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Tier 1網絡

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Tier 1網絡（Tier 1 network）是一種僅通過免費對等互聯（settlement-free interconnection、settlement-free peering）即可到達互聯網所有其他網絡的網際協議網絡。[1][2]Tier 1網絡可以在無需為任意方向的流量交換支付任何費用下，與其他Tier 1網絡交換流量。[3]相比之下，部分Tier 2網絡和所有Tier 3網絡必須付費才能在其他網絡上傳輸流量。[3]

沒有任何權威機構去定義參與互聯網的網絡層級。[1]Tier 1網絡最常見且廣為接受的定義就是無需購買流量轉接（Transit）或者為對等互聯付費，就能將流量交換到互聯網上所有其他網絡。[2]根據這個定義，Tier 1網絡必須要是一個「過境免費」網絡（transit-free network）（不需要購買流量過境轉接），可以免費地與其他Tier 1網絡實現對等互聯，[4][5]併到達互聯網上的所有主要網絡。並非所有過境免費網絡都是Tier 1網絡，因為可以通過為對等互聯付費而實現過境免費，也可以在不需要到達互聯網上的所有主要網絡的情況下實現過境免費。

以此類推，另外一些層級的網絡通常如下定義：

  • Tier 2網絡：與某些網絡實現了免費對等互聯，但仍需要購買流量轉接或付費對等互聯才能實現到達互聯網的其他一些網絡。
  • Tier 3網絡：只能通過購買流量轉接或付費對等互聯才參與到互聯網的網絡流量交換。
不同層級（Tier）的互聯網服務供應商的網絡之間關係

歷史

最初的互聯網骨幹網是阿帕網（ARPANET），它為大多數參與這個網絡的機構提供流量路由能力。1984年建立的英國JANET（英語：JANET）和1985年建立的美國國家科學基金會網絡（英語：National Science Foundation Network）（NSFNET）為各自國家的高等教育機構提供不分學科的網絡連接服務，[6]這也催生了1989年出現的NSFNET骨幹網。互聯網可以定義為所有連接並能夠與此骨幹網交換互聯網協議數據報的網絡的集合。NSFNET計劃及其資金（1986年至1995年為2億美元）的分量如此之重，協議本身的質量如此之高，以至於到1990年ARPANET本身最終退役時，TCP/IP已經取代或邊緣化了全球大多數其他廣域計算機網絡協議（參見協議戰爭（英語：Protocol Wars））。[7]

當互聯網開始向商業市場開放時，出現了多家營利性互聯網骨幹網和接入提供商。網絡路由架構隨後變得分散，這意味着需要外部路由協議——特別是邊界網關協議的出現。新的一級ISP及其對等連接協議，取代了由政府資助，於1995年4月30日正式終止的NSFNET計劃。[6]由NSFNET計劃提供的地區網絡尋求從這些現已不計其數的私營長途網絡購買全國規模的互聯網連接服務。

通過對等互聯進行流量路由

一個雙邊私人對等互聯協議通常涉及兩個合作夥伴之間的直接物理鏈路。然後，從一個網絡到另一個網絡的流量主要通過該直接鏈路路由。

Tier 1網絡可能與其他Tier 1網絡有各種此類鏈路。[8][9][10]對等互聯建立在合作夥伴之間流量平等的原則上，因此合作夥伴之間可能會出現分歧，通常其中一個合作夥伴單方面斷開鏈路，以迫使另一方接受付費方案。在21世紀的第一個十年中，這種破壞性的解除對等連接已經發生過幾次。當這涉及到數百萬客戶的大型網絡時，這可能會有效地分隔掉涉及的這些運營商的部分互聯網，特別是如果他們決定不允許通過替代路由進行流量路由。這很大程度上不是一個技術問題，而是一個商業問題，其中一方利用另一方的客戶作為人質來解決財務糾紛，以獲得更好的談判地位。在最壞的情況下，每個網絡的單宿主客戶將根本無法訪問另一個網絡。解除對等互聯的一方希望，該決定對另一方網絡的客戶造成的損害要大於其自身客戶，從而最終使談判結果對自己有利。[11][12] 較低級別的ISP和其他未參與爭議的各方可能不受這種爭議的影響，因為通常存在多條路由通往同一個網絡。 上述爭議通常還涉及無轉接的對等連接，其中一個參與者僅與涉及彼此網絡的另一個參與者交換數據——沒有通過對方網絡中轉轉接到互聯網其他部分的數據。根據對等互聯的嚴格定義和 Tier 1網絡的嚴格定義，Tier 1 網絡僅與其他Tier 1網絡對等互聯，沒有通往任何地方的轉接路由。 更實際地說，Tier 1 網絡充當較低級別網絡的傳輸網絡，並且僅與提供足夠規模的相同服務的其他Tier 1網絡對等——實際上是真正意義上的「對等」。[13]

更確切地說，對等互聯是指兩個網絡之間公平、公正的數據交換，協議並不排除雙方之間存在任何付費傳輸合同。在路由方面，無結算對等互聯涉及的條件是不允許濫用對方網絡，向其發送非目的地為該網絡（即用於過境轉發）的流量。然而，過境轉發協議通常只適用於此類出站數據包。Tier 1網絡供應商更接近互聯網骨幹網的中心，只會從其他Tier 1網絡供應商購買轉發服務，同時向所有級別的網絡供應商出售轉發服務。鑑於其龐大的網絡，Tier 1供應商通常不參與公共互聯網交換，[14]而是向此類參與者出售轉發服務並參與私有對等互聯。[15]

最合理的定義是，Tier 1網絡供應商永遠不會支付轉發費用，因為所有Tier 1網絡供應商的集合都向各地所有較低級別的網絡供應商出售轉發服務，而且因為：

  • 所有Tier 1網絡供應商都與全球其他所有Tier 1網絡供應商對等互聯，
  • 對等協議允許訪問所有轉發客戶，這意味着：
  • Tier 1網絡包含所有連接到全球互聯網的主機。

因此，根據對等互聯協議，任何Tier 1網絡供應商的所有客戶都可以訪問所有其他Tier 1網絡供應商的所有客戶，而Tier 1網絡供應商本身無需向其他網絡支付傳輸費用。實際上，這意味任意兩個Tier 1網絡的雙向流量的傳輸成本大致相等，因此無需為此支付任何費用。

Tier 1網絡列表

以下是基於CAIDA AS排名得出的屬於Tier 1網絡的列表，這些網絡在IPv4和IPv6層面上實現了免付費對等互聯。[16]

名稱 總部所在地 AS編號 CAIDA AS 排名[16] 光纖總里程（千米） 對等互聯政策
AT&T[17]  美國 7018 27 660,000[18] AT&T Peering policy
德國電信全球承載網[19]  德國 3320 18 250,000[20] DTAG Peering Details
GTT通信（英語：GTT Communications）（GTT Communications）  美國 3257 7 232,934[21][22] GTT Peering Policy
Liberty Global[23][24]  荷蘭[25] 6830 28 800,000[26] Peering Principles
流明科技（前身CenturyLink,、Level 3）[27][28][29]  美國 3356 1 885,139[30][31] Lumen Peering Policy
NTT Communications（前身 Verio（英語：Verio））[32]  日本 2914 4 ? Global Peering Policy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Orange[33]  法國 5511 11 495,000 [34] OTI peering policy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
PCCW Global  香港 3491 10 ? Peering policy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
塔塔通信（英語：Tata Communications）（Tata Communications）

（之前為VSNL（Videsh Sanchar Nigam Limited）、Teleglobe）[35]

 印度 6453 8 700,000[36] Peering Policy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Telecom Italia Sparkle（Seabone）[37]  義大利 6762 6 560,000 Peering Policy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Arelion（英語：Arelion）（前身Telia Carrier）[38]  瑞典 1299 2 70,000[39] Arelion's IP Network Peering Policy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Telxius（西班牙電信子公司）[40]  西班牙 12956 15 65,000[41] Peering Policy （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Verizon Enterprise Solutions（前身UUNET（英語：UUNET））[46]  美國 701 23 805,000[47] Verizon UUNET Peering policy 701, 702, 703
Zayo集團（英語：Zayo Group）（前身AboveNet）[48]  美國 6461 9 196,339[49] Zayo Peering Policy

網絡情報公司ThousandEyes（英語：ThousandEyes）提到屬於Tier 1網絡的有：AT&T、Verizon、Sprint、NTT、Singtel、PCCW、Telstra、德國電信和英國電信。[50]GTT通信提到屬於Tier 1網絡的有：Verizon、AT&T、 NTT、塔塔通信、德國電信、CenturyLink（前身Level 3，現在即流明科技）、Zayo集團，和GTT通信本身。[51]Macronet Services在2023年的文章提到認為有8個屬於Tier 1網絡的是：流明科技、GTT通信、Arelion、Zayo集團、Telstra、Verizon、AT&T、Comcast、COLT（英語：Colt Technology Services）。[52]

2008年的一份報告顯示，互聯網流量對美國網絡的依賴程度比以前有所降低。[53]

其他主要網絡

以下列出的是十分接近Tier 1網絡性質的網絡，因為它們已經通過免費對等互聯實現連接了全球互聯網的50%以上的網絡，但仍有一些Tier 1網絡的連接缺失或者需要為對等互聯付費，所以技術上屬於Tier 2網絡。

名稱 總部所在地 AS編號 CAIDA AS 排名[16] 原因
中國電信  中國 4134/4809 143 從Level 3/AS3356、Cogent/AS174、Verizon/AS701購買了過境轉發。
Singtel[54]  新加坡 7473 16 從Arelion/AS1299、Zayo/AS6461、Tata Communications/AS6453購買了過境轉發。
Cogent Communications（前身 PSINet）[55]  美國 174 3 缺少對Hurricane Electric/AS6939的IPv6路由。但HE屬於重內容網絡，所以可能算是Tier 1網絡。[56][57]
Hurricane Electric[58]  美國 6939 5 從Arelion/AS1299購買了到GTT/AS3257、NTT/AS2914、Cogent/AS174、Tata/AS6453購買了IPv4過境轉發。
缺少對Cogent/AS174的IPv6路由。[59][60]
RETN[61]  英國 9002 12 從Level 3/AS3356購買了過境轉發。
Vodafone Carrier Services
（前身 Cable & Wireless）[62] 		 英國 1273 13 從Arelion/AS1299購買了到AT&T/AS7018的過境轉發。[63]
Verizon Enterprise Solutions
（前身 XO Communications）[64][65] 		 美國 2828 220 從Cogent Communications/AS1239購買了到Vodafone (CW)/AS1273和Telecom Italia Sparkle (Seabone)/AS6763的IPv6過境轉發。
Telstra[50]  澳大利亞 4637 14 從Level 3/AS3356、Arelion/AS1299、Zayo/AS6461購買了過境轉發。
Comcast[66]  美國 7922 29 從Tata Communications/AS6453購買了過境轉發。

參見

參考資料

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