互联网交换中心

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互联网交换中心2010-07-11 09：13 NAP(Network Access Point)是为提

高不同的ISP之间的互访速率，节约有限的骨干网络资源，在全国或某一地区

内建立的统一的一个或多个交换中心，为国内或本地区的各个网络的互通提供

一个快速的交换通道。在国际上已经有很多NAP在运行，为不同的ISP提供互联，中国的ChinaNet就是通过专线连在美国的PNAP上，从而与UUNet的网络

交换信息。在国内也有上海交互网交换中心等地方采用NAP结构实现不同ISP

之间的互联。

NAP的源渊NAP的最早出现是在NSFNET中。在NAP出现之前，基本上所有

的Internet数据都是通过NSFNET骨干网来交换的，随着Internet的飞速发展，NSFNET已经不堪重负。因此，CIX(Commercial Internet Exchange)的概念被

提出了。在CIX节点上，通过将一些ISP互联来减轻穿过NSF骨干网的数据量。在1993年5月，NSF正式提出了NAP的概念，建议各大型ISP之间的数据量通

过一些互联节点NAP来交换。在1995年4月，NSFNET的骨干网被关闭，

Internet就变成了现在这种通过NAP互联的结构。现在，在美国大约存在11

个公共NAP节点与数百个专用交换节点。建立NAP的目的是进行Internet数据的高速交换，因此常见的NAP节点所应用的核心技术为链路的高速交换，如：ATM交换、快速以太网交换、FDDI、千兆交换等。另外，NSF推荐在建立NAP节点时使用"路由仲裁"服务。路由仲裁服务是通过路由仲裁服务器，根据与NAP

的各客户间达成的协议来自动地设定相互间的路由政策。NAP节点的客户可以

通过双方协商来确定双方网络之间的路由政策。同时，多个客户之间也可以通

过签署多方协议来建立在多个客户之间的规则。

NAP体系结构图1 NAP网络结构图一般来讲NAP主要由以下几部分组成：

路由仲裁组(Routing Arbiter，RA)，路由服务器(Router Server，RS)，交换

设备，ISP的边界路由器。1.路由仲裁组它包括了下列服务：路由服务器用工

作站来实现。RS与ISP连在NAP点的路由器定时用BGP-4交换路由信息，根据

每个ISP各自的路由政策生成用户化的路由视图。路由服务器是NAP结构中采

用的新技术，它简化了NAP点上不同ISP自治域之间的路由寻径过程。RS为运

行特殊路由软件的工作站。它从每个连在交换中心上的ISP的路由器上搜集路

由信息，根据每个ISP的路由政策要求对搜集到的信息进行处理。然后将处理

后的路由信息传递给每个ISP的路由器。它和路由器之间采用BGP-4域间路由

协议交换路由信息。交换中心的路由服务器并不传递ISP间的数据包，相反，

它采用BGP第三方路由信息的特性将路由的下一站点直接指向提供此路由的路

由器，而非它自身。这样网络流量就直接从一个网络流向另一个网络，根本不

经过路由服务器，虽然路由信息是它提供的。另外，交换中心的ISP路由器只

须和路由服务器进行对等路由交换就能获得和它与每一个联在交换中心上的路

由器都进行对等交换获得的路由信息相一致的路由信息。2.路由仲裁数据库(Routing Arbiter Database，RADB)路由仲裁数据库是Internet Routing Registry(IRR)的一种路由信息数据库。在RADB中路由政策按照RIPE-181格式表示。分析软件通过处理RADB中的用户数据为RS生成路由器相应的配置文件。

3.交换设备交换设备部分可采用ATM交换机或局域网GE、FE方式。它只提供第二层的交换服务，不直接参与IP数据包的寻径过程，不限制ISP是用何种互联协议或者采用什么样的路由政策，也不对传输数据进行限制干预，配置情况取

决于连接ISP的个数和不同ISP之间数据流量的大小。4.ISP边界路由器每个ISP在交换中心网络上有一台独立的路由器用于和其它ISP的路由器交换网络

流量，同时和交换中心上的路由服务器交换路由信息。ISP边界路由器理论上

不属于NAP部分，但根据网络的实际情况，在交换中心建设方案中可以考虑由

交换中心装备，由各ISP自己负责其具体路由配置和管理。5.IP地址、DNS、

自治域号交换中心对IP地址的需要量很小，网络结构也不复杂，可以采用单以太网单IP块的方式分配。基本上是每个路由服务器一个IP，每个ISP的路由

器一个IP。交换中心的域名管理和分配不是交换中心建设的主要因素，从管理

和宣传的角度出发，交换中心可申请自己的独立的域名，如。交换

中心不需要建立自身独有的自治域号，每个接入交换中心的ISP网络都应当有

自身的自治域号，ISP路由器和路由服务器之间运行BGP-4协议。6.网络管理SNMP的网管服务不是交换中心必需的功能服务。但是考虑到交换中心应具备对NAP节点内部设备的管理功能，要具备基于链路数据流量进行统计、分析的能力；而且NAP作为一个独立于互联ISP的独立运营机构，不能依赖其他各方的

网管统计数据。因此在NAP节点内部配置适当的网管功能是十分必要的。NAP

的网管功能需要完成两个方面的要求：1 NAP内部的设备管理：交换设备和路

由服务器的管理，包括设备网络状态监控、故障管理、网络业务量统计(基于链

路)、路由管理及设置(路由服务器)、安全管理等功能。2 ISP路由设备的管理：对互联ISP放置在NAP节点内部的路由设备的管理，包括设备网络状态监控、

故障管理、网络业务量统计(基于网络层)。考虑到NAP运营机构的中立性质，

对ISP路由设备的管理，应在所有互联ISP达成共识的基础上实现。7.双边(多边)对等协议作为交换中心的运营和维护者应当为接入交换中心的ISP提供公平的对等关系，为不同的ISP之间资源共享提供服务，希望连入交换中心的ISP

可以和其他连入交换中心的ISP客户签立互相交换TCP/IP路由信息和

Internet网络通信的"双边对等协议"(Bilateral Peering Agreement)。另一

种方式是交换中心的ISP客户共同签署"多边对等协议"(Multi-lateral

Peering Agreement,MLPA)。在多边对等协议中定义了TCP/IP网络通信交换和

路由交换可接受的基本原则，ISP加入NAP的程序和协议的管理办法。在路由

服务器和路由数据库中根据协议的内容确定路由表信息。8.附加服务交换中心

还可以提供其它附加服务给ISP客户，提高交换中心的应用价值和用户网络的

性能。1高速缓存服务交换中心可以提供Web缓存服务器使用户可以利用其Web 浏览器的Proxy特性从"本地"获取WWW页面内容。甚至更进一步，交换中心可

以利用其在网络中的特殊的核心位置，配合ISP提供主机托管业务，实现各个ISP的用户对该主机的"本地"访问。当然，这种服务也可由ISP提供。2网络时钟协议(NTP)交换中心可以用一台NTP服务器提供高精度的GPS时间源。3数据

交换的流量流向统计分析服务。NAP可以基于链路的数据流量统计，并根据这

些信息对网络进行优化升级。NAP可以根据需要对不同ISP之间的数据流量进

行统计，利用特定的计费软件生成统计(计费需要ISP路由设备的网管支持)信

息提供给ISP，方便ISP之间结算(通常的NAP都不根据流量计费，而是通过年

费的方式回收成本，收费策略由交换中心运营者根据实际情况决定)。并且根据这些信息向互联的ISP提出对网络进行优化调整或设备升级的建议。

NAP的运营和管理1.NAP的中立与专用国外NAP基本上有两种设立方式：

中立方式(Public NAP)和专用方式(Private NAP)。中立方式主要是由多个规模相当的ISP通过签订多边协议共同建立或是由中立机构采取完全公益的方式建立；专用方式是指较大规模的ISP设立NAP，为小规模的ISP提供网络互联。

无论是中立方式还是专用方式建立的NAP，其业务运营的目标都应以服务于所

有互联的ISP为主。这是因为NAP的引入为各个互联ISP的网络调整和优化带

来极大的便利条件，而同时各个互联ISP又处于一种业务竞争的敌对状态，需