Internet结构和ISP

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把关系比较密集的,在一个运营商的网络,比如中国教育科研网,有交换设备、主机、链路,这个子系统我们称为ISP网络。互联网就是由这些ISP网络通过网络互联设备,就是路由器,构建而成的。ISP网络中还包括很多小的ISP网络。是网络的网络。


互联网结构:网络的网络

  • 端系统通过接入ISPs(Internet Service Providers)连接到互联网

    • 住宅、公司和大学的ISPs
  • 接入ISPs相应的必须是互连的

    • 因此任何2个端系统可相互发送分组到对方
  • 导致的“网络的网络”非常复杂

    • 发展和演化是通过经济的和国家的政策来驱动的


问题:

给定数百万接入ISPs,如何将它们互联在一起

方案1:将每两个ISPs直接相连,那么就会有 n(n – 1) / 2 = O(n²)的连接 –>这个方案不可拓展

方案2:

选项:将每个接入ISP都连接到全局ISP(全范围内覆盖)?

客户ISPs和提供者ISPs有经济合约

竞争:但如果全局ISP是有利可为的业务,那会有竞争者

合作:通过ISP之间的合作可以完成业务的扩展,肯定会有互联,对等互联的结算关系

【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,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】

【对等ISP互联可以通过IXP或者peering link(对等连接——我出一条线,你出一条线,接在一起)的方式】

然后业务会细分(全球接入和区域接入),区域网络将出现,用与接入ISPs连接到全局ISPs

然后内容服务提供商网络(Internet Content Providers,e.g.,Google,Microsoft,Akamai)可能会构建它们自己的网络,将它们的服务、内容更加靠近端用户,向用户提供更好的服务,减少自己的运营支出

【ICP是提供业务的,如百度、谷歌,ISP是提供网络接入的。ISP收费贵,运营商ICP可以通过布置自己的DC(数据中心机房)来降低成本。】

在网络的最中心,一些为数不多的充分连接的大范围网络(分布广、节点有限、但是之间有着多重连接)

  • “tier-1″ commercial ISPs,国家或者国际范围的覆盖
  • content provider network:将它们的数据中心接入ISP,方便周边用户的访问;通常私有网络之间用专网绕过第一层ISP和区域


Internet结构:network of networks

  • 松散的层次模型

  • 中心:第一层ISP

    (如UUNet,BBN/Genuity,Sprint,AT&T)国家/国际覆盖,速率极高
    • 直接与其他第一层ISP相连(通过peer或者IXP互联)
    • 与大量的第二层ISP和其他客户网络相连

  • 第二层ISP:更小些的(通常是区域性的)ISP

    • 与一个或多个第一层ISPs,也可能与其他第二层ISP(最终是通过合作,拓展用户范围)

  • 第三层ISP与其他本地ISP

    • 接入网(与端系统最近)


互联网结构:网络的网络

  • 很多内容提供商(如:Google)可能会部署自己的网络,连接自己的在各地的DC(数据中心),走自己的数据
  • 连接若干local ISP和各级(包括一层)ISP,更加靠近用户


ISP之间的连接

1. POP:高层ISP面向客户网络的接入点,涉及费用结算(上级和下级的关系,不对等)【高层ISP接入底层的ISP】

    • 如一个低层ISP接入多个高层ISP,多宿(multi home)

2. 对等接入:2个ISP对等互联,不涉及费用结算

3. IXP:多个对等ISP互联互通之处,通常不涉及费用结算

    • 对等接入

4. ICP自己部署专用网络,同时和各级ISP连接



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