Internet synnyttää valtavia määriä tietokoneiden välistä liikennettä, ja sen varmistaminen, että kaikki tämä liikenne voidaan toimittaa minne tahansa päin maailmaa, edellyttää valtavan joukon nopeiden verkkojen yhdistämistä, jota kutsutaan internetin runkoverkoksi, mutta miten se toimii?

Mikä on internetin runkoverkko?

Kuten mikä tahansa muukin verkko, internet koostuu liityntäyhteyksistä, jotka siirtävät liikennettä suuren kaistanleveyden reitittimiin, jotka siirtävät liikennettä sen lähteestä parasta käytettävissä olevaa reittiä kohti määränpäätä. Tämä ydin muodostuu yksittäisistä nopeista valokuituverkoista, jotka ovat vertaisverkossa keskenään ja muodostavat internetin runkoverkon.

Yksittäiset runkoverkot ovat yksityisomistuksessa Tier 1 -internetpalveluntarjoajilla (Tier 1 Internet Service Provider, ISP), jotka ovat jättimäisiä operaattoreita, joiden verkot on sidottu yhteen. Näitä palveluntarjoajia ovat AT&T, CenturyLink, Cogent Communications, Deutsche Telekom, Global Telecom and Technology (GTT), NTT Communications, Sprint, Tata Communications, Telecom Italia Sparkle, Telia Carrier ja Verizon.

Yhdistämällä nämä kaukoverkot toisiinsa Tier 1 -palveluntarjoajat luovat yhden maailmanlaajuisen verkon, joka antaa kaikille niille pääsyn koko Internetin reititystaulukkoon, jotta ne voivat tehokkaasti toimittaa liikenteen määränpäähän yhä useampien paikallisten palveluntarjoajien hierarkian kautta.

Fyysisen yhteyden lisäksi näitä runkoverkon tarjoajia pitää yhdessä yhteinen verkkoprotokolla, TCP/IP. Ne ovat itse asiassa kaksi protokollaa, kuljetuksenohjausprotokolla ja internetprotokolla, jotka luovat yhteyksiä tietokoneiden välille, varmistavat yhteyksien luotettavuuden ja muodostavat viestejä paketeiksi.

Internet-vaihtopisteet (IXP) sitovat runkoverkon yhteen

Runkoverkon Internet-palveluntarjoajat kytkevät verkkonsa toisiinsa vertaisverkkopisteissä (peering points), jotka ovat neutraalisti omistettuja paikkoja, joissa on huippunopeat kytkimet ja reitittimet, jotka siirtävät liikennettä vertaisverkon välillä. Ne ovat usein kolmansien osapuolten, joskus voittoa tavoittelemattomien järjestöjen, omistamia, jotka helpottavat runkoverkon yhdistämistä.

Osallistuvat Tier 1 -palveluntarjoajat auttavat rahoittamaan IXP-pisteitä, mutta eivät veloita toisiaan toisten Tier 1 -palveluntarjoajien liikenteen kuljettamisesta, mikä tunnetaan nimellä settlement-free peering. Tällaiset sopimukset poistavat mahdolliset taloudelliset kiistat, jotka saattaisivat hidastaa internetin suorituskykyä.

Miten nopea runkoverkko on?

Internetin runkoverkko koostuu nopeimmista reitittimistä, jotka voivat tarjota 100 Gbps:n runkonopeuksia. Näitä reitittimiä valmistavat muun muassa Cisco, Extreme, Huawei, Juniper ja Nokia, ja ne käyttävät BGP-protokollaa (border gateway protocol) liikenteen reitittämiseen keskenään.

Miten liikenne pääsee runkoverkkoon

Tier 1-palveluntarjoajien alapuolella ovat pienemmät Tier 2 ja Tier 3-palveluntarjoajat.

Tier 3-palveluntarjoajat tarjoavat yrityksille ja kuluttajille pääsyn internetiin. Näillä palveluntarjoajilla ei ole omaa pääsyä internetin runkoverkkoon, joten yksinään ne eivät pystyisi yhdistämään asiakkaitaan kaikkiin miljardeihin internetiin liitettyihin tietokoneisiin.

Tier 1 -palveluntarjoajien liittymien ostaminen on kallista. Niinpä Tier 3 -palveluntarjoajat tekevät usein sopimuksia Tier 2 -palveluntarjoajien (alueellisten) kanssa, joilla on omat verkkonsa, jotka pystyvät toimittamaan liikennettä rajoitetulle maantieteelliselle alueelle, mutta eivät kaikille internetiin kytketyille laitteille.

Tätäkin varten Tier 2 -palveluntarjoajat tekevät Tier 1 -palveluntarjoajien kanssa sopimuksia maailmanlaajuiselle runkoverkolle pääsystä ja tekevät näin koko internetin asiakkaidensa ulottuville.

Tämän järjestelyn ansiosta toisella puolella maailmaa sijaitsevan tietokoneen liikenne voi olla yhteydessä toisella puolella sijaitsevaan tietokoneeseen. Liikenne kulkee lähdetietokoneesta Tier 3 -palveluntarjoajalle, joka ohjaa sen Tier 2 -palveluntarjoajalle, joka ohjaa sen Tier 1 -verkon runkoverkko-operaattorille, joka ohjaa sen sopivalle Tier 2 -palveluntarjoajalle, joka ohjaa sen Tier 3 -yhteyspalveluntarjoajalle, joka toimittaa sen määränpäänä olevalle tietokoneelle.