Точка обмена интернет-трафиком (IXP) – это физическое здание, через которое компании инфраструктуры интернета, такие как поставщики интернет-услуг (ISP) и CDN, соединяются друг с другом. Эти места существуют на «краю» различных сетей, и позволяет провайдерам обмениваться трафиком за пределами своей сети. Благодаря присутствию внутри точки обмена интернет-трафиком, компании могут сократить путь транзита из других участвующих сетей, тем самым сокращая задержки, улучшая время в пути туда и обратно и потенциально снижая затраты.
Как работает точка обмена данными в интернете
По своей сути IXP – это одно или несколько физических расположений, содержащих сетевые коммутаторы, которые маршрутизируют трафик между различными сетями-членами. С помощью различных методов эти сети совместно покрывают расходы на поддержание физической инфраструктуры и связанных с ней услуг. Аналогично тому, как начисляются расходы при перевозке грузов через сторонние пункты, когда трафик передается через различные сети, иногда эти сети взимают деньги за доставку. Чтобы избежать этих затрат и других недостатков, связанных с отправкой трафика через стороннюю сеть, компании-члены связываются друг с другом через IXP, чтобы сократить расходы и уменьшить задержки.
IXP являются большими LAN уровня 2 (модели сети OSI), которые построены с одним или многими коммутаторами Ethernet, соединенными вместе через одно или несколько физических зданий. IXP ничем не отличается в базовой концепции от домашней сети, с единственной реальной разницей в масштабе. Точки обмена трафиком могут варьироваться от 100мб/с до многих тб/с. Независимо от размера, их основная цель состоит в том, чтобы убедиться, что маршрутизаторы многих сетей соединены вместе чисто и эффективно. Для сравнения, дома у кого-то обычно есть только один маршрутизатор и много компьютеров или мобильных устройств.
За последние двадцать лет произошло значительное расширение сетевых соединений, параллельно с огромным расширением глобального интернета. Это расширение включает в себя новые объекты центра обработки данных, разрабатываемые для размещения сетевого оборудования. Некоторые из этих центров обработки данных привлекли огромное количество сетей, в немалой степени благодаря процветающим точкам обмена данными интернет-трафиком, которые работают в них.
Почему важны точки обмена интернет?
Без IXP трафик, идущий от одной сети к другой, полагался бы на промежуточную сеть для переноса трафика от источника до назначения. Они называются транзитными поставщиками. В некоторых ситуациях нет никаких проблем с этим: это то, как большая часть международного интернет-трафика течет, поскольку поддержание прямых соединений с каждым провайдером в мире стоит непомерно дорого. Однако использование магистрального интернет-провайдера, для передачи локального трафика, может отрицательно сказаться на производительности, иногда из-за магистрального оператора, отправляющего данные в другую сеть в совершенно другом городе. Эта ситуация может привести к тому, что известно, как тромбонинг, где в худшем случае трафик из одного города, предназначенного для другого провайдера в том же городе, может проделывать огромные расстояния для обмена, а затем вернуться. CDN с присутствием IXP имеет преимущество оптимизации пути, через который проходят потоки данных в его сети, сокращая неэффективные пути.
BGP, магистральный протокол интернета
Сети общаются друг с другом с помощью протокола BGP (Border Gateway Protocol). Этот протокол позволяет сетям четко разграничивать внутренние требования и конфигурации сети. Все пиринги на IXP используют BGP.
Как поставщики делят трафик между различными сетями?
Транзит
Соглашение между клиентом и его вышестоящим поставщиком. Транзитный провайдер предоставляет своим клиентам полное подключение к остальной части интернета. Транзит – платная услуга. Протокол BGP используется, чтобы позволить IP-адресам клиента быть объявленными к транзитному провайдеру и затем к остальной части глобального сети.
Пиринг
Соглашение между провайдерами на совместное использование IP-адреса, без посредника между ними. В пунктах обмена интернет-трафиком затраты, на передачу данных между участвующими сетями, отсутствуют. Когда трафик передается бесплатно из одной сети в другую, связь называется пирингом.
Пиринг против оплачиваемого транзита
К сожалению, для некоторых сетей, передача данных не всегда без затрат. Например, крупные сети с относительно равной долей рынка с большей вероятностью будут взаимодействовать с другими крупными сетями, но могут взимать плату за услуги пиринга с меньших сетей. В одном IXP компания-член может иметь различные договоренности с несколькими различными членами. В подобных случаях компания может настроить протоколы маршрутизации таким образом, чтобы обеспечить оптимизацию для снижения затрат или задержки с помощью протокола BGP.
Deepering
Со временем отношения могут меняться, и иногда сети больше не хотят делиться бесплатным соединением. Когда сеть решает закончить их пиринговое расположение, они проходят через процесс, называемый deepering. Депиринг может произойти по целому ряду причин, таких как, когда одна сторона выигрывает больше, чем другая из-за плохих коэффициентов трафика, или когда сеть просто решает начать взимать деньги с другой стороны. Этот процесс может быть очень эмоциональным, и отвергнутая сеть может намеренно нарушить трафик другой стороны после прекращения пиринговых отношений.
На видео: Можно ли поломать интернет?
Как IXP использует BGP
Через локальную сеть IXP, различные провайдеры в состоянии создать индивидуальные соединения с помощью протокола BGP. Этот протокол был создан, чтобы позволить разрозненным сетям объявлять свои IP-адреса друг другу, плюс IP-адреса, которые они предоставили подключение к нисходящим (т. е. их клиентам). Как только две сети настроили сеанс BGP, их маршруты меняются и трафик может протекать непосредственно между ними.
Соединение IXP или PNI
Две сети могут считать свой трафик достаточно важным, чтобы перейти от общей инфраструктуры точки обмена интернет-трафиком к выделенному соединению между двумя сетями. PNI (соединение частной сети) – это просто темное оптоволоконное соединение (обычно в пределах одного центра обработки данных или здания), которое напрямую соединяет порт в сети A с портом в сети B. BGP почти идентичен общей настройке пиринга IXP.
