ルーティングチュートリアルチュートリアル

インターネットの 裏側の仕組み

土屋 太二

Taiji Tsuchiya

@taijijiji

2014/9/29 1 wakamonog6

自己紹介

• 土屋 太二（つちや たいじ） – 28歳

– Twitter：@taijijiji / Facebook：本名

• お仕事 –ネットワークエンジニア

– ISP基幹ネットワークの設計・運用

• コミュニティ活動 – wakamonog, JANOG, Internet weekなどで たまに活動

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ユーザからWEBコンテンツまでの道のり

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アクセス

ネットワーク

ISP

ネットワーク

ブラウザで www.abc.com にアクセス

コンテンツ事業者

ネットワーク

www.abc.com IPアドレス:10.10.10.1

インターネット

DNSサーバで名前解決 www.abc.com ⇔10.10.10.1

DNSサーバで名前解決 www.abc.com ⇔10.10.10.1

インターネットとは？ • The Internetの語源

– Inter (～の間の) + Network

–ネットワークのネットワーク

–ネットワーク同士をつなげるネットワーク

組織が所有するネットワークを繋ぎ合わせたものがインターネット

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A社

ネットワーク

B社

ネットワーク

C社

ネットワーク 相互接続

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アクセス

ネットワーク

ISP

インターネット ISP

携帯電話

事業者

ケーブルTV

データセンタ

事業者

相互接続

（IX）

相互接続

（IX）

コンテンツ

配信代行

事業者

（CDN）

クラウド

事業者

CSP

コンテンツ事業者

（CSP）

大規模 ISP CSP

インターネットの実体

約5万（※）のネットワークの集まり （※)2014時点の全世界でのAS数

ネットワーク間の 相互接続の仕組み

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AS(Autonomous System, 自律システム）

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• 組織が単一のポリシーで運用するネットワーク：AS – ASごとにAS番号（全世界で一意。日本ではJPNICが割当） が払い出される ※ただし規模の大きいネットワークに限定

• AS同士の繋がりはBGPを利用して実現

A社 ネットワーク

（AS 65001 ）

ルータ ルータ

ルータ

B社 ネットワーク

（AS 65002 ）

ルータ ルータ

ルータ

BGP

AS内は組織独自の ルーティングポリシー

（ex. Static/OSPF/IS-IS）で運用

AS間は世界で統一された ルーティングポリシー（BGP）で運用

AS65001の 経路情報

AS65002の 経路情報

AS65002の 経路情報

AS65001の 経路情報

B社 ネットワーク

（AS 65002 ）

BGPを使った相互接続

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A社 ネットワーク

（AS 65001 ） ルータ ルータ

• BGP

– AS番号とルータのIPアドレスを元に 相互接続を確立

–お互いのネットワークの経路情報を交換することで パケットの通信を実現

BGP

AS65001所有の

IPアドレス

AS65002所有の

IPアドレス

（参考）AS番号を取得している事業者の一例 事業者名 AS番号

IIJ 2497

Infoweb (富士通) 2510

KDDI 2516

BIGLOBE 2518

So-net 2527

ntt.net（NTTコミュニケーションズ） 2914

OCN (NTTコミュニケーションズ) 4713

ODN (ソフトバンクテレコム) 4725

さくらインターネット 9370, 9371

MOPERA（NTTドコモ） 9605

Google 15169

Amazon 16509

ソフトバンクモバイル 17505

Yahoo!BB (ソフトバンクBB) 17676

スクエア・エニックス 17685

GREE 55394

相互接続の形態

AS同士の繋がり方は、組織の力関係や コストの考え方によって、いくつか分かれる

• トランジット : 縦関係の相互接続

• ピア : 横関係の相互接続

–プライベートピア : 専用線で相互接続

–パブリックピア : 共用線(IX)で相互接続

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全世界に繋がる 経路情報 （フルルート）

トランジットによる相互接続

大規模ISPから全世界の経路情報を提供してもらい、通信の到達性を確保する

- 縦関係の通信

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AS

大規模 ISP

パケットを 運んでもらう

使用料を請求 （従量課金制）

全く知らない宛先でも、 通信ができるようになる

インターネットの階層構造 その1

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Tier2 AS Tier2 AS

Tier2 AS

Tier3 AS

Tier3 AS Tier3 AS Tier3 AS

Tier3 AS

Tier1 AS

上流ASに対して 使用料を払う

AS 65003経路

AS 65001経路

ピアによる相互接続

• 同規模のAS同士が直接繋げることで、 トラフィックが上流ISPを通過させない

–横関係のつながり

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子AS 65003 子AS 65004

お互いにトラフィックを流し合うので、 使用料無料 （例外あり）

AS 65004経路

AS 65002経路

AS 65003経路

AS 65001経路

AS 65004経路

AS 65002経路

AS 65001 AS 65002

Tier1 AS Tier1 AS

インターネットの階層構造 その２

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Tier2 AS Tier2 AS

Tier2 AS

Tier3 AS

Tier3 AS

Tier3 AS Tier3 AS Tier3 AS

Tier1 AS Tier1 AS

Tier1 AS

ピア （プライベートピア）

トランジット

Tier1 AS Tier1 AS

インターネットの階層構造 その２

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Tier2 AS Tier2 AS

Tier2 AS

Tier3 AS

Tier3 AS

Tier3 AS Tier3 AS Tier3 AS

Tier1 AS Tier1 AS

Tier1 AS

ピア （プライベートピア）

トランジット

ピアすることで ・トランジット費用の削減！ ・特定ASとの通信品質が改善！

プライベートピア

• ルータ同士を専用線で物理的に接続する

–一対一のつながり

メリット：

回線の帯域分、目一杯トラフィックを交換できる

デメリット：

投資費用が大きい （ex）DC利用費、ルータ設置費、構内配線費用

準備に時間と手間がかかる (ex)DC契約、回線手配、ルータ設置手配

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AS 65001 AS 65002 ルータ ルータ

物理的に接続

BGP

パブリックピア

• IX（Internet eXchange：インターネット相互接続）のサービスを 利用して、DC内の回線を共有して接続

–一対多のつながり

メリット：

複数のASと効率的にピアができる

デメリット：

回線共用のため、ASごとにトラフィックの制御が必要

IXによって参加しているASが異なるため、事前調査が必要

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AS 65001 AS 65003 ルータ IX

スイッチ

AS 65002

AS 65004

ルータ

ルータ

ルータ

BGP

IX事業者に対して ポート使用料を払う

共用回線の上でBGP接続

Tier1 AS Tier1 AS

インターネットの階層構造 その3

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Tier2 AS Tier2 AS

Tier2 AS

Tier3 AS

Tier3 AS

Tier3 AS Tier3 AS Tier3 AS

Tier1 AS Tier1 AS

Tier1 AS

プライベートピア

トランジット

パブリックピア

Tier1 AS Tier1 AS

インターネットの階層構造 その3

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Tier2 AS Tier2 AS

Tier2 AS

Tier3 AS

Tier3 AS

Tier3 AS Tier3 AS Tier3 AS

Tier1 AS Tier1 AS

Tier1 AS

プライベートピア

トランジット

パブリックピア

通信の到達性、コスト、品質 を踏まえて、経路制御して トラフィックを送受信

各Tierごとの事業者（諸説あり※）

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Tier1

Tier2

Tier3

NTTコミュニケーションズ ( NTT.net )

ベライゾン

TATAコミュニケーションズ

AT & T

Sprint Level 3

ドイツテレコム

NTTコミュニケーションズ (OCN)

ソフトバンク（モバイル、BB、テレコム） KDDI

BIGLOBE IIJ

So-net

コンテンツ事業者

地域ISP CATV事業者

Akamai？

Google？

CDN事業者？

巨大コンテンツ事業者？

※Tier１の定義は

「他社のトランジット提供を受けずに

フルルートを保持しているAS」とありますが、

Tier1以外は厳密な定義はありません。

本資料は人から聞いた話と勝手な憶測で

作成していますm(_ _)m

クラウド事業者

まとめ

• インターネットは組織のネットワーク（AS）が無数につなぎ合わさってできている

• ASの繋がりはルータ同士のBGPによって実現されている

• AS同士のビジネス関係、コスト構造を 反映して、繋がり方にパターンがある

–トランジット

–ピア（プライベートピア / パブリックピア） 2014/9/29 wakamonog6 21