在上海建设国家新型互联网交换中心研究与探索

李韩军 秦岭 孙筱和

摘要：通过全球数据中心和互联网架构趋势分析，以及中国和上海的互联网和数据中心发展情况，结合中国国家级互联网互联互通现状，引出国家新型互联交换中心发展概况、发展趋势、商业模式。提出在上海建设新型互联交换中心的契机，结合运营模式、商业模式以及对基础电信企业的影响情况进行分析，最后提出对未来新型互联网交换中心的展望。

关键词：新型互联网交换中心;数据中心

一、全球数据中心发展情况

Google是全球最大搜索引擎，拥有以太级别的数据，依靠的是遍布全球的近40个数据中心：美国19个、欧洲12个、俄罗斯1个、南美1个和亚洲6个（北京、香港、东京、新加坡3个）。Google内部数据中心交互流量超过Google对所有用户流量。Google逐渐成为互联网交换中心，接入Google就是接入互联网。

Facebook数据中心在2105年建设了瑞典北部Lulea的一个数据中心——Node Pole，2018在新加坡建设数据中心，这是Facebook在亚洲建立的第一个数据中心。

互联网流量的变化趋势：美国的互联网公司已经建立起以数据中心为核心的全新的互联网架构和服务，在中国，数据中心只是电信运营商网络的辅助设施。美国的互联网公司已经建立起以数据中心为核心的全新的互联网架构和服务，在中国，数据中心只是电信运营商网络的辅助设施。

二、中国及上海互联网发展的背景情况

截至2018年6月，中国国际出口带宽为8，826，302Mbps，其中2018年半年增长率为20.6%。目前中国主要骨干网络国际出口带宽数如下，其中中国电信占比50%左右。

（一）国家级互联网骨干直联点情况

到目前为止，为了网间互联互通，先后建立了三批国家级互联网骨干直联点。其中第一批（北京、上海、广州3个）目前承担着网间互联的大部分任务，第二批（成都、郑州、武汉、西安、沈阳、南京、重庆7个）、第三批（杭州、贵阳·贵安、福州3个）主要承担省内网间互联。

（二）中国数据中心发展出现几个趋势

一是超大规模数据中心越来越靠近用户。大型数据中心设施将关键基础设施和应用部署到客户附近，互联网巨头将继续以超大规模数据中心的形式建立更高水平的计算能力。

二是“区域数据中心”将逐渐出现。围绕5G的讨论如今仍在持续，但为了实现低于1毫秒延迟的承诺，它将需要一个可扩展、弹性和容错的分布式云计算环境。这就是本地化微数据中心将为超快速延迟提供帮助，为5G提供商及其客户提供高水平的连接和可用性。

各级数据中心之间流量交互将高速增长，引入新型互联交换中心成趋势。

（三）上海互联网行业发展情况

一是上海互联网行业正在以20%以上的增长率高速增长。上海市互联网重点企业业务收入达1475.1亿，同比增长21%，其中基础服务业务收入达283亿，同比增长3.3%，在互联网业务总收入占比中达到19.2%，其中互联网接入服务达到126.6亿，占互联网基础业务收入占比比重44.7%，其中互联网重点企业完成应用服务业务收入1192.1亿，同比增长26.1%，上海市互联网企业达到82家，总市值为1.1万亿。已经建成88个IDC机房，已经建成IDC机房，已使用机架68.1%。带宽接入占比悬殊，电信占比 45.45%，鹏博士占比仅0.65%。

二是上海各IDC、教育科技等专业网中心之间存在巨量的交互需求。在建11个IDC机房情况，合计74926平方，设计机架31582个。

三、新型互联网交换中心概念和发展趋势

（一）什么是新型互联网交换中心？

新型互联网交换中心（Internet Exchange Point）是不同电信运营商之间为连通各自网络而建立的集中交换平台，新型互联网交换中心在国外简称IX或IXP，一般由第三方中立运营，是互联网的重要基础设施，境外知名IX有AMS-IX、HKIX（香港互联网交换中心）、Equnix IX等。

由政府主导，在2000年代初期在北京、上海、广州建立了为几大国有运营商为主要服务对象的互联网交换中心（NAP），但是因为国内主流电信运营商之间互联主要采用直连模式，而非通过交换中心进行流量交流。主要用于运营商与教育网、科技网等之间流量交换。

自2014年开始，为促进国内主流运营商之间的互联互通，政府批准在南京、重庆、西安等多个城市建立网间直联点，但是仍然以运营商之间直连为主，互联网交换中心未成为主流。

自2018年起，工信部先后调研了广东、宁夏、浙江、雄安等多地，推进国家互联网交换中心的建设，并有可能结合我国现有的体制，由一家国有企业来展开运营，依托当地管局进行管理。

2019年8月底，工信部组织了相关管理部门、研究机构、行业学会、运营商、互联网企業以及行业专家，对国家新型互联网交换中心建设实施方案进行了评审。

2019年10月20日，工业和信息化部与浙江省人民政府在浙江乌镇召开部省合作推进工业互联网发展联席会议。会上，全国第一个国家（杭州）新型互联网交换中心揭牌。但截至目前，新型互联网交换中心尚未建成。

深圳前海、武汉、宁夏中卫（亚马逊数据中心中国所在地）这3个试点城市有可能会下一步获批，内蒙古和河北雄安也在申请。

（二）新型互联网交换中心发展趋势

通过互联网交换中心进行网络流量交换，具有“一点接入、多方互通”的特点，数据交换将不再通过运营商绕转，能够直接做到网间互联互通。这不仅是国际的主流，也必然将会是国内互联网未来发展的趋势。

特点一：自由交换。让CP ISP的流量都接入进来，自由的进行交换。

特点二：主要客户构成。包括中小型 ISP（广电、鹏博士、长城宽带等）、ICP内容服务商、CDN 企业、公有云服务商。

特点三：各参与方积极性不一。大互联网公司表现积极，希望推动全国建设，如果是个别省内建设交换中心对他们影响不大。

特点四：国际趋势变化。在国际上的情形和中国恰好相反，本来也由运营商口控制的流量交换，逐步开始由谷歌、Facebook等大公司来掌控。

四、新型互联网交换中心建设契机、研究和探索

（一）上海建设国家新型互联交换中心的契机

2019年7月27日，国务院印发《中国（上海）自由贸易试验区临港新片区总体方案》，标志着中国（上海）自由贸易试验区临港新片区正式设立。在临港新片区建设新型互联网交换中心有着天然优势，三家运营商在临港新片区均设有海缆登陆机房，同时在临港已有或者计划设立全国型大型IDC机房。

2020年4月《中国（上海）自由贸易示范区临港新片区通信基础设施规划》发布，临港新片区管委会建设新型互联网交换中心、离岸数据中心意愿强烈，旨在为新片区提供国际出口直连，提高入驻企業感知。争取在新片区建设国际互联网数据通道、争取开展新型互联网交换中心试点工作、开展离岸数据中心业务的可行性研究。

（二）新型互联网交换中心建设方案

在骨干直联点的基础上，通过设立区域互联网交换中心实现上海境内更多的互联主体（互联网企业、云服务商、各级电信运企业、内容加速服务商等）的互联互通，以提升网络效益、降低互联成本。

新型互联网交换中心建设初期，以解决上海境内本地流量疏导为主，负责境内CP＼ISP接入，疏导流量达到400Gbps-1000Gbps，试运行期1-2年。中远期，实现全国其他新型互联网交换中心之间高速互联，逐步向全国范围拓展，流量疏导规模将达到nTbps量级。

新型互联网交换中心网络结构

（三）新型互联网交换中心运营方式

采用“政府指导下的企业建设运营模式”，由国有企业建设，交换中心建设费用考虑由市政府和企业共同承担，建设初期新型互联网交换中心运营费用由政府补贴。

（四）新型互联网交换中心结算模式

新型互联网交换中心采用端口费、与交换费两种模式进行结算。端口费为交换中心接入端口的建设成本;交换费采用“市场定价机制，结算价格根据互通网络规模、业务性质及相互间需求差异经由双方协商确定”。

（五）新型互联网交换中心盈利点

新型互联网交换中心存在诸多赢利点，包括不限于以下几种服务内容：

一是流量服务。接入企业端口费按照CP和ISP流量结算运维管理费、国际出口流量结算。

二是增值服务。流量分析、安全检测、IPv4/IPv6地址转换服务等。

三是建设小规模IDC。建设附属小型IDC，客户只需要接入交换中心就可以实现与3家电信企业的接入。

四是跨域VPN服务。为金融、证券等行业，对安全、时延要求较高企业提供全国数据专线。

（六）建设新型互联网交换中心可能对电信运营商影响

一是中国移动对中国电信、中国联通网间结算费用降低。原移动、电信、联通之间流量仍通过骨干直联点互通，采用不对称结算，但通过交换中心，移动可增加接入网外资源的途径，减少网间结算，可节约互联互通结算费用数亿每年。

二是对三家基础电信企业IDC带宽收入下降，单位带宽价值的下降。方案实现后，交换中心采用端口费、与交换费两种模式。其中，端口费为交换中心接入端口的建设成本;交换费采用“市场定价机制，结算价格根据互通网络规模、业务性质及相互间需求差异经由双方协商确定”。在后期运营过程中，考虑到政府为保护民营企业的利益，导致单带宽价值下降，影响运营商既有接入利益。

三是可能造成三家基础电信企业IDC网内客户的流失。方案实现后，各CP、ISP将更多采用自建IDC接入IXP，会造成各家运营商IDC网内客户流失。

五、展望与结语

建设新型互联网交换中心的关键点，就是构建多方共赢合作共赢模式，才能实现可持续发展。充分发挥一点接入，多点互通的优势，来提供接入方的服务，实现各方共赢，而不是简单压降带宽价值，发展初期限定地域范围，限定接入用户范围，尽量降低对现有市场规则的冲击，提高三家基础电信企业参与积极性。建设初期交换中心的互联各方，可根据各自的业务需要接入交换中心，在带宽规模、结算价格上基于互联双方的平等协商、对等结算。

相信在国家大力推进5G建设、数据中心等新基建的浪潮下，构建高效合理的互联网架构，更加有利于及时应对错综复杂的国际竞争形势，提升中国基础电信运营企业、中国互联网企业的综合竞争力。

参考文献：

[1]王一雯 张爱丽 张子飞 关鑫 薛雪. 国内外互联网交换中心发展现状及影响研究[J]. 信息通信技术与政策，2019，（12）：13-16.

[2]程伟. 关于国内互联网交换中心发展的思考 [J] .电脑知识与技术，2017（22）：52-53，58

作者简介：

李韩军，上海市通信管理局信息通信发展处高级工程师，硕士学位，主要研究方向：5G移动通信、传送网、互联网新技术;

秦岭，上海市通信管理局信息通信发展处四级调研员，硕士学位，主要研究方向：5G移动通信、电信业监管政策研究;

孙筱和，临港新片区管委会高新处副处长，硕士学位，主要研究方向：高新技术产业发展及成果转化，工业互联网。