长文|互联网骨干网全面解析
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发布时间：2024-10-02 07:03
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1. 什么是互联网骨干网?
1.1 在认识互联网骨干网之前, 首先我们要了解网络是什么?
因特网的网络由大量独立的服务提供商（比如MCI Worldcom、Sprint、Earthlink、Cable and Wireless等）管理。其中包括NSP（网络服务提供商）、ISP（因特网服务提供商）和交换点。NSP构建全国或全球性的网络并向区域性的NSP出售带宽。区域性的NSP接着向本地ISP转售带宽。而本地ISP则向终端用户提供服务方面的销售与管理。
1.2 "骨干网"一词的起源
因特网实际上是相互连接在一起形成网状的许多骨干网。“骨干网”一词源自NSFNET，这是一种用于早期研究的网络，该网络由美国国家科学基金会出资兴建。它创建了至今仍在使用的分层结构模型。这种模型中，本地服务提供商连接到区域性的服务，而后者又依次连接到全国或全球的服务提供商。目前，已有许多骨干网相互连接在一起，这就使得任何两台主机之间都可通信。此外，许多区域性的网络避开了骨干网而直接彼此相连。
1.3 建设骨干网需要国家批准, 骨干网可以和国外的网络互联
互联网骨干网（Internet Backbone Provider，IBP），主要指国家级互联网业务提供商（Internet Service Provider， ISP），即在全国范围内拥有骨干网的互联网服务提供商，包括第一级骨干网（Tier1 ISP）和第二级骨干网（Tier2 ISP）。
这些骨干网是国家批准的可以直接和国外连接的互联网。其他有接入功能的ISP想连到国外都得通过骨干网。“骨干网”通常是用于描述大型网络结构时经常使用的词语。骨干网一般都是广域网：作用范围几十到几千公里。
互联网层级结构如图所示，所有第一层骨干网间形成全网状网对等互联结构，互相提供免费信息传输。第一级骨干网向第二级骨干网出售非对称互联，提供穿透服务。第二级骨干网必须购买这样的服务才能连向整个互联网。第二级骨干网之间形成部分网状网对等互联结构。最下面一层的内容提供商之间则通常不建立对等互联，只向上级购买不对称互联。
图1：互联网层级结构
如图中所示，所有第一层骨干网间形成全网状网对等互联结构，互相提供免费信息传输。第一级骨干网向第二级骨干网出售非对称互联，提供穿透服务。第二级骨干网必须购买这样的服务才能连向整个互联网。第二级骨干网之间形成部分网状网对等互联结构。最下面一层的内容提供商之间则通常不建立对等互联，只向上级购买不对称互联。
互联网网间互联方式
国际通用互联方式相互联接和交换信息的方式，称为互联网网间互联方式.
按照互联双方交换信息的方式不同，互联网网间互联方式可分为两种：一是对等互联（Peering），二是不对称互联（Transit）。
对等互联 (Peering) 存在的前提就是互联对双方的利益相当，能省去繁琐的流量纪录，节省成本。对等互联双方须满足一定的对等互联条件，衡量网络规模需要考察诸如地理覆盖范围、容量、业务流量及用户数量等。双方在利益均衡的基础上达成对等互联协议，是完全互惠互利的商业行为。
对等互联还可根据物理连接方式的不同进一步分为两种形式:
前者指多个网络间的对等互联关系，各骨干网经营者签署并遵守多边协议。这种互联方式一般发生在公共交换点。后者则是指两个网络间的对等互联关系，两个骨干网经营者间签署并遵守双边协议。这种互联方式既可以在公共交换点上进行，也可以是两个经营者通过自己的电路直接相联来实现。
不对等互联(Transit) 的存在前提是一方实力较强，另一方实力较弱，一方为另一方提供网络连通服务。提供服务的一方有义务向另一方开放全部路由，即业务是完全穿透的，可以透过转接方进入其它骨干网。这是一种典型的“提供者—用户”的商务关系。
部分对等互联（PartialPeering） 是指一方ISP只用自己的部分网络与另一方ISP建立对等互联，双方只需在开放路由的地理位置区域具有相当的网络规模和实力即可。
付费对等互联（PaidPeering） 多见于欧洲，互联双方采用有结算的对等互联方式，即双边付费结算模式（BilateralSettlement），费率比不对称互联方式的费率低。
部分不对称互联（PartialTransit） 是指提供不对称互联的ISP只对去往特定方向的流量进行转接，适用于网络规模、流量差距较大的情况。
互联网骨干网互联互通模式总结
互联网骨干网之间的互联互通有多种模式，可以按物理连接方式、互联双方交换信息的方式、结算模式、路由开放程度等维度进行区别。
互联双方支付费用的规则或方法，称为网间互联结算模式。互联网网间互联结算模式大致有两种。
互联网为什么不使用传统的电信网结算模式? 大部分流量在用户和网站之间传输，导致流量交换发起者只用总流量很小部分，而网站提供服务却是大部分流量的来源，互联网运营商无法准确分辨受益方，也无法确定传送数据的价值，无法满足采用传统电信网结算体系的先决条件。
中国互联网骨干网
中国拥有九大骨干网，其中核心层由北京、上海、广州、沈阳、南京、武汉、成都、西安等8个城市的核心节点组成。核心节点之间为不完全网状结构。中国电信CHINANET骨干网核心层由上述城市的核心节点组成。
中国有七家骨干网运营商，包括中国电信、 中国联通、 中国移动、 中国教育和科研计算机网、 中国科技网、 中国国际电子商务网和 中国长城互联网。
美国和亚洲部分国家互联网骨干网互联互通现状
美国的六家一级骨干网运营商包括AT&T、Sprint、UUNet、Qwest、C&W和Level3。美国的互联网发展到今天，网络结构非常复杂，主要通过对等互联进行互联互通。日本的一级Internet骨干网运营商包括NTT、JapanTelecom、KDDI和PowerEdcom。日本的互联网流量大部分集中在一个狭小的区域内。新加坡的一级Internet骨干网运营商主要有三家：SingTel、PacificInternet和StarHub。韩国的互联网是一个两层的架构，一级运营商是KoreanTelecom和Dacom。澳大利亚的一级Internet骨干网运营商有4家，分别是Telstra、MCI、Optus和 http://Connect.com。
中国主要的ISP
中国五大基础运营商包括中国电信、中国网通、中国铁通、中国移动和中国联通。其他ISP包括珠江宽频、长城宽带、中海宽带、广东有线视讯宽带网、E家宽、有线通、深圳天威视讯、中国教育和科研计算机网、中国科技网、方正宽带、歌华有线宽带、东南网络、海泰宽带、广电宽带、四川艾普宽带等。
