網際網路交換中心

網際網路交換點（Internet exchange points，簡稱IXes或IXPs，或稱網際網路交換中心）是網際網路的物理基礎設施之一，允許連入網際網路服務提供商（ISP）的自治系統網路交換發往各自網路的數據。這些交換點通常位於預先與多個不同網路（數據中心）連接的地方，並運營著物理互聯基礎設施（網路交換器）以連接其參與者。大多數交換點是由獨立於參與者的非營利組織運營。網際網路交換點是公共對等互連的一種實現，其主要替代是私有對等互連，也就是某兩個ISP自行互聯。

網際網路交換點減少了ISP必須通過上游轉接（Transit）提供商傳輸的流量，從而降低了他們服務的平均每比特傳輸成本。它還可以增加網路可用路徑的數量，從而提高路由效率（允許路由器選擇更短的路徑）和容錯能力。網際網路交換點表現出網路外部性的經濟學特徵。

## 歷史

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網際網路交換點最初被稱為網路接入點（Network Access Point，NAP），是阿爾·戈爾的國家資訊基礎設施計劃（NII）的關鍵組成部分。該計劃定義了從由美國政府資助且禁止商業網路流量運作的國家科學基金會網路（NSFNET）過渡為現在的商業性網際網路。其中四個網路接入點被定義為過渡數據通信設施，允許網路服務商（NSP）在其中交換網路流量，以取代原來公開資助的NSFNET網際網路骨幹網。國家科學基金會簽訂了支持四個網路接入點運作的合同，其中一個是華盛頓特區現有的由城域光纖系統（MFS）提供的「城域區域交換東」（MAE-East），另外三個是Sprint、Ameritech（現AT&T）、太平洋貝爾分別在紐約、芝加哥、舊金山灣區利用新技術和新設備建設的新設施。作為一種過渡戰略，它們有效地為網際網路，從最初作為政府自主的學術實驗性網絡，轉變為多個私營企業和競爭對手合作組建成網中之網，將網際網路流量從網際網路交換點上的提供點傳輸到使用者所在點的消費點。

這個轉變尤其及時，緊隨著ANS CO+RE風波之後，這場風波擾亂了新興行業，導致美國國會對此進行聽證，批准了一項允許國家科學基金會推廣和使用承載商業流量的網路，促使基金會檢察長對NSFNET的管理進行審查（儘管未發現嚴重問題），這使得商業網路運營商意識到他們需要能夠獨立於第三方或在中立的網路交換點進行通信。

當時由電信運營商建設的三個NAP設施在聯邦補貼到期後不久就銷聲匿跡，但MAE-East還是持續運營了十五年，在美國西海岸與其類似的城域區域交換西（MAE-West）則持續運營了二十多年。

## 功能

網際網路交換點的主要目的是允許網路之間通過交互設備直連互通，而不需要通過一個或多個第三方網路。

直連互通的主要優點在於成本、延遲和帶寬優勢。在成本方面，通過交換設備的流量通常不會計算任何一方的收費，而流向上游ISP的流量則需要付費。一般情況，這些直連互通通常兩個網路在同一個城市內進行，避免需要將從一個網路傳送到另一個網路的數據流量需要傳輸過其他城市，甚至其他大陸，從而減少了延遲。速度優勢在長距離連接不發達的地區最為明顯。連接質量較差地區的ISP可能需要比北美、歐洲、日本的ISP多支付10到100倍的數據傳輸費用。因此，這些ISP比其他地區的網際網路連接速度帶寬更有限和更慢。然而，通過本地網際網路交換點連接可以允許他們與限制無限制、無成本低在本地傳輸數據，從而極大地提高此類相鄰ISP的客戶之間的網路帶寬和速度。

網際網路交換點是多個網路互聯的公共場所。公共對等互連就是在此類場所中，而私有對等互連則是通過兩個網路的直連線路。

## 操作方式

### 技術層面

網際網路交換點設施內由數量不少的交換機組成，用於給ISP等網路連接其中。在交換機出現之前，會通過光纖中繼器間連結（FOIRL）集線器或者光纖分布式數據接口環（FDDI）相互連結，直到1993至1994年後才遷移到基於光纖分布式數據接口或者乙太網的交換機。1990年後期，異步傳輸模式交換機在一些IXP上短暫使用過。位於斯德哥爾摩的Netnod曾經使用空間重用協議（一種思科開發的網路協議）來處理網路流量，但基於乙太網更為主流。

網際網路交換點設施提供各種速度的乙太網埠，在一些小型發展中國家的網際網路交換點存在百兆乙太網埠，而一些發達國家的大型網際網路交換點則主要是10G乙太網埠，像阿姆斯特丹的阿姆斯特丹網際網路交換中心和法蘭克福的德國商業網際網路交換中心則存在100G乙太網埠。

### 業務層面

網際網路交換點的主要的業務和運營模式包括：

- 非營利協會（通常是參與設施的ISP組成）
- 運營商中立的營利性公司（通常是託管這些交換點的數據中心的運營商組成）
- 大學
- 政府機構（通常是國家範圍內的通信部門或監管機構，或地方範圍內的市政府）
- 非法人的非正式網路聯盟（由開放式多方合同定義，沒有獨立的法律存在）

網路之間流量交換的技術和業務物流受雙邊或多邊對等協議管轄。根據此類協議，流量交換無需支付費用。當交換點設施產生運營成本時，通常由所有參與者分攤。

在更昂貴的交換點設施，參與者需要支付年費或者月費，通常是針對其使用的埠速率或者數量，基於流量收費通常不常見，因為這會限制交換點的發展。部分設施會收取設備費，以抵消新參與者所需的交換機埠和任何接口適配器的成本。

### 流量交換

網際網路交換點上兩個參與者之間通過邊界網關協議（BGP）配置相互的路由資訊來控制相互的網際網路流量交換。通過宣告對等互聯關係（Peering），選擇將流量路由到他們自己的地址，或者他們連接的其他ISP地址，對等互聯關係的另一方也可以使用路由過濾，來選擇地接受這些路由資訊從而相應控制接收路由到的流量，或者忽略這些路由資訊並使用其他路由資訊來轉發這些流量。例如一個企業網路需要訪問公共雲網路來獲得數據，正常情況下需要經過公共網際網路的網路轉接訪問，但如果在IXP等位置建立直接對等互聯，該企業網路就可以與公共雲網路直接相連訪問，而不需要繞經公共網際網路等第三方網路。

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- 一種通過第一層（物理層）或者第二層（數據鏈路層）方式實現互聯的網際網路交換中心

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- 一種通過第三層（網路層）方式實現互聯的網際網路交換中心

## 實例

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### 中國大陸

2000年左右，工信部在上海、北京、廣州三地先行設立骨幹直連點和網際網路交換中心（NAP）。

從2019年起，該部門又開始啟動新型網際網路交換中心（IXP）試點。

2019年10月16日，工業和資訊化部批覆同意在杭州開展國家級新型網際網路交換中心試點。同年10月19日的烏鎮網際網路大會上，國家（杭州）新型網際網路交換中心揭牌。2020年6月，國家（杭州）新型網際網路交換中心的運營主體——浙江省新型網際網路交換中心有限責任公司正式成立。6月30日，國家（杭州）新型網際網路交換中心正式啟用。

2020年12月11日，工信部復函深圳市人民政府，同意在深圳前海開展新型網際網路交換中心試點。2021年4月14日，國家（深圳·前海）新型網際網路交換中心揭牌。同年6月30日，國家（深圳·前海）新型網際網路交換中心如期舉行交換平台上線試運行儀式。同年8月30日，國家（深圳·前海）新型網際網路交換中心完成首批接入客戶簽約儀式。

2020年12月11日，國家工業和資訊化部批覆，在寧夏中衛試點建設國家級新型網際網路交換中心，是工信部首批四個新型網際網路交換中心試點之一。2021年6月29日，國家(中衛)新型網際網路交換中心暨寧夏中衛市新型網際網路交換中心有限責任公司正式起航。

2021年8月，《國家（上海）新型網際網路交換中心試點工作的請示》正式獲得工信部批覆。同年12月20日，國家（上海）新型網際網路交換中心在中國（上海）自由貿易試驗區臨港新片區揭牌並正式啟動運營。

### 香港

- 香港國際網際網路交換中心

### 台灣

- 台灣網際網路交換中心
- 台北網際網路交換中心
- 亞太網際網路交換中心

### 新加坡

- 新加坡網際網路交換中心

## 外部連結

- 歐洲網際網路交流協會
- 全球網際網路交換點從Jacco Tunnissen（BGP4.AS）
- 數據交換中心的 Internet Exchange目錄
- 數據中心地圖中的 Internet交換點
- Computers/Internet/Routers_and_Routing/Internet_Exchanges/
- 對等資料庫
- Lookin'Glass。組織 IX的BGP Looking Glass服務。