國際網際網路交換中心發展趨勢及未來展望

作者:

林明源  TWIX技術團隊  資深工程師

王彥傑  TWIX技術團隊  資深工程師

自1981年,TCP/IP成為ARPANET及網際資訊網路Internet之標準通信協定後,散佈於世界各地之電腦、主機及系統開始彼此相連,逐漸形成錯綜複雜的網路。伴隨2000年WWW服務蓬勃發展,參與網際網路的角色也越趨多元,演變為交互影響的網路生態系統。

完整之商用Internet係由網路骨幹營運商(IBP)、網路服務營運商(ISP)、網際網路交換中心(Internet Exchange,IX)、內容供應商(ICP)及使用者所組成,彼此相互連結,完成點對點通訊(如圖1)。網路骨幹營運商(IBP)提供高速網際網路骨幹,網路服務營運商(ISP)連結骨幹營運商、內容提供商(ICP),並提供接取服務給使用者;網路交換中心(IX)則提供網路業者便捷的訊務交換環境。

圖1. 網際網路生態系統

IX定位

IX主要目的在於允許網際網路各角色彼此直接連接並交換訊務,且提供快速、有效率與節省成本之互連環境,各國普遍成立網際網路交換中心(Internet Exchange, IX)提供實體基礎設施,供各角色交換訊務[1],對於使用IX環境之業者普遍稱為IX成員。網際網路互連之成員藉由商業協商自行決定彼此訊務交換行為,透過在地交換中心交換訊務,其成員可減少訊務繞境國外、減少轉訊成本、降低網路節點數及傳輸延遲,提供更高品質服務予使用者。

相較於無IX架構下(如圖2),每家ISP對其他ISP業者可能需建置高達n-1條電路,藉此形成網狀網路(mesh topology)。若ISP選擇於IX介接,僅需租用少數大頻寬線路到IX,並於IX機房內跳線即可完成互連,除可大幅降低ISP互連線路成本外,亦可節省建置時間並減少網路傳輸延遲及頻寬消耗。

圖2. IX架構示意圖

IX之技術與標準

網際網路交換中心(IX)本身並不產生訊務,僅提供實體共用的傳輸媒介。交換中心成員須經商業協商取得雙方互連協議後,才得以交換訊務;交換中心秉持中立性,並不介入成員間互連協商。

現有互連型態可分為多方互連和雙方互連兩種(如圖3):

  • 多方互連(public peering):藉由共享的連接平臺完成互連,一般多採用Layer 2交換器(Switch)架構。
  • 雙方互連(private peering):係指兩個ISP網路透過專屬線路直接進行封包交換,不與其他ISP共用,兩ISP之專屬電路可由(1)各自連接至交換中心,再由機房跳線完成;或(2)由兩ISP間專屬電路完成。

圖3. IX互連示意圖

此外,為增進網際網路交換中心服務品質,國內外業者均訂有運作規範與服務條款。網路上雖有自治團體制定服務品質規範,如Open-IX、MANRS IXP Program,但非強制性要求,僅提供最佳實務參考。

國際IX之經營與政策

參考國際網際網路交換中心運作實務,其經營方式主要可以分為公司制與會員制。公司制交換中心係以營利為目的,藉由建立國際級交換平臺與國內外ISP/ICP業者建立良好關係,拓展公司IX業務,此類型代表業者有EQUINIX及JPIX等。會員制交換中心則多為非營利目的,藉由政府、學術界與網路業多方合作,降低國內網路交換成本,此類型代表業者有LINX、AMS-IX、HKIX等。

互連政策方面,IX業者遵循中立性規則,不介入成員間協商,雖建置公共互連交換平臺,但不強制成員接入,成員可以依自己頻寬或業務需求,自由選擇多方互連或雙方互連。

臺灣目前共有四家交換中心[2],均採公司制經營模式,其營運與服務條件皆客觀且透明,相關資訊如colocation、進線方式、進駐資格與相關費用資訊,均可在其網站上查詢。ISP基於商業考量與成本效益,可自由決定加入任一交換中心。

國際IX發展趨勢

觀察近年國際IX業者營運實務,主要發展目標為廣納國際ISP及ICP,同時促進本地及國際訊務交換,從而為本地Internet社群帶來一系列技術和經濟利益,歸納其策略與趨勢如下,業者相關服務案例如表1:

(一) 與國際IDC合作建點,吸引更多成員進駐,促進IX訊務成長。

(二) 提供「單一接入-多點連結」便捷服務。

(三) 邀請CDN業者建置快取節點,就近遞送內容訊務。

表1. IX業者服務案例

趨勢 說明
IX與IDC合作建點 1.英國LINX推出ConneXions合作夥伴計劃,藉由跨境傳輸,連結至EQUINIX、TELEHOUSE及CORESITE等跨國節點[3]。

2.臺灣TWIX與中華電信國際級TIA 942 rated-4認證之IDC合作,延伸節點、異地備援並與國際業者連接[4]。

單一接入-多點連結 德國DE-CIX建置互連平臺,其成員可透過其Interconnection架構與其他DE-CIX節點成員互連[5]。
邀請CDN業者建置快取節點 1.美國知名CDN業者Limelight積極接入各國IX[6]。

2.臺灣TWIX及TPIX廣邀Akamai及Cloudflare等國際級CDN業者進駐[7,8]。

此外;國際IX業者為吸引成員進駐、促進更多的訊務交換,以增加商業優勢與營收,皆朝多元與加值服務發展:

(一)提供雲端訊務交換服務,EQUINIX提供ECX Fabric服務[9]、DE-CIX提供DirectCLOUD服務等[10],其成員可就近與雲服務業者交換訊務。

(二)跨區IX業者結盟,共享成員與降低建設成本,日本MSO業者CNCI藉由JPIX東京節點,接入倫敦LINX成為成員。LINX透過與JPIX合作,提供各自成員跨區互連服務[11]。

(三)提供多樣化資安加值服務,藉由導入RPKI路由驗證,輔以路由註冊表(IRR)數據檢查,將不合法路由予以標示或過濾,提升路由平臺安全性,部分IX亦提供Blackholing機制緩解成員遭受之DDoS攻擊。

(四)提供商用IPv6轉移機制加值服務,如NAT64/DNS64,降低成員佈署IPv6成本,亦可為IPv6及IPv4之訊務交換做準備[12]。

結語

IX主要提供實體基礎設施,使成員彼此得以直接連接並交換訊務,可減少訊務繞境國外、減少轉訊成本、降低網路節點數及傳輸延遲,提供更高品質服務予使用者,惟不論其經營方式為公司制或會員制,均不介入成員間之互連協商。

國際知名IX業者為促進本地及國際訊務交換,已然朝向廣設節點方向發展,透過單一接入多點連接之便捷服務,吸引更多ISP、ICP或雲服務業者加入且交換彼此訊務內容。地區型業者亦可透過跨區結盟IX業者,以較經濟實惠成本取得跨國內容訊務。未來IX業者亦將透過一系列加值服務,提供成員更優質的互連環境。臺灣IX業者除積極厚植國內網路基礎建設外,亦邀請各大國際業者加入,共同建立臺灣網路群聚效應,增加網路排名與網路產業競爭力。

參考資料:

[1] 維基百科. Internet exchange point 

[2] 臺灣目前IX業者:

(a) TWIX (台灣網際網路交換中心):民國86年成立,由中華電信公司經營

(b) TWNAP (中華民國網際網路換中心):民國86年成立,由宏遠電訊公司經營

(c) TPIX (台北網際網路交換中心):民國92年成立,由是方電訊公司經營

(d) EBIX (亞太交換中心):民國92年3月成立,由亞太線上公司經營

[3] 倫敦網際網路交換中心LINX. ConneXions Access Points 

[4] 台灣網際網路交換中心TWIX. 設立延伸節點 

[5] 德國網際網路交換中心DE-CIX. One access-multiple interconnection services 

[6] 國際CDN業者Limelight. PeeringDB 

[7] 台灣網際網路交換中心TWIX. 成員資訊 

[8] 台北網際網路交換中心TPIX. 成員列表 

[9] 國際業者EQUINIX. Cloud Exchange Fabric 

[10] 德國網際網路交換中心DE-CIX. DirectCLOUD 

[11] 日本網際網路交換中心JPIX. JPIX和LINX達成IX經銷商合作夥伴關係

[12] 國家資訊基本建設產業發展協進會NII. 網際網路交換中心之國際發展趨勢及我國之市場需求研究

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