Qu'est-ce qu'un point d'échange Internet ? | Comment fonctionnent les IXP ?

Qu'est-ce qu'un point d'échange Internet ?

Un point d'échange Internet (IXP) est un emplacement physique par lequel les entreprises d'infrastructure Internet telles que les fournisseurs d'accès Internet (FAI) et les CDN se connectent les unes aux autres. Ces sites se trouvent à la "périphérie" des différents réseaux et permettent aux fournisseurs de réseaux de partager le transit en dehors de leur propre réseau. En étant présentes à l'intérieur d'un emplacement IXP, les entreprises peuvent raccourcir leur chemin vers le transit provenant d'autres réseaux participants, réduisant ainsi la latence , améliorant le temps d'aller-retour , et réduisant potentiellement les coûts.

Comment fonctionne un point d'échange Internet ?

À la base, un IXP est essentiellement un ou plusieurs sites physiques contenant des commutateurs de réseau qui acheminent le trafic entre les différents réseaux membres. Par le biais de diverses méthodes, ces réseaux partagent les coûts de maintenance de l'infrastructure physique et des services associés. De la même manière que des coûts sont accumulés lors de l'expédition de marchandises via des sites tiers, par exemple via le canal de Panama, lorsque le trafic est transféré entre différents réseaux, ces derniers facturent parfois la livraison. Pour éviter ces coûts et d'autres inconvénients liés à l'envoi de leur trafic sur un réseau tiers, les entreprises membres se connectent entre elles via un IXP afin de réduire les coûts et la latence.

Les IXP sont de grands réseaux locaux de niveau 2 (du modèle de réseau OSI ) qui sont construits avec un ou plusieurs commutateurs Ethernet interconnectés ensemble à travers un ou plusieurs bâtiments physiques. Le concept de base d'un IXP n'est pas différent de celui d'un réseau domestique, la seule véritable différence étant l'échelle. La taille des IXP peut varier de quelques centaines de mégabits/seconde à plusieurs térabits/seconde de trafic échangé. Indépendamment de leur taille, leur objectif principal est de s'assurer que les routeurs de nombreux réseaux sont connectés ensemble de manière propre et efficace. En comparaison, à la maison, une personne n'a normalement qu'un seul routeur et plusieurs ordinateurs ou appareils mobiles.

Au cours des vingt dernières années, on a assisté à une expansion majeure des interconnexions de réseaux, parallèlement à l'énorme expansion de l'Internet mondial. Cette expansion comprend le développement de nouveaux centres de données pour héberger les équipements de réseau. Certains de ces centres de données ont attiré un nombre considérable de réseaux, en grande partie grâce aux points d'échange Internet florissants qui y opèrent.

Pourquoi les points d'échange Internet sont-ils importants ?

Sans les IXP, le trafic allant d'un réseau à un autre dépendrait potentiellement d'un réseau intermédiaire pour transporter le trafic de la source à la destination. Ces réseaux sont appelés fournisseurs de transit. Dans certaines situations, cela ne pose aucun problème : c'est ainsi qu'une grande partie du trafic Internet international circule, car il est trop coûteux de maintenir des connexions directes avec tous les FAI du monde. Cependant, le fait de s'appuyer sur un FAI dorsal pour acheminer le trafic local peut nuire aux performances, parfois parce que l'opérateur dorsal envoie des données à un autre réseau dans une ville complètement différente. Cette situation peut conduire à ce que l'on appelle le trombonisme, où, dans le pire des cas, le trafic d'une ville destiné à un autre FAI de la même ville peut parcourir de vastes distances pour être échangé, puis revenir. Un CDN avec une présence IXP a l'avantage d'optimiser le chemin par lequel les données circulent au sein de son réseau, réduisant ainsi les chemins inefficaces.

BGP, le protocole de base de l'Internet

Les réseaux communiquent entre eux en utilisant le protocole BGP (Border Gateway Protocol).Ce protocole permet aux réseaux de faire une distinction nette entre leurs exigences internes et leurs configurations en périphérie du réseau. Tous les échanges de trafic au niveau des IXP utilisent BGP.

Comment les fournisseurs partagent-ils le trafic entre les différents réseaux ?

Transit

L'accord entre un client et son fournisseur en amont. Un fournisseur de transit fournit à ses clients une connectivité complète au reste de l'Internet. Le transit est un service payant. Le protocole BGP est utilisé pour permettre aux adresses IP du client d'être annoncées vers le fournisseur de transit et ensuite vers le reste de l'Internet mondial.

Peering

L'arrangement qui permet aux réseaux de partager les adresses IP sans intermédiaire entre eux. Aux points d'échange Internet, le transfert de données entre les réseaux membres n'entraîne généralement aucun coût. Lorsque le trafic est transféré gratuitement d'un réseau à l'autre, la relation est appelée "peering sans règlement".

Peering et transit payant

Malheureusement pour certains réseaux, le transfert de données n'est pas toujours gratuit. Par exemple, les grands réseaux ayant une part de marché relativement égale sont plus susceptibles de s'échanger des données avec d'autres grands réseaux, mais peuvent faire payer le service d'échange de données aux petits réseaux. Dans un même IXP, une entreprise membre peut avoir des accords différents avec plusieurs membres différents. Dans ce cas, une entreprise peut configurer ses protocoles de routage pour s'assurer qu'ils sont optimisés pour réduire les coûts ou la latence en utilisant le protocole BGP.

Depeering

Au fil du temps, les relations peuvent changer, et parfois les réseaux ne veulent plus partager l'interconnexion gratuite. Lorsqu'un réseau décide de mettre fin à son accord de peering, il passe par un processus appelé "depeering". Le dépeçage peut se produire pour diverses raisons, par exemple lorsqu'une partie profite plus que l'autre en raison de mauvais rapports de trafic, ou lorsqu'un réseau décide simplement de commencer à faire payer l'autre partie. Ce processus peut être très émotionnel et un réseau éconduit peut perturber intentionnellement le trafic de l'autre partie une fois que la relation d'échange de trafic a pris fin.

Comment les IXP utilisent-ils BGP ?

À travers le réseau local d'un IXP, différents fournisseurs sont en mesure de créer des connexions individuelles en utilisant le protocole BGP. Ce protocole a été créé pour permettre à des réseaux disparates d'annoncer leurs adresses IP les uns aux autres, ainsi que les adresses IP auxquelles ils ont fourni de la connectivité en aval (c.-à-d. leurs clients). Une fois que deux réseaux ont établi une session BGP, leurs routes respectives sont échangées et le trafic peut circuler directement entre eux.

Interconnexion IXP ou PNI

Deux réseaux peuvent considérer que leur trafic est suffisamment important pour qu'ils souhaitent quitter l'infrastructure partagée d'un IXP et passer à une interconnexion dédiée entre les deux réseaux. Une PNI (Private Network Interconnect) est simplement une connexion en fibre noire (normalement dans un seul centre de données ou bâtiment) qui connecte directement un port du réseau A à un port du réseau B. Le BGP est presque identique à une configuration de peering IXP partagée.