什麼是網際網路交換點？| IXP 如何運作

什麼是網際網路交換點？

網際網路交換點 (IXP) 是一個實體位置，諸如網際網路服務提供者 (ISP) 和 CDN 之類的網際網路基礎結構公司可以透過位置相互連接。這些位置存在於不同網路的「邊緣」，並允許網路提供者在自己的網路之外共用傳輸。透過在 IXP 位置內開展業務，公司能夠縮短從其他參與網路到傳輸的路徑，從而減少延遲，縮短來回時間，並可能降低成本。

網際網路交換點如何運作？

IXP 的核心本質上是一個或多個實際位置，其中包含在不同成員網路之間路由流量的網路交換器。這些網路透過各種方法分擔維護實體基礎結構和相關服務的成本。與透過第三方地點（例如透過巴拿馬運河）運輸貨物時產生的成本類似，當流量透過不同的網路傳輸時，有時這些網路會收取遞送費用。為了避免這些成本以及與透過第三方網路傳送流量相關的其他缺點，成員公司透過 IXP 相互連接，以降低成本並減少延遲。

IXP 是大型第 2 層 LAN（ OSI 網路模型），由一個或多個乙太網路交換器在一個或多個實體建物中互連構建。IXP 在基本概念上與家庭網路沒有什麼不同，唯一真正的區別是規模。IXP 交換流量的範圍可以從每秒數百 MB 到每秒多個 TB。無論規模如何，它們的主要目標是確保許多網路的路由器乾淨有效地連接在一起。相比之下，在家裡，人們通常只有一個路由器和多台電腦或行動裝置。

在過去的二十年裡，網路互連出現了重大擴展，與全球網際網路的巨大擴展同步進行。此次擴展包括正在開發用於容納網路設備的新資料中心設施。其中一些資料中心吸引了大量的網路，這在很大程度上是由於其中運作的蓬勃發展的網際網路交換點。

為什麼網際網路交換點很重要？

如果沒有 IXP，從一個網路到另一個網路的流量可能會依賴中繼網路將流量從來源傳輸到目的地。這些稱為轉接提供者。在某些情況下，這樣做沒有問題：這是大部分國際網際網路流量的流動方式，因為與世界上每個 ISP 維持直接連線的成本過高。但是，依賴骨幹 ISP 來承載本地流量可能會對效能產生不利影響，有時是由於骨幹電訊廠商需要將資料傳送到位於不同城市的另一個網路。這種情況可能導致所謂的長號效應，在最壞的情況下，從一個城市發往同一城市另一 ISP 的流量，可能要經過很遠的距離進行交換，然後再次傳回。具有 IXP 業務的 CDN 能夠最佳化資料在其網路中流動的路徑，從而減少低效的路徑。

BGP，網際網路的骨幹通訊協定

網路使用 BGP（邊界閘道通訊協定）相互通訊。該通訊協定允許網路在其內部要求和網路邊緣設定之間清晰地劃分。IXP 上的所有對等互連都使用 BGP。

提供者如何在不同網路之間共用流量？

轉送

客戶與其上游提供者之間的協議。轉送提供者為其客戶提供與網際網路其餘部分的完全連線。轉送是一項付費服務。BGP 通訊協定用於允許向轉送提供者宣告客戶 IP 位址，然後再向全球網際網路的其餘部分宣告。

對等互連

網路之間不需要中繼就可以共用 IP 位址的安排。在網際網路交換點，在成員網路之間傳輸資料基本上沒有成本。當流量從一個網路免費傳輸到下一個網路時，這種關係稱為免結算對等互連。

對等互連與付費轉送

不幸的是，對於某些網路來說，傳輸資料並非始終沒有成本。例如，市場份額相對相等的大型網路更有可能與其他大型網路對等，但可能會向小型網路收取對等互連服務費用。在單個 IXP 中，一個成員公司可能與多個不同的成員有不同的安排。在這種情況下，公司可以設定其路由通訊協定，確保它們使用 BGP 通訊協定進行最佳化，以降低成本或減少延遲。

Depeering

隨著時間的推移，關係可能會發生變化，有時網路不再希望共用免費的互連。當一個網路決定結束其對等互連安排時，它們會經歷一個稱為 depeering 的過程。Depeering 可能由於多種原因而發生，例如由於流量比率不佳而導致一方比另一方受益更多時，或者當一個網路簡單決定開始向另一方收費時。這個過程可能非常情緒化，一旦對等互連關係終止，被拋棄的網路可能會故意擾亂另一方的流量。

IXP 如何使用 BGP？

在 IXP 的本地網路中，不同的提供者能夠使用 BGP 通訊協定建立一對一連線。建立此通訊協定是為了允許不同的網路相互宣告其 IP 位址以及它們為下游（即其客戶）提供連線性的 IP 位址。一旦兩個網路設定 BGP 工作階段，它們各自的路由就會交換，流量可以直接在它們之間流動。

IXP 或 PNI 互連

兩個網路可能認為它們的流量足夠重要，以至於它們希望從 IXP 的共用基礎結構移動到兩個網路之間的專用互連。PNI（私人網路互連）是一種暗光纖連線（通常在單個資料中心或建築物內），它直接將網路 A 上的連接埠與網路 B 上的連接埠連接起來。BGP 與共用 IXP 對等互連設定幾乎相同。