什么是自治系统?
什么是自治系统?
自治系统是指由单个管理实体控制的小型网络。您可以通过互联网号码分配机构(IANA)分配的自治系统编号来唯一标识此类网络。数据从源 IP 地址传输到目标 IP 地址的过程中,会在自治系统之间传输。自治系统的示例可能包括互联网服务提供商、大型企业和大学。
自治系统是如何工作的?
自治系统(AS)是构成互联网的较小网络。自治系统可以是拥有家庭和企业客户的互联网服务提供商(ISP)、云提供商在特定区域内的服务、拥有多个广域网的政府机构、拥有各种局域网的大型大学,或者是跨国企业。
为了让系统知道如何跨国将数据从一个 IP 地址发送到另一个 IP 地址,它们必须知道如何在网络中为数据包规划路由。自治系统与其他一个或多个 AS 建立有网络连接。AS 会被分配用于其内部网络设备的 IP 地址块(即 IP 地址空间),并根据内部策略在内部网络中路由流量。
通过将多个 AS 互连,便可在互联网上路由流量,包括跨越多个自治系统传输流量。这意味着,位于某个自治系统内某 IP 地址上的设备可以将数据发送至世界另一端另一个自治系统内另一 IP 地址上的设备。AS 是互联网的骨干,也是数据在互联网上流通的基础。

自治系统之间的路由是如何处理的?
要在 AS 之间路由流量,必须采用一种商定的协议来实现。在自治系统间的路由场景中,该协议即为边界网关协议(BGP);自治系统利用通用的 BGP 协议相互交换互联网流量并进行路由。
边界网关协议
每个自治系统通过自身的 BGP 路由器与另一个自治系统的 BGP 路由器连接,从而共享各自可达的 IP 地址信息。两个 AS 交换路由信息,以获知如何到达其他 IP 地址,进而实现跨互联网的流量路由。边界网关协议负责确定跨越各种网络的最佳数据路径,其决策依据包括成本、性能以及相对于转接链路更倾向于使用对等互联链路等多种策略。每个自治系统都使用 BGP 来设定各自的明确路由策略。
路由策略
自治系统会根据特定 IP 地址段的流量大小、网络链路的可靠性或延迟等因素来动态调整其 BGP 策略。这种调整策略的做法被称为“流量工程”。出站流量工程策略比入站流量工程策略更容易实施。流量工程师使用 traceroute 等工具来检查数据包在整个网络中经过的跃点。这有助于他们确定可能存在效率低下的环节。
自治系统编号是如何运作的?
每个自治系统(AS)都必须注册一个全球唯一的自治系统编号(ASN)才能与其他网络连接。自治系统编号通常是公开的,以便连接到更广泛的互联网;不过,如果仅与另一个网络实体连接,也可以使用私有编号。自治系统通过向相关的区域互联网注册机构(RIR)注册来获取 ASN。RIR 还负责向包括 AS 在内的网络分配 IP 地址。
如果某个实体希望自行管理其网络并接入更广泛的互联网,注册过程至关重要。全球共有五个区域互联网注册机构:
- 非洲网络信息中心(AFRINIC)
- 美国互联网号码注册机构(ARIN)
- 亚太网络信息中心(APNIC)
- 拉丁美洲和加勒比网络信息中心(LACNIC)
- 欧洲 IP 网络协调中心(RIPE NCC)
自治系统之间存在哪些不同的关系?
联网的自治系统之间主要有两种用于数据交换的关系:中转和对等连接。
传输
中转是指两个自治系统(AS)之间建立“客户-服务提供商”关系。在这种情况下,下游的客户 AS 向服务提供商 AS 付费,由后者负责路由流量,并将客户的 IP 地址通告给更广泛的互联网。对于那些无法直接连接到其他自治系统的小型 AS 而言,这种方式可能是必要的,有助于它们以更优的路由路径更快速地接入互联网。
对等连接
对等连接是指自治系统之间相互共享各自(及各自下游客户自治系统)的路由信息,并免费进行流量交换。这种方式也被称为免结算对等连接。两个不同自治系统之间的直接连接被称为私有对等连接。当两个以上的 AS 通过互联网交换中心的交换机建立多方对等互联关系时,这被称为公共对等连接。

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