中心只是電信運營商網絡的輔助設施。美國的互聯網公司已經建立起以數據中心為核心的全新的互聯網架構和服務，在中國，數據中心只是電信運營商網絡的輔助設施。

二、中國及上海互聯網發展的背景情況

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絡國際出口帶寬數如下，其中中國電信占比50%左右。

（一）國家級互聯網骨干直聯點情況

到目前為止，為了網間互聯互通，先后建立了三批國家級互聯網骨干直聯點。其中第一批（北京、上海、廣州3個）目前承擔著網間互聯的大部分任務，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）主要承擔省內網間互聯。

（二）中國數據中心發展出現幾個趨勢

一是超大規模數據中心越來越靠近用戶。大型數據中心設施將關鍵基礎設施和應用部署到客戶附近，互聯網巨頭將繼續以超大規模數據中心的形式建立更高水平的計算能力。

二是“區域數據中心”將逐漸出現。圍繞5G的討論如今仍在持續，但為了實現低于1毫秒延遲的承諾，它將需要一個可擴展、彈性和容錯的分布式云計算環境。這就是本地化微數據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。

各級數據中心之間流量交互將高速增長，引入新型互聯交換中心成趨勢。

（三）上海互聯網行業發展情況

一是上?；ヂ摼W行業正在以20%以上的增長率高速增長。上海市互聯網重點企業業務收入達1475.1億，同比增長21%，其中基礎服務業務收入達283億，同比增長3.3%，在互聯網業務總收入占比中達到19.2%，其中互聯網接入服務達到126.6億，占互聯網基礎業務收入占比比重44.7%，其中互聯網重點企業完成應用服務業務收入1192.1億，同比增長26.1%，上海市互聯網企業達到82家，總市值為1.1萬億。已經建成88個IDC機房，已經建成IDC機房，已使用機架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、教育科技等專業網中心之間存在巨量的交互需求。在建11個IDC機房情況，合計74926平方，設計機架31582個。

三、新型互聯網交換中心概念和發展趨勢

（一）什么是新型互聯網交換中心？

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

由政府主導，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對象的互聯網交換中心（NAP），但是因為國內主流電信運營商之間互聯主要采用直連模式，而非通過交換中心進行流量交流。主要用于運營商與教育網、科技網等之間流量交換。

自2014年開始，為促進國內主流運營商之間的互聯互通，政府批準在南京、重慶、西安等多個城市建立網間直聯點，但是仍然以運營商之間直連為主，互聯網交換中心未成為主流。

自2018年起，工信部先后調研了廣東、寧夏、浙江、雄安等多地，推進國家互聯網交換中心的建設，并有可能結合我國現有的體制，由一家國有企業來展開運營，依托當地管局進行管理。

2019年8月底，工信部組織了相關管理部門、研究機構、行業學會、運營商、互聯網企業以及行業專家，對國家新型互聯網交換中心建設實施方案進行了評審。

2019年10月20日，工業和信息化部與浙江省人民政府在浙江烏鎮召開部省合作推進工業互聯網發展聯席會議。會上，全國第一個國家（杭州）新型互聯網交換中心揭牌。但截至目前，新型互聯網交換中心尚未建成。

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

（二）新型互聯網交換中心發展趨勢

通過互聯網交換中心進行網絡流量交換，具有“一點接入、多方互通”的特點，數據交換將不再通過運營商繞轉，能夠直接做到網間互聯互通。這不僅是國際的主流，也必然將會是國內互聯網未來發展的趨勢。

特點一：自由交換。讓CP ISP的流量都接入進來，自由的進行交換。

特點二：主要客戶構成。包括中小型 ISP（廣電、鵬博士、長城寬帶等）、ICP內容服務商、CDN 企業、公有云服務商。

特點三：各參與方積極性不一。大互聯網公司表現積極，希望推動全國建設，如果是個別省內建設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、新型互聯網交換中心建設契機、研究和探索

（一）上海建設國家新型互聯交換中心的契機

2019年7月27日，國務院印發《中國（上海）自由貿易試驗區臨港新片區總體方案》，標志著中國（上海）自由貿易試驗區臨港新片區正式設立。在臨港新片區建設新型互聯網交換中心有著天然優勢，三家運營商在臨港新片區均設有海纜登陸機房，同時在臨港已有或者計劃設立全國型大型IDC機房。

2020年4月《中國（上海）自由貿易示范區臨港新片區通信基礎設施規劃》發布，臨港新片區管委會建設新型互聯網交換中心、離岸數據中心意愿強烈，旨在為新片區提供國際出口直連，提高入駐企業感知。爭取在新片區建設國際互聯網數據通道、爭取開展新型互聯網交換中心試點工作、開展離岸數據中心業務的可行性研究。

（二）新型互聯網交換中心建設方案

在骨干直聯點的基礎上，通過設立區域互聯網交換中心實現上海境內更多的互聯主體（互聯網企業、云服務商、各級電信運企業、內容加速服務商等）的互聯互通，以提升網絡效益、降低互聯成本。

新型互聯網交換中心建設初期，以解決上海境內本地流量疏導為主，負責境內CP＼ISP接入，疏導流量達到400Gbps-1000Gbps，試運行期1-2年。中遠期，實現全國其他新型互聯網交換中心之間高速互聯，逐步向全國范圍拓展，流量疏導規模將達到nTbps量級。

新型互聯網交換中心網絡結構

（三）新型互聯網交換中心運營方式

采用“政府指導下的企業建設運營模式”，由國有企業建設，交換中心建設費用考慮由市政府和企業共同承擔，建設初期新型互聯網交換中心運營費用由政府補貼。

（四）新型互聯網交換中心結算模式

新型互聯網交換中心采用端口費、與交換費兩種模式進行結算。端口費為交換中心接入端口的建設成本;交換費采用“市場定價機制，結算價格根據互通網絡規模、業務性質及相互間需求差異經由雙方協商確定”。

（五）新型互聯網交換中心盈利點

新型互聯網交換中心存在諸多贏利點，包括不限于以下幾種服務內容：

一是流量服務。接入企業端口費按照CP和ISP流量結算運維管理費、國際出口流量結算。

二是增值服務。流量分析、安全檢測、IPv4/IPv6地址轉換服務等。

三是建設小規模IDC。建設附屬小型IDC，客戶只需要接入交換中心就可以實現與3家電信企業的接入。

四是跨域VPN服務。為金融、證券等行業，對安全、時延要求較高企業提供全國數據專線。

（六）建設新型互聯網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、中國聯通網間結算費用降低。原移動、電信、聯通之間流量仍通過骨干直聯點互通，采用不對稱結算，但通過交換中心，移動可增加接入網外資源的途徑，減少網間結算，可節約互聯互通結算費用數億每年。

二是對三家基礎電信企業IDC帶寬收入下降，單位帶寬價值的下降。方案實現后，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成本;交換費采用“市場定價機制，結算價格根據互通網絡規模、業務性質及相互間需求差異經由雙方協商確定”。在后期運營過程中，考慮到政府為保護民營企業的利益，導致單帶寬價值下降，影響運營商既有接入利益。

三是可能造成三家基礎電信企業IDC網內客戶的流失。方案實現后，各CP、ISP將更多采用自建IDC接入IXP，會造成各家運營商IDC網內客戶流失。

五、展望與結語

建設新型互聯網交換中心的關鍵點，就是構建多方共贏合作共贏模式，才能實現可持續發展。充分發揮一點接入，多點互通的優勢，來提供接入方的服務，實現各方共贏，而不是簡單壓降帶寬價值，發展初期限定地域范圍，限定接入用戶范圍，盡量降低對現有市場規則的沖擊，提高三家基礎電信企業參與積極性。建設初期交換中心的互聯各方，可根據各自的業務需要接入交換中心，在帶寬規模、結算價格上基于互聯雙方的平等協商、對等結算。

相信在國家大力推進5G建設、數據中心等新基建的浪潮下，構建高效合理的互聯網架構，更加有利于及時應對錯綜復雜的國際競爭形勢，提升中國基礎電信運營企業、中國互聯網企業的綜合競爭力。

參考文獻：

[1]王一雯 張愛麗 張子飛 關鑫 薛雪. 國內外互聯網交換中心發展現狀及影響研究[J]. 信息通信技術與政策，2019，（12）：13-16.

[2]程偉. 關于國內互聯網交換中心發展的思考 [J] .電腦知識與技術，2017（22）：52-53，58

作者簡介：

李韓軍，上海市通信管理局信息通信發展處高級工程師，碩士學位，主要研究方向：5G移動通信、傳送網、互聯網新技術;

秦嶺，上海市通信管理局信息通信發展處四級調研員，碩士學位，主要研究方向：5G移動通信、電信業監管政策研究;

孫筱和，臨港新片區管委會高新處副處長，碩士學位，主要研究方向：高新技術產業發展及成果轉化，工業互聯網。