中兴通讯 算力及核心网资深系统架构师 于星
行业背景
随着5GC网络云的建设发展，运营商坚持“以网带边、以云促边、云网融合”的思路，积极提升边缘云算力能力，边缘云在2023年可覆盖全国全部地市，节点规模可达到1500+，推进统一IaaS底座试点及现网规模部署，积极完善资源布局，按需下沉边缘节点，贴近客户提供服务。工信部发布的“十四五信息通信发展规划”中明确了未来数据中心、5G等建设方向与重点，其中提出“要全面部署新一代通信网络基础设施，统筹布局绿色智能的数据与算力设施，积极发展高效协同的融合基础设施”。
行业挑战
随着边缘云的快速发展，也带来新的行业挑战，如边缘云机房空间有限、存在多种网络功能要求、不同流量模型下的网络设备各异，网络基础设施占用基础开销，等等这一系列的问题造成无法进一步提升边缘云算力能力。
网关选型难：50G以上模型网关设备上下行端口以100G端口为主，需要大路由表项，采用路由器设备；20G模型以下网关设备上下行端口主要是25G端口，不需要大路由表项，采用交换机；
防火墙选型难：50G以上模型防火墙需出100G互联端口与网关互联，性能要求高，多数采用框式防火墙设备；20G模型以下性能要求低，采用盒式防火墙；
网关软规格弱：网关和防火墙对接消耗大量BGP资源，受网关BGP表项限制，VPN专线指标难以提升；
建设成本高：设备成本高、占用机房空间大，功耗大，组网需采用路由器、防火墙等设备导致经济效益低；
网络需求多：业务功能全，网络/安全设备占比高，存在高安全、EIP/NAT、负载均衡等需求；
算力资源少：云化基础开销占比高，边缘云资源池数量多，每个资源池受IaaS基础开销影响，提供可用计算资源少；
以上挑战给边缘云的网络基础设施带来了复杂度，如何高效、灵活的构建网络，一直是边缘云亟待解决的问题。
中兴通讯算网融合一体机
为了解决以上问题，中兴通讯提出了算网融合一体机（图一），支持融合网络节点和融合算力节点，通过软硬协同实现高吞吐、多业务灵活部署需求，节省空间，降低功耗，节省成本，支撑边缘云业务规模发展。
图一 算网融合一体机
融合网络节点采用软硬协同架构，通过CPU+DPU+交换芯片构建，软件兼备网关、FW、EIP/NAT、LB 等功能：
计算：以容器/虚拟机方式部署VNF网元，负责VNF配置，对外API接口；
DPU：负责主要网元Session/状态维护，并通过DPU到交换芯片的端口下发转发表项到交换芯片；
交换：负责根据上层下的表项转发报文，如果没有匹配则上送DPU；
融合算力节点基于异构算力统一平台，提供丰富的服务能力：
多样化异构算力资源池：利用虚拟化技术，提供基于虚机、容器和裸机的计算资源池，存储资源池以及XPU资源池；
多样化加速：可将基础虚拟化管理组件、网络、存储能力等卸载到相应硬件；
多样服务能力： 提供丰富PaaS中间件服务，支持块、文件和对象存储，支持基于GPU的图像处理能力；
统一运维/管理平台：集成运维和管理组件，融合边缘云网统一运维；
通过部署算网融合一体机，可以具备诸多优势：
支持多合一SDN网络功能，提供DCGW、防火墙、负载均衡等功能，减少硬件防火墙、LB等物理设备，减少纯软方案中软件防火墙等资源开销，降低物理设备成本、提升资源利用率；
支持将VIM、SDNC等控制软件合一部署，进一步减少管理资源开销，提升边缘云业务计算资源利用率；
支持高吞吐带宽，以DPU硬件加速，通过DPU与可编程ASIC芯片的融合，单机可支持T级转发性能；
支持灵活定制网络功能，通过可扩展的智能网卡，可以支持未来的边缘业务功能演进；
支持无迂回一跳转发，组网上不再需要防火墙、LB等物理设备，减少了业务流量多跳转发路径，进一步降低转发时延；
支持多路高性能CPU接入，提升边缘网关的计算能力，可以按需部署不同网元，通用计算资源增加50%；
支持碳达峰要求，面对边缘节点的机房空间、能耗等问题，边缘网关统一各类网络设备，减少对机架位的占用，同时降低能耗；
客户价值
以20RU的机架为例（图二），采用算网融合一体机可大幅降低开销、提升算力。
图二 开销/算力对比
中兴通讯依托长期在自研软硬设备上的技术积累，通过自研DPU/CPU/ASIC构建以DPU为中心的算网融合一体机，完成云化软件基础开销、网络功能、异构算力资源等整合，可灵活、高效的为客户提供更多的算力资源、网络服务等能力。
总结
中兴通讯将助力运营商边缘算网融合演进，在边缘网络部署算网融合一体机，符合新型网络架构演进趋势，为客户创造更大的价值。 
