Введение
Основная инфраструктура сетей Интернета
Основная сеть Интернета может быть определена как основные маршруты передачи данных между крупными, стратегически взаимосвязанными компьютерными сетями и основными маршрутизаторами Интернета. Эти маршруты передачи данных размещаются в коммерческих, государственных, академических и других сетевых центрах с высокой пропускной способностью, а также в точках обмена интернет-трафиком и точках доступа к сети, осуществляющих обмен интернет-трафиком между странами, континентами и через океаны. Поставщики интернет-услуг, часто сети уровня 1, участвуют в магистральном трафике Интернета посредством частных соглашений о взаимосоединении, в основном регулируемых принципом бестаррифного пиринга. Интернет и, следовательно, его магистральные сети, не полагаются на централизованное управление или координацию и не реализуют глобальную сетевую политику. Устойчивость Интернета обусловлена его ключевыми архитектурными особенностями, в частности идеей минимизации функций управления и состояния сети в сетевых элементах и переноса большей части обработки на конечные точки связи для обеспечения целостности, надежности и аутентификации данных. Кроме того, высокая степень избыточности современных сетевых соединений и сложные протоколы маршрутизации в реальном времени обеспечивают альтернативные пути связи для балансировки нагрузки и предотвращения перегрузок. Крупнейшие поставщики, известные как сети Tier 1, обладают настолько развитыми сетями, что не нуждаются в приобретении соглашений о транзите у других поставщиков. Скорость передачи данных по магистральным линиям со временем увеличивалась. В 1998 году во всех магистральных сетях Соединенных Штатов использовалась самая низкая скорость передачи данных – 45 Мбит/с. Однако технологические улучшения позволили 41 проценту магистральных сетей достичь скорости передачи данных 2488 Мбит/с и выше к середине 2000-х годов.
История
Первые компьютерные сети с коммутацией пакетов, сети NPL и ARPANET, были объединены в 1973 году через Университетский колледж Лондона. В ARPANET в качестве магистрали использовались маршрутизаторы, называемые процессорами интерфейсных сообщений. Другие сети с коммутацией пакетов начали распространяться с 1970-х годов, в конечном итоге переходя на протоколы TCP/IP или заменяясь более новыми сетями. Национальный научный фонд создал Национальную сеть научного фонда (NSFNET) в 1986 году, финансировав шесть сетевых узлов с использованием соединительных каналов и пиринга с ARPANET. В 1987 году эта новая сеть была модернизирована до каналов T1 для тринадцати узлов. Эти узлы включали региональные сети, которые, в свою очередь, соединяли более 170 других сетей. В 1991 году компании IBM, MCI и Merit модернизировали магистраль до пропускной способности T3. Объединение ARPANET и NSFNET стало известно как Интернет. В течение нескольких лет доминирование магистральной сети NSFNET привело к выводу из эксплуатации избыточной инфраструктуры ARPANET в 1990 году. На заре развития Интернета провайдеры магистральных сетей обменивались трафиком в точках доступа к сети (NAP), финансируемых правительством, пока правительство не приватизировало Интернет и не передало NAP в управление коммерческим провайдерам.
Современный хребет
Из-за пересечения и синергии между сетями дальней телефонной связи и магистральными сетями, крупнейшие операторы дальней голосовой связи, такие как AT&T Inc., MCI (приобретенная в 2006 году Verizon), Sprint и Lumen, также владеют одними из крупнейших магистральных сетей Интернет. Эти магистральные провайдеры продают свои услуги интернет-провайдерам (ISP). Для того чтобы данные могли перемещаться по этой сети, необходимо наличие магистральных маршрутизаторов – достаточно мощных для обработки информации – в магистральной сети Интернет, способных направлять данные другим маршрутизаторам для доставки в конечное назначение. Без них информация бы терялась.
Партнерские соглашения
Операторы магистральных сетей с примерно сопоставимой долей рынка регулярно заключают соглашения, называемые соглашениями о пиринге, которые позволяют использовать сеть друг друга для передачи трафика конечному получателю. Как правило, они не взимают друг с друга плату за это, поскольку компании получают доход от своих клиентов в любом случае.
Регулирование
Антимонопольные органы предприняли действия, чтобы не допустить доминирования какого-либо поставщика на рынке магистральных сетей. В Соединенных Штатах Федеральная комиссия по связи решила не осуществлять контроль за конкурентными аспектами взаимосвязей между сетями интернет-магистрали, пока рынок продолжает функционировать эффективно. Очевидно, физических перебоев в работе сетей не было, поскольку транзитный интернет-трафик через Египет остался без изменений. Вместо этого правительство отключило сеансы протокола Border Gateway Protocol (BGP), анонсирующие локальные маршруты. BGP отвечает за маршрутизацию трафика между интернет-провайдерами. Работу было разрешено продолжить только одному из египетских интернет-провайдеров. ISP Noor Group обеспечивала подключение только для египетской фондовой биржи и некоторых государственных министерств.
Европа
Европа является крупным участником роста международной магистральной сети и увеличения пропускной способности Интернета. В 2003 году на Европу приходилось 82% мировой международной трансграничной пропускной способности. Компания Level 3 Communications начала развертывание линейки услуг выделенного доступа в Интернет и виртуальных частных сетей в 2011 году, предоставляя крупным компаниям прямой доступ к магистральной сети третьего уровня. Прямое подключение компаний к магистральной сети обеспечит предприятиям более быстрое интернет-соединение, что соответствует высокому рыночному спросу.
Кавказ
В некоторых странах Кавказа очень простые основные сети связи; например, в 2011 году 70-летняя женщина в Грузии повредила оптический кабель лопатой, оставив соседнюю страну, Армению, без доступа в Интернет на 12 часов. С тех пор страна значительно модернизировала основную инфраструктуру оптоволоконных линий, но прогресс идет медленно из-за недостатка государственного финансирования.
Япония
Японская магистральная сеть Интернет должна быть очень эффективной из-за высокого спроса на Интернет и технологии в целом. В 2009 году в Японии насчитывалось более 86 миллионов пользователей Интернета, и ожидалось, что к 2015 году их число достигнет почти 91 миллиона. Учитывая спрос на подключение оптоволокном до дома, Япония рассматривает возможность использования оптоволоконной магистральной линии Nippon Telegraph and Telephone (NTT), национального магистрального оператора, для предоставления этой услуги по более доступным ценам.
Китай
В некоторых случаях компании, владеющие определенными участками физической инфраструктуры магистральной сети Интернет, нуждаются в конкуренции для поддержания прибыльности интернет-рынка. Это особенно заметно в Китае. Поскольку China Telecom и China Unicom на протяжении некоторого времени являлись единственными поставщиками интернет-услуг в Китае, небольшие компании не могут конкурировать с ними в переговорах о тарифах на взаимопросоединение, которые обеспечивают прибыльность интернет-рынка в Китае. Такое применение дискриминационного ценообразования крупными компаниями приводит к неэффективности и стагнации рынка, и в конечном итоге сказывается на эффективности магистральных сетей Интернет, обслуживающих страну.