私は最近、インターネットのインフラストラクチャが実際にどのように機能するかについて疑問に思っていました。
インターネットへの接続を提供するインターネットサービスプロバイダー(ISP)があることを知っています。
しかし、私が知らないのは、誰がISPにインターネットを提供するのかということです。 そして、誰が彼らにそれを供給しますか?最終的に私たち全員を結びつける、終わりのないループはありますか?
私は最近、インターネットのインフラストラクチャが実際にどのように機能するかについて疑問に思っていました。
インターネットへの接続を提供するインターネットサービスプロバイダー(ISP)があることを知っています。
しかし、私が知らないのは、誰がISPにインターネットを提供するのかということです。 そして、誰が彼らにそれを供給しますか?最終的に私たち全員を結びつける、終わりのないループはありますか?
回答:
インターネットの歴史について知らない、またこれを説明するオンラインリソースにアクセスできないとします。そして、インターネット基盤がどのように構築されているかを知る唯一の方法は、ルーツに戻ることです。既存のプロトコルを使用して、インターネットの構築方法を発見します。
特に、インターネット制御メッセージプロトコルまたはICMPは、エコー要求とエコー応答を定義します。IPパケットの存続時間を反復ごとに1ずつ増やすことで、ターゲットへのパス上の各次ホップを見つけることができます。これにより、自分とターゲットの間のホップのリストである古典的なtracerouteを取得できます。
Windowsでは、tracert
; を使用できます。LinuxおよびMac OS Xでは、を使用できますtraceroute
。
それでは、ベルギーから米国へのトレースルートを行ってみましょう。Stack Exchangeは良いターゲットのようです。
Tracing route to stackexchange.com [64.34.119.12] over a maximum of 30 hops:
... redacted ...
5 10 ms 12 ms 12 ms te-3-3.car2.Brussels1.Level3.net [212.3.237.53]
6 11 ms 11 ms 15 ms ae-0-11.bar2.Brussels1.Level3.net [4.69.148.178]
7 20 ms 13 ms 15 ms ae-7-7.ebr1.London1.Level3.net [4.69.148.182]
8 16 ms 16 ms 18 ms vlan101.ebr2.London1.Level3.net [4.69.143.86]
9 83 ms 84 ms 87 ms ae-44-44.ebr1.NewYork1.Level3.net [4.69.137.78]
10 84 ms 93 ms 97 ms ae-71-71.csw2.NewYork1.Level3.net [4.69.134.70]
11 87 ms 96 ms 83 ms ae-2-70.edge1.NewYork1.Level3.net [4.69.155.78]
12 84 ms 93 ms 84 ms gig2-0.nyc-gsr-b.peer1.net [216.187.123.5]
13 87 ms 84 ms 85 ms gwny01.stackoverflow.com [64.34.41.58]
14 87 ms 82 ms 87 ms stackoverflow.com [64.34.119.12]
興味深いことに、ベルギー、ロンドン、ニューヨークはすべてLevel3に接続されています。Level3はISPに対するISPとして見ることができ、複数のISPを単純に相互接続します。接続方法の写真を次に示します。
反対の方向、中国に行こう!私が最初に見つけたものは、検索エンジンのBaiduです。
Tracing route to baidu.com [123.125.114.144] over a maximum of 30 hops:
... redacted ...
5 12 ms 10 ms 12 ms ae0.anr11.ip4.tinet.net [77.67.65.177]
6 167 ms 167 ms 167 ms xe-5-1-0.sjc10.ip4.tinet.net [89.149.185.161]
7 390 ms 388 ms 388 ms as4837.ip4.tinet.net [77.67.79.150]
8 397 ms 393 ms 397 ms 219.158.30.41
9 892 ms * 392 ms 219.158.97.13
10 407 ms 403 ms 403 ms 219.158.11.197
11 452 ms 451 ms 452 ms 219.158.15.5
12 * 434 ms 434 ms 123.126.0.66
13 449 ms 450 ms 450 ms 61.148.3.34
14 432 ms 433 ms 431 ms 202.106.43.66
15 435 ms 435 ms 436 ms 123.125.114.144
まあ、そこにある中国のISPについてはあまり情報がありませんが、少なくともTinetは見つかりました。以下は、さまざまなISPとの接続方法を示すサイトの素敵な写真です。
彼らは単に彼らがサービスを提供する世界の関連部分について広がったホップのクラウドを持ち、エンドポイントでISPに接続します。彼らがホップのクラウドを持っている理由は、いくつかのホップが抜け落ちるときの信頼性のためです...
これを数回繰り返すと、すべてがどのように接続されているかを知ることができます。
トレースルーティングで見つかった巨大なネットワークは、ティア1ネットワークとして知られています。
インターネットに参加するネットワークの層を定義する権限はありませんが、層1ネットワークの最も一般的な定義は、IPトランジットを購入したり、決済を支払うことなく、インターネット上の他のすべてのネットワークに到達できるものです。
この定義により、ティア1ネットワークは、他のすべてのティア1ネットワークとピアリングする通過のないネットワークです。ただし、すべての中継不要ネットワークがティア1ネットワークであるとは限りません。ピアリングの代金を支払うか、和解に同意することにより、乗り継ぎなしになることができます。
ティア2およびティア3ネットワークの一般的な定義:
ティア2:一部のネットワークとピアリングしているが、インターネットの少なくとも一部に到達するためにIPトランジットを購入するか、決済を支払うネットワーク。
ティア3:他のネットワークからのトランジットのみを購入してインターネットに到達するネットワーク。
インターネットバックボーンページからティア1ネットワークにクリックスルーすると、現在のティア1ネットワークのリストが表示されます。
- 米国からのAT&T
- 米国からのCogent Communications
- Centurylink(以前のQwestおよびSavvis)の米国
- ドイツのDeutsche Telekom AG
- 米国/イタリアのGTT(旧Tinet)
- 米国からのレベル3通信
- Telecom Italia Sparkle from Italy
- スペインのTelefonica Global Solutions
- 米国のVerizon Business(旧UUNET)
- TeliaSonera International Carrier from Sweden-Finlnd
- 日本からのNTTコミュニケーションズ
- インドからのTata Communications
- フランス産オレンジ
- 米国からのXOコミュニケーション
- アメリカのZayo Group
AOL Transit Data Network (ATDN)
まだティア1ネットワークであるかどうかは不明です。
これらのネットワークは、「ピアリング」として知られるプロセスを介して互いに接続します。ほとんどのトラフィックは、宛先に到達するために少なくとも2つの異なる最上層ネットワークを経由する必要があり、ネットワークはピアリング構成でブリッジされています。これが通常機能する方法は、契約の各関係者が、ネットワーク上の他の関係者のためにxの量のトラフィックをルーティングすることをコミットすることです。通常、これらの取り決めでは、一方が他方よりも多くのデータを送受信している場合を除き、両替は行われません。
大企業は、独自のピアリング関係を手配することもできます。たとえば、Netflixは独自のピアリングおよびネットワークインフラストラクチャを複数のTier 1ネットワークに直接配置しているため、トラフィックは安価で、米国の人気のある各ISPのエンドユーザーにより近くなっています。
ピアリングに関するこのウィキペディアのページを参照してください。
これらのページにはもっと読むべきことがたくさんあります。この答えは一般的な考え方を示しており、すべての詳細を発見することは読者の課題として残されています。以下のコメントで、このテーマに関する質問をすることができます...
基本的にトムが説明したように。彼の言葉を一般化するために、相互に接続するインターネットバックボーンがいくつかあります。ISPはこれらのインターネットバックボーンと連携して、帯域幅をユーザーに販売します。インターネットは何百万ものサーバーで構成されているため、実際にインターネットを所有している人はいません。ただし、一部のWebサイトおよびサーバーへの複数の人々のインターネット接続に大きな中断を引き起こす可能性のある中央ハブ(バックボーン)があります。基本的に、コロラド州のバックボーンがダウンした場合、米国東海岸のユーザーが西海岸のサーバーへの接続を失うのを防ぐことができます。ただし、彼らはまだ自分の東海岸サーバーにアクセスできます(この例では、トラフィックがコロラド州を経由していないと仮定しています)。
なぜウェブページが読み込まれないのか疑問に思っていて、他の人があなたの地域で同じことについて不平を言っているなら、私はインターネットの健康レポートを見ます。
このスナップショットを撮りました。CogentとAT&Tの間に大きな遅延があるため、一部のユーザーが一部のサイトにアクセスしたり、応答が遅れたりする可能性があります。
関連トピックの楽しみとしてスローされたサウスパークの写真。
上の写真からわかるように、「決して終わることのないループ」というよりも、メッシュ/ニューラルネットワークの形をしています。接続の仕組みに関する情報については、以下を参照してください。
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以下によってISPに提供されます。
インターネットはネットワークの集合です。ほとんどのネットワークは、他のネットワークとデータを送受信するために何かを支払う必要があります。「ネットワーク」に1台のコンピューターしかない場合でも、これには自宅のネットワークが含まれます。ティア1ネットワークは、互いにデータを送受信するために料金を支払う必要はありません。トラフィックを送受信する特権にお金を払っていないという事実が、(非公式に)Tier 1ネットワークとは何かを定義する主なものです。
これらのTier 1プレーヤーが互いに持っている法的契約では、通常、無料でデータの送受信を許可するネットワークは、受信するよりも多く送信しないことに同意する必要があると規定されています。
ISPと他の大規模ネットワークは相互に接続します。相互接続には、「ピアリング」と「トランジット」の2つの主なタイプがあります(これら2つの間にいくつかのバリエーションがあります)。
「ピアリング」相互接続は、通常ではありますが常に「無料」ではなく(物理接続の費用を支払う必要がありますが、どちらのネットワークもピアリングの費用はかかりません)、2つのネットワークと顧客が互いに通信できるようにします。 。ピアリングは推移的ではありません。AピアがBで、BピアがCである場合、AはCへのルートを取得しません。
ピアリングは、2つのネットワーク間の直接リンクまたは交換ポイントを介して行われます。交換ポイントは、多くのプロバイダー間で相互接続(ほぼ常にイーサネットネットワーク)を提供し、少量のトラフィックのみを交換するプロバイダー間でピアリングを実行可能にします。2つのプロバイダーが大量のトラフィック(今日では1秒あたりのギガビット数を維持している)を交換している場合、通常は直接リンクを使用する方が経済的です。
「トランジット」相互接続には、プロバイダーと顧客の関係があります。トランジットプロバイダーは、トランジット顧客にインターネット全体への接続を(有料で)提供します。顧客は、冗長性のために、またはより短いルートを提供するために、複数のトランジットプロバイダーを使用できます。
ツリーの最上部には、「ティア1」ネットワークと呼ばれる少数の大手プロバイダーがあります。これらのネットワークは、誰からもトランジットを購入するのではなく、すべて相互にピアリングします。