Internet Structure

❓ 문제 정의

• 인터넷은 수백만 개의 접속 네트워크(ISP)들로 이루어진 거대한 "네트워크의 네트워크"이다. 즉, 각 지역의 ISP들은 각자의 고객들이 인터넷에 연결될 수 있도록 서비스를 제공한다.
• 그렇다면, 각 ISP(Access Net)가 어떻게 다른 ISP들과 연결될 수 있을까?

만약 각 Access ISP가 다른 모든 Access ISP와 직접 연결되어 있다면?

• 연결의 수가 $N^2$로 증가하여 규모가 매우 커진다.
• 이는 네트워크가 확장됨에 따라 관리 및 유지 보수가 어려워질 수 있다.

만약 각 Access ISP가 Global transic ISP에 연결되어 있다면?

• 고객과 제공자 간의 경제적 계약을 통해 이러한 연결이 설정된다.

  • Access ISP는 Global ISP와의 계약을 통해 비용 효율적으로 데이터를 전세계적으로 전송할 수 있는 경로를 확보한다.

• 네트워크 관리가 훨씬 단순해지고 효율적인 데이터 흐름이 가능해진다.

• 그러나 하나의 Global ISP가 있으면, 경쟁 ISP가 생기게 된다.

  • 경쟁적인 환경에서 Global ISP들이 고객에게 서비스를 제공하려면, 서로 간에 그리고 Access Network와 연결되어야 한다.

• IXP(Internet exchange point)

  • ISP들 간의 데이터 교환을 용이하게 하기 위해 설치된 물리적인 네트워크 접점이다.

• Peering link (피어링 링크)

  • 서로 다른 ISP들 사잉 설정된 직접적인 연결로, 데이터 교환을 통해 네트워크 트래픽을 처리한다.

• 그리고 Access Networks를 ISPs에 연결하기 위해 Regional Networks가 등장할 것이다.

• 지역 네트워크 (Regional Network)

  • 특정 지역의 Access Networks를 여러 ISP로 연결하는 중간 역할을 한다.
  • 이 네트워크는 지역적인 연결성을 강화하고, 액세스 네트워크와 글로벌 ISP 사이의 데이터 전송을 원활하게 한다.

• Google, Microsoft와 같은 content provider networks는 자체 네트워크를 운영하면서 서비스와 컨텐츠를 최종 사용자에게 더 가깝게 제공한다.

Internet Structure: Network of Networks

인터넷 구조는 다음과 같다.

Tier 1 ISP

• 전 세계적으로 연결된 대규모 네트워킁다.

• Tier 1 ISP는 서로 피어링을 통해 직접 연결되며, 이를 통해 글로벌 데이터 트래픽의 교환을 가능하게 한다.

Regional ISP

• 지역적인 범위 내에서 인터넷 접속 서비스를 제공한다.

• 이들은 보다 큰 Tier 1 ISP에 의존하여 데이터를 교환하거나 인터넷에 접근한다.

Access ISP

• 사용자에게 직접적으로 인터넷 서비스를 제공한다.

• 일반적으로 가정이나 소규모 사업장에 서비스를 제공하는 지역 또는 로컬 ISP이다.

Internet Exchange Points (IXP)

• 여러 ISP가 물리적으로 서로 연결되는 장소이다.

• IXP를 통해 데이터 트래픽은 보다 효율적으로, 비용을 절감하며, 지연 시간을 최소화하면서 교환될 수 있다.

Content Provider Network

• 구글과 같은 컨텐츠 제공자는 자체척인 프라이빗 네트워크를 운영하여 데이터 센터를 인터넷에 연결한다.

• 이 네트워크는 때때로 Tier 1 또는 지역 ISP를 우회하여 직접적인 데이터 교환을 가능하게 할 수 있다.

Point-of-Presence (POP)

• POP는 인터넷 백본과 고객 사이에서 데이터 트래픽을 중계하는 중요한 네트워크이다.

  • 고객으로부터 오는 데이터를 인터넷 백본 네트워크로, 그리고 그 반대로 전송하는 역할을 한다.

  • 각 POP는 여러 고객과 백본을 연결하는 하나 이상의 라우터를 포함한다.

• POP들은 피어링 연결을 통해 서로 데이터를 교환할 수 있다.

  • ISP 간의 데이터 트래픽을 원활하게 하고, 네트워크의 효율성을 증가시킨다.

• POP는 사용자와 지리적으로 가까운 위치에 설치되어 접근성을 높이고 지연 시간을 줄인다.

• 대규모 데이터 트래픽을 효과적으로 처리하고 관리하여, 네트워크 혼잡을 줄이고 전체 성능을 향상시킨다.

• 피어링을 통해 ISP는 트래픽 교환 비용을 절감할 수 있으며, 이는 서비스 비용에도 영향을 미친다.