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      中國互聯網骨干網詳解,國外互聯網骨干網互聯互通現狀

      發布時間:2020-04-24 12:00:47 ??文章來源:CDN高防 ??作者:錢文奇
      本文由錢文奇編輯,關鍵詞:中國互聯網骨干網,中國骨干網,互聯網骨干網,國,標題:中國互聯網骨干網詳解,國外互聯網骨干網互聯互通現狀,主要內容講解的是:骨干網(Backbone Network)是用來連接多個區域或地區的高速網絡。每個骨干網中至少有一個和其他骨干網進行互聯互通的連接點。不同的網絡供應商都擁有自己的骨干網,用以連接其位于不同區
      互聯網骨干網(Internet Backbone Provider,IBP),主要指國家級互聯網業務提供商(Internet Service Provider, ISP),即在全國范圍內擁有骨干網的互聯網服務提供商,包括第一級骨干網(Tier1 ISP)和第二級骨干網(Tier2 ISP)。
      這些骨干網是國家批準的可以直接和國外連接的互聯網。其他有接入功能的ISP想連到國外都得通過骨干網。“骨干網”通常是用于描述大型網絡結構時經常使用的詞語。骨干網一般都是廣域網:作用范圍幾十到幾千公里。
      因特網實際上是相互連接在一起形成網狀的許多骨干網。“骨干網”一詞源自NSFNET,這是一種用于早期研究的網絡,該網絡由美國國家科學基金會出資興建。它創建了至今仍在使用的分層結構模型。這種模型中,本地服務提供商連接到區域服務,而后者又依次連接到全國或全球的服務提供商。目前,已有許多骨干網相互連接在一起,這就使得任何兩臺主機之間都可通信。此外,許多區域性的網絡避開了骨干網而直接彼此相連。
      因特網的網絡由大量獨立的服務提供商(比如MCI Worldcom、Sprint、Earthlink、Cable and Wireless等)管理。其中包括NSP(網絡服務提供商)、ISP(因特網服務提供商)和交換點。NSP構建全國或全球性的網絡并向區域性的NSP出售帶寬。區域性的NSP接著向本地ISP轉售帶寬。而本地ISP則向終端用戶提供服務方面的銷售與管理。
      互聯網網間互聯方式
      國際通用互聯方式相互聯接和交換信息的方式,稱為互聯網網間互聯方式。按照互聯雙方交換信息的方式不同,互聯網網間互聯方式可分為兩種:一是對等互聯(Peering),二是不對稱互聯(Transit)。
      互聯雙方支付費用的規則或方法,稱為網間互聯結算模式?;ヂ摼W網間互聯結算模式大致有兩種:一是免費結算模式,即“呼叫者保留全部收入”(SenderKeepsAll,SKA)或“開票但不收費”(Bill and Keep) ;二是付費結算模式(Settlement)。
      互聯網上大部分流量都在用戶和網站之間傳輸。大體來說,從用戶到網站的流量相對很?。匆缶W站傳輸內容的請求),而從網站到用戶的流量卻很大(網站提供的內容)。這就意味著,在很多情況下流量交換的發起者只用了總流量的很小部分,而網站只是提供服務卻是大部分流量的來源?;ヂ摼W運營商并不能提供一個統一的信息服務,網絡傳遞信息的基本單位是所謂的分組(packet),運營商從其所傳送的分組中并不能準確分辨誰是受益方,因此無法確定所傳送數據的價值,也就不能滿足采用傳統電信網結算體系的先決條件。另外,互聯網上的大部分應用都是不對稱的。例如,一個簡單的文件傳輸請求可能在反方向上產生大量的通信量。這種不對稱的通信方式也為網間結算帶來了困難。再有,與電話服務不同,互聯網的路由是動態的,傳輸路徑可能經由不同的網絡,網絡本身在分組到達之前,并不知道有這個通信需求,因此計費也就無從著手,因此互聯網并不適合采用傳統的電信網結算模式。
      1.對等互聯(Peering)
      根據SKA協議,對等互聯雙方無需結算。對等互聯存在的前提就是互聯對雙方的利益相當,能省去繁瑣的流量紀錄,節省成本。對等互聯雙方須滿足一定的對等互聯條件,衡量網絡規模需要考察諸如地理覆蓋范圍、容量、業務流量及用戶數量等。雙方在利益均衡的基礎上達成對等互聯協議,是完全互惠互利的商業行為。
      對等互聯還可根據物理連接方式的不同進一步分為兩種形式,一是公共對等互聯(PublicPeering);二是專用對等互聯(PrivatePeering)。前者指多個網絡間的對等互聯關系,各骨干網經營者簽署并遵守多邊協議。這種互聯方式一般發生在公共交換點。后者則是指兩個網絡間的對等互聯關系,兩個骨干網經營者間簽署并遵守雙邊協議。這種互聯方式既可以在公共交換點上進行,也可以是兩個經營者通過自己的電路直接相聯來實現。
      2.不對稱互聯(Transit)
      在此模式下,一個骨干網為了進行互聯向另一個骨干網付費,雙方實力相差懸殊,一方面小ISP不能也不需要建立全網狀網連接,另一方面大ISP有足夠多的路由來滿足小ISP的需求,常見于上級ISP與下級ISP之間和國外互聯網與國內互聯網之間的互聯。提供服務的一方有義務向另一方開放全部路由,即業務是完全穿透的,可以透過轉接方進入其它骨干網。這是一種典型的“提供者—用戶”的商務關系,用戶(通常是較小的網絡運營商)通過向提供者(通常是較大網絡運營商)支付轉接互聯費以購買業務,實現對其它互聯網的訪問。
      3.部分對等互聯(PartialPeering)
      部分對等互聯是指一方ISP只用自己的部分網絡與另一方ISP建立對等互聯,雙方只需在開放路由的地理位置區域具有相當的網絡規模和實力即可。適用于一方ISP已經在其它地區建立了連接的情況下又需要在特定區域再建立連接的情況,常存在于第二級骨干網之間或第二級與第一級骨干網之間,應用比較靈活。這種方式在南美和歐洲比較盛行。
      4.付費對等互聯(PaidPeering)
      由于歐洲有很多不同類型的ISP,所以常采用有結算的對等互聯方式,即雙邊付費結算模式(BilateralSettlement)。這種模式在結算上對于物理連接成本采用共同承擔的方式,但對于兩網之間的流量差需要通過協議進行測算,同時給予定價,由一方按流量差支付給另一方相應費用?;ヂ撾p方是準“提供商—用戶”關系,網絡之間互為客戶關系。付費對等互聯的結算模式多參照不對稱互聯的結算模式,兩個ISP之間的費率取決于雙方的規模(衡量的標準包括用戶數、流量、骨干網容量、地理覆蓋范圍和內容網站的數量等等),費率比不對稱互聯方式的費率低,互聯費主要用于對大網進行成本補償(而非形成大網的高額利潤)。
      5.部分不對稱互聯(PartialTransit)
      部分不對稱互聯指的是提供不對稱互聯的ISP只對去往特定方向的流量進行轉接,這種連接方式主要應用于南美。其費率的制定也遵從于普通不對稱互聯的模式。適用于建立互聯的雙方在網絡規模、流量等方面有很大的差距,提供服務的ISP并不開放所有的路由或者接受服務的ISP已經建立了一些連接而只需要部分特殊轉接的情況,ISP可以自由選擇適合自己的路由結構。
      互聯網骨干網互聯互通模式總結
      在因特網中,互聯網骨干網之間的互聯互通有多種模式,我們可以按四種不同的維度來加以區別:
      (1)按照物理連接方式的不同可分為直接互聯和通過交換中心互聯;
      (2)按照互聯雙方交換信息的方式不同可分為不穿透互聯和穿透互聯;
      (3)按照結算模式的不同可分為付費互聯和免結算互聯;
      (4)根據路由開放程度的不同可分為一方對另一方開放部分路由的互聯和一方對另一方開放所有路由的互聯。
      中國互聯網骨干網詳解,國外互聯網骨干網互聯互通現狀
      中國互聯網骨干網:
      目前,中國擁有九大骨干網:
      中國公用計算機互聯網(CHINANET)
      中國科技網(CSTNET)
      中國教育和科研計算機網(CERNET)
      中國金橋信息網(CHINAGBN)
      中國聯通互聯網(UNINET)
      中國網通公用互聯網(CNCNET)
      中國移動互聯網(CMNET)
      中國國際經濟貿易互聯網(CIETNET)
      中國長城互聯網(CGWNET)
      CHINANET八大節點:
      中國電信CHINANET骨干網核心層由北京、上海、廣州、沈陽、南京、武漢、成都、西安等8個城市的核心節點組成。
      核心節點之間為不完全網狀結構。以北京、上海、廣州為中心的三中心結構,其他核心節點分別以至少兩條高速ATM鏈路與這三個中心相連。另外各省還建立了二級節點。
      中國互聯網骨干網詳解,國外互聯網骨干網互聯互通現狀
      北京 是中國電信三大核心節點城市之一,同時也是 ChinaNet骨干網三個國際出口之一,中國電信北方網絡的主節點在北京電信上地機房,現在的北京上地數據中心原來是263機房,后來被電信收購重組為中國電信北京數據中心之一,也是中國電信北方網絡主節點ChinaNet骨干網的交換中樞。
      上海 是中國電信CHINANET骨干網節點,同時也是 ChinaNet骨干網三個國際出口之一,總國際出口帶寬12G;ChinaNet骨干網上海節點和上海本地網絡的互聯帶寬為80G;ChinaNet骨干網上海節點和ChinaNet北京(北方電信)的互聯帶寬為10G;上海電信是中國電信國內長途電信網的重要樞紐節點,也是中國國際通信的三大出口局之一,擁有京滬、北沿海、北沿江、南沿海、滬杭、滬寧等國內長途光纜系統,以及國內衛星通信地球站;是中美、亞歐、亞太、環球、中日、中韓等國際大容量海光纜、陸地光纜系統的重要節點,并建有太平洋、印度洋衛星地球站;上海長信的機房是級別最高的,上海機房中線路不管怎么繞,任何機房最終的出口都在武勝機房和橫浜機房。設有兩臺國際出口路由器,負責與國際i nternet互聯,以及兩臺核心路由器與其他核心節點互聯。個人認為上海在國際出口方面啟到的作用比北就,廣州要大很多。
      廣州 廣州市Internet服務中心于1995年10月1日投入試運行,系統于1996年1月1日正式開通。廣州市Internet服務中心節點作為中國公用互聯網絡服務系統ChinaNET的一個骨干節點,與北京和上海的Internet節點連接,與它們以及其它地區的節點共同構成ChinaNET骨干網。廣州節點是繼北京、上海之后的第三個國際出口,也是廣東乃至全國最大的國際出口之一。
      沈陽 是CHINANET八大節點之一,主要是作為CHINANET在東北地區的網絡中心,在96年開通,由于東北大部分地區都被網通網絡覆蓋,因此CHINANET沈陽節點是八大節點中規模最小的。
      南京 南京電信作為CHINANET的八大節點之一,南京電信擁有富足的網絡資源,與同是八大節點之一的上海電信相比,南京與其他省市之間的骨干網絡擁塞程度較輕,有較大的發展空間。省節點帶寬資源豐厚 (20G),資源利用率適度 ,有較大的發展空間, 兩個標準的 IDC 機房(龍江,苜蓿園)一個在建的超大機房(游府西街),交通極為便利。齊備的機房設施(電力,恒溫,安全)。
      武漢 武漢電信是全國重要的通信樞紐和原中國電信第三大業務領導單位,其綜合通信名列全國省會城市前5位。處于國家骨干通信網8縱8橫一級通信干線中心位置。是中國電信建設的三大高速光纜環網(南環,西環和北環)的交匯中心。武漢熱線數據中心屬華中最大ISP“湖北電信武漢市分公司”,與中國電信(CHINANET)骨干網通過千兆光纖以千兆以太網方式接入主干網。具有高速、直連、高可用性、可擴展性、高安全性。
      成都 成都數據中心是中國電信全國8大節點之一,可支配帶寬資源豐富,與Chinanet骨干網節點帶寬60G,CN2節點帶寬10G.機房內部網絡全部采用千兆連接核心層與匯聚層,雙百兆冗余到接入層的無瓶頸交換式結構,局域網采用千兆與百兆混合交換式可監控網絡,中心網絡設備確保高可靠性架構,做到無單點故障,分支網絡提供冗余設備及線路,可針對客戶數據傳輸,維護的需求提供XDSL,DDN,ISDN等多種接入手段,并能提供與國內Chinanet主要節點城市連接的長途專線。
      西安 是中國公用計算機網絡和中國多媒體信息網絡在西北五省的網絡核心中樞,同時,西安又是西北五省和中國公用計算機網絡(CHINANET)連接的必由之路,擁有最大的網絡傳輸線路。因此,在西安建立的互聯網數據中心(IDC)必將擁有得天獨厚的網絡資源。
      美國和亞洲部分國家互聯網骨干網互聯互通現狀:
      1.美國
      美國六家一級骨干網運營商包括AT&T、Sprint、UUNet、Qwest、C&W和Level3.美國的六家一級ISP公司都是在美國科學基金網時期就發展起來的大型ISP公司,它們在美國反托拉斯法和競爭法的監督下發展起來,在美國構成了競爭充分的互聯網市場,也是世界互聯網的核心地帶和樞紐。
      美國的互聯網發展到今天,網絡結構非常復雜。對等互聯是骨干網之間互聯互通的主要形式,例如最大的UUNET就號稱與全球75家骨干運營商對等互聯。對等互聯所采取的形式多種多樣,有的是在公共的NAP處連接,有的則是通過直聯的方式。但是對于絕大部分互聯網骨干運營商來說,單純依靠對等互聯往往不能滿足要求,而必須采用對等互聯與非對稱互聯相結合的方式。
      互聯網層級結構
      圖1:互聯網層級結構
      如圖中所示,所有第一層骨干網間形成全網狀網對等互聯結構,互相提供免費信息傳輸。第一級骨干網向第二級骨干網出售非對稱互聯,提供穿透服務。第二級骨干網必須購買這樣的服務才能連向整個互聯網。第二級骨干網之間形成部分網狀網對等互聯結構。最下面一層的內容提供商之間則通常不建立對等互聯,只向上級購買不對稱互聯。
      2.日本
      日本的一級Internet骨干網運營商包括NTT、JapanTelecom、KDDI和PowerEdcom四家。日本互聯網絡的特點:(1)寬帶普及率非常高,Internet普及率達到了39%,其中大部分是寬帶用戶;(2)80%的網絡流量都集中在日本國內,國際流量比較??;(3)日本的二級骨干網供應商的網絡規模比較大,特別是軟銀的Yahoo!Broadband達到了48Gbit/s的容量;(4)寬帶應用比較普及,視頻點播、網絡電視等服務非常流行;(5)本地環路價格相對比較便宜,在東京等大都會地區,光纖的價格由于競爭激烈而比較低廉。日本國土面積小、人口集中和寬帶普及率高這三點使得日本網絡流量大部分都集中在一個狹小的區域內。目前,日本有兩個互聯節點,一個在東京,另一個在大阪,日本的一級Internet骨干網運營商在這兩個節點交換所有的網絡流量。日本的運營商基本上是采用雙邊談判的方式來達成互聯協議。在Transit方面,隨著網絡流量的增加,價格急劇下降。
      3.新加坡
      新加坡的一級Internet骨干網運營商主要有三家:SingTel、PacificInternet和StarHub.新加坡政府在發展Internet上的態度與日本相比,比較積極主動,新加坡政府要求SingTel降低本地環路的價格,并鼓勵新運營商發展無線接入技術,然而收效甚微,并沒有能夠培育出繁榮的二級骨干運營商市場。新加坡的互聯網有如下的幾個特點:(1)與日本相反,新加坡只有20%的網絡流量是國內的;(2)新加坡政府在電信網絡上控制較為嚴格,外界很難了解到新加坡Internet骨干網之間具體的互聯互通結構;(3)新加坡的DSL市場基本被SingTel控制,而CableModem市場主要被StarHub控制,兩者之間從目前的資料來看并沒有采取對等互聯的方式;(4)二級骨干網運營商實力比較弱,不足以達到與一級運營商抗衡的水平;(5)相對其它亞洲發達國家來講,新加坡的寬帶普及率較低,加上新加坡政府對網上內容的控制比較嚴格,新加坡缺乏具有一定規模的內容供應商;(6)新加坡的Transit價格較為昂貴;(7)新加坡的本地環路價格昂貴。新加坡沒有真正意義上的對等互聯。新加坡政府與新加坡國立大學共同建立和維護的SingaporeOpen Exchange (SOE)建成之后應者寥寥。有專家認為,本地傳輸線路的價格過高是妨礙新加坡運營商之間達成對等互聯協議的主要原因。
      4.韓國
      韓國的互聯網是一個兩層的架構。一級運營商是KoreanTelecom和Dacom,他們之間通過27.5G的電路對等互聯。二級運營商基本上都是通過向一級運營商購買transit來接入Internet.韓國政府同時還建設有兩個公共交換點。韓國政府對Internet骨干網的互聯互通也沒有具體的規制措施。在2004年12月,韓國政府開始實行“Internet互聯系統(theInternetNetworks Interconnection system)”,該措施規定一級運營商必須向小運營商提供路由信息。該規定在一定程度上保護了小運營商的利益,防止一級運營商的惡意競爭。在此基礎上,韓國政府還規定,一級運營商不得捆綁銷售。在此前,一級運營商往往在銷售transit服務的同時捆綁銷售傳輸線路,這個規定頒布以后,二級運營商可以分別購買transit的服務和傳輸線路。
      5.澳大利亞
      澳大利亞的一級Internet骨干網運營商有4家,分別是Telstra、MCI(原來是OzeMail)、Optus(現為Singtel擁有)和Connect.com(新西蘭電信擁有),其中只有Telstra為澳大利亞政府擁有(國有股份達51%)。Telstra在固定通信領域有超過80%的市場占有率,處于壟斷地位。澳大利亞的主要特點是:(1)澳大利亞是少數幾個政府對于Internet骨干網的互聯互通做出具體規制的國家;(2)澳大利亞政府一頒布這一法令,另外三家ISP(即上述除Telstra之外的三大ISP)即被國外頂級ISP收購,使澳大利亞的互聯網管制中出現了極為特殊的情況,原因是澳大利亞的互聯網市場是對外開放的,而原三家ISP并非澳大利亞國有;(3)二級運營商與一級運營商之間的對等互聯仍然困難重重;(4)澳大利亞一般對用戶采取按照流量計費的方式;(5)缺乏有一定規模的內容供應商;(6)Transit的價格相對較高。盡管澳大利亞對一級骨干網運營商的互聯互通有規制,然而在二級骨干網運營商與一級骨干網運營商之間的互聯互通仍然存在很大的問題。二級互聯網運營商很難滿足一級骨干網運營商的對等互聯條件,從而使互聯互通成為一句空話。其次,由于澳大利亞對于用戶實行按流量計費的方法,因此跨網的流量相對就比較少,也限制了內容供應商的發展。
      國外互聯網骨干網互聯互通現狀分析總結
      盡管各國的具體市場情況不同,經濟制度也不盡一樣,但是我們從中仍然可以總結出一些共性的東西。
      首先,不管是亞洲還是歐美國家,在Internet骨干網的互聯互通問題上,各國基本上仍然采取不規制的管制政策。相較于傳統電話業務,Internet仍然處于技術騰飛的階段,新的業務不斷被開發出來,各國的規制者都普遍擔心過去嚴格的事無巨細的規制手段可能會扭曲市場結構,妨礙技術進步,最終阻礙Internet的發展。美國聯邦通信管理局并沒有制定傳統意義上的復雜的規制措施,然而,市場的運行仍然是有章可循的,反壟斷法的存在迫使骨干網運營商不敢濫用其壟斷優勢。
      其次,競爭是因特網發展的關鍵。各國的案例都說明,只有在因特網骨干網中存在競爭的前提下,這個市場才能健康有序地發展。各國一級運營商的數目均大于等于3,形成了基本的競爭態勢。不論是一級骨干網還是下一級骨干網,參與競爭的運營商越多,網間結算和用戶接入的費用就越低。如果在市場中存在一定數量的、有一定實力的二級運營商,往往會對一級運營商造成強大的壓力,迫使一級運營商降低價格,提高質量,日本的案例就說明了這一點。
      再次,無規制并不代表著自由放任。應該注意到的是,這些經濟發達國家有比較完善的競爭法和反壟斷法,因特網運營商大到兼并重組,小到市場運作無一不受到相關法律的制約。在看到競爭性局面的同時,也要警惕反競爭的行為。雖然這些國家仍然把市場作為解決互聯網之間互聯互通的主要手段,但是對于小運營商,主要還是持保護的態度,防止大運營商濫用其市場優勢。
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