世界のインターネットの循環システム



TeleGeographyインフォグラフィック



グーグルは成層圏に風船の群れを発射し、フェイスブックは太陽光発電ドローンの軍隊を発射します。 しかし、これらはコミュニケーションで地球全体をカバーすることを夢見ているオタクの小さなおもちゃにすぎません。 彼らの野心的なサービスは、World Wide Webの強力な基本インフラストラクチャ(地上および海底トランクチャネルの広範なネットワーク)への小さな追加になるでしょう。 ここが現代文明の本当の循環システムです。 これは彼女の脈拍が打つところです。



最大のハブ



物理レベルでは、インターネットは、トランクチャネルで接続されたハブ(トラフィック交換ポイント)のネットワークを表します。 トラフィック交換ポイントでは、トラフィックが集中するだけでなく、ネットワークインフラストラクチャ(データセンター、ホスティングなど)も集中します。 最大の交換ポイントは、フランクフルト、アムステルダム、ロンドン、パリです。 ある意味では、これらの都市は世界のインターネットの首都と考えることができます。 少なくとも最大のネットワークノードと、5つのメインハブの1つでもあるニューヨーク。



世界最大のトラフィック交換ポイントのリストのリーダーは、DE-CIX(ピーク帯域幅5178 Gbit / s)、AMS-IX(4270 Gbit / s)です。 ロシアのMSK-IXは5位(2135 Gbit / s)です。



すべての国際通信チャネルの合計スループットは180 Tbit / s (2015年)です。



国際チャネルの数では、ヨーロッパは長い間絶対的なリーダーであり、他のどの大陸よりも優れています。 しかし、今では北米(米国の場合は読みます)、アジア、南米、アフリカについてもほぼ同じです。 10年前、地球上の国際通信チャネルの半分以上がヨーロッパに上陸しました。 現在、すでに半分以下になっていますが、ヨーロッパは依然としてグローバルネットワークの重要なノードです。







ヨーロッパのハブは、他の大陸とは別の詳細で異なります:国際トラフィックの約70%は、大陸内の都市間を流れます。 比較のために、南アメリカとアフリカの正反対のイメージがあります:チャネルの80%は他の大陸に行き、ところで、南アメリカの外部チャネルの60%は1つの外国都市に接続されます:マイアミ。 そのため、マイアミで停電が発生した場合、南アメリカは部分的にインターネットから脱落します。



大陸間のほぼすべての通信チャネルは海底に沿って敷設されています。



水中バックボーン



水中インターネットは、おそらくグローバルネットワークインフラストラクチャの最も興味深い(そして秘密の)部分です。 特定のケーブルの敷設の正確な地図が見つからないという理由だけで、秘密です。 ロシアおよび他のいくつかの国はこの情報を秘密にしており、これには十分な理由があります(Habréの記事「 USS Jimmy Carter潜水艦、その特別なタスク 」、「 秘密の光ファイバー接続:方法と注意事項 」を参照)。 どこにいても、1本のケーブルが外部接続から保護されているわけではありません。





2016年の海底ケーブルマップ



2014年のデータによる 、285本の通信ケーブルが海底に敷設されており、そのうち22本は使用されていません。これらはいわゆる「ダークケーブル」(「ダーク光ファイバー」)です。 たとえば、同じ会社のGoogleがデータセンター間の通信用にダークファイバーを購入しています。 信号が暗い光ファイバーを介して送信されると、ランプのように「点灯」したと言われます。



推定繊維寿命は25年です。これは純粋に理論的な値です。 そのような期間中、運河の商業運転は理にかなっていると想定される。 したがって、この期間に基づいて、経済学者は投資収益率を計算します。 たとえば、25年間見知らぬ人をレンタルするよりも、Googleが太平洋を横断して独自のケーブルを敷設する方が収益性が高くなります。







インターネット上のトラフィックが増加するにつれて( 年間約37%増加します)、オペレーターは光ファイバーをアップグレードし、 スペクトル多重化により複数のスペクトルチャネルで同時にデータを送信するために光ファイバーを「圧縮」します 。 さらに、より効率的な位相変調技術が導入され、最新の端末機器が設置されています。 したがって、メインチャネルのスループットは、データが送信される周波数帯域に比例して増加します。



良い例は、大西洋横断情報ハイウェイです。 2003年から2014年には、ここに単一の(!)新しいケーブルは敷設されませんでしたが、既存のチャネルのスループットは、チャネルのコンパクト化と機器のアップグレードのみによって2.4倍に増加しました。 そして、これらのケーブルにはまだ将来のための大きな予備があります。





2003-2014年の大西洋横断通信チャネルの容量の増加



新しいケーブルを敷設して稼働させるには、数年かかる長い手順であり、非常に費用がかかるため、通常、複数の企業がこのようなプロジェクトに共同で資金を提供し、ケーブル内のファイバーペアを分割します。 たとえば、2016年6月29日に、Googleとそのパートナー(China Mobile International、China Telecom Global、Global Transit、KDDI、Singtel)は、世界最大の海底ケーブルである60 Tbit / sのFASTERトランス太平洋ケーブルの試運転を発表しました。 日本と米国を接続する9,000 kmのケーブル(ここでは、日本が米国と中国の間のハブとして機能します)。





より速い



この特定のケーブルは、6つの光ファイバペアで構成されています。 各ペアは、長さごとに100 Gbit / sの100波長範囲で信号を送信できます(光ファイバペアごとに10 Tbit / s)。 これは、各ケーブルの60 Tbit / sの最大帯域幅に相当します-これは理論的なものではありませんが、テストで実証された実際の最大帯域幅です。



しかし、最初は、スループットはこの制限に近づきさえしません。 最初の段階では、2〜10のチャネル、つまり最大ケーブル帯域幅の2〜10%のみが関与します。 Googleとそのパートナーは、25年の期間にわたって、必要に応じて徐々にスループットを向上させます。



Googleはケーブル内の6つの光ファイバペアのうち1つまたは2つを所有しています。正確な情報は秘密にされています。 FASTERトランクの敷設コストは3億ドルでしたが、インターネット企業にとっては、他のチャンネルから同じチャンネルをレンタルするよりも本当に安いです。 さらに、これは、Googleがデータセンターを接続する通信回線をより詳細に制御する方法です。



ちなみに、MicrosoftとFacebookは、Googleの例に従って、大西洋横断ケーブルMAREAを敷設するためのコンソーシアム形成しています。



ヨーロッパのネットワーク







主な通信チャネルが現代文明の循環システムと比較される場合、ヨーロッパはその中心です。



ヨーロッパの主要運河の地図は毎年少しずつ変更されています。 最大のネットワークノード間に、より大きな帯域幅および/またはより少ない遅延で(つまり、より最適なルートに沿って)新しいチャネルが配置される場合があります。 場合によっては、チャネルは一般に「消失」する可能性があります。つまり、何らかの理由でオペレーターが1つの都市から別の都市にリンクをリダイレクトすると決定した場合、チャネルは使用されなくなります。 2000年代初頭、世界最大の国際通信チャネルはニューヨーク-ロンドン大西洋横断ルートでしたが、2009年にはより厚いアムステルダム-ロンドンチャネルが敷設され、この記録は新しい「チャンピオン」-フランクフルト-パリルートによって破られました。



この頃、ヨーロッパで最大の4つのトラフィック交換ポイントを持つネットワーク回線の最終構造が形成されました。



  1. フランクフルト
  2. ロンドン
  3. パリ
  4. アムステルダム


世界の統計によると、 各国で最も人気のあるサイトのうち、平均して(平均で)ホスティングされているのは約25%だけです。 明らかな理由から、中国、イラン、トルコ、ロシアでは、全国ホスティングの割合がはるかに高くなっています。





一部の国で最も人気のある100サイトのサーバーの物理的な場所、2015年4月。 出典:TeleGeography



ロシアとのつながり



信頼性の観点から、ロシアを世界のインターネットに接続する最大のトラフィック交換ポイントの近くにサーバーを配置することが最適です。



ある意味、ロシアは幸運でした。 世界最大のネットワークハブは、ロシアのインターネットセグメントの隣にあります。 地理的に最も近く、偶然にも世界最大のトラフィック交換ポイントは、フランクフルトのDE-CIXです。 平均負荷3.2 Gbit / sの3つのロシア最大のトラフィック交換事業者であるMSK-IX( 2 Tbits / s )、Data-IX( 2 Tbits / s )、W-IX( 1 Tbits / s )が接続されています。



Rostelecomのバックボーンネットワークマップと国際バックボーンオペレーターRETNのマップは 、ロシアのセグメントがどのチャネルを介して世界最大の交換ポイントに接続されているかを示しています。 モスクワからフランクフルトまでの新しいRostelecom高速回線も指定されています。





Rostelecomのトランクネットワークのマップ





RETNトランクカード



トラフィックを交換するために、事業者は相互に契約を結ぶか、 W-IXのようなより高度なピアリングを選択できます。 このシステムは第2レベルの1つの都市内で機能し、参加者間の通信は他のピアリングと同様に直接実行されます。 同時に、ルートサーバーを介して、W-IXが参加している他のすべてのトラフィック交換ポイントとの通信が実行されます。





W-ix



W-IXには、最大のトラフィック交換ポイント間に独自の国際チャネルがあります。





W-ix



専門家は、近年、主な視聴者がいる国の国境内にサーバーを配置すると、トラフィックのローカライズに一定の傾向があることに注目しています。 機密情報の漏洩の脅威に関連するCDNサービスの配布と情報セキュリティ対策は、ローカライズに有利に働きます。 現在、ロシアだけでなく、他の国でも、国内のみに機密情報(金融および医療の性質を含む)を保存することを義務付ける法律を検討しています。



幸いなことに、ローカリゼーションの要件は限られた数のWebサイトにしか影響を与えないため、インターネット企業は自分のニーズに基づいてホスティング場所を選択できます。 サーバーをグローバルネットワークハブの近くに配置すると、データセンターやホスティングプロバイダーを含むすべての関連ネットワークインフラストラクチャがハブに集中しているため、グローバルな視聴者がサーバーにアクセスしやすくなり、はるかに安価になります。










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