什么是实时互联网骨干网？

实时互联网骨干网是一种支持全球范围内高速、大容量数据传输的网络基础设施。骨干基础设施由各类电信运营商、政府及其他大型机构拥有并管理。各网络通过相互协议连接至其他骨干网，从而实现流量在整个互联网上的传输。互联网骨干网的实时可用性取决于基础设施的构建位置与方式，包括其协议、冗余机制及网络设计。

互联网骨干网并非单一系统。它是由高速核心网络和路由器组成的去中心化互联集合，能够在几毫秒内实现跨区域或跨大洲的数据传输。光纤电缆是骨干网最常用的通信介质之一。光纤能提供巨大的带宽；当骨干网中的光纤线路与其他传输介质隔离时，其信号衰减和损耗极低。

在这一基础设施上传输的数据会被拆分成数据包并发送至交换点，随后转发至目标网络。

去中心化

互联网并不依赖单一控制点，而是以分散的网络互联形式运行，路由决策由各个路由器和端点设备在本地处理。互联网骨干网架构充当了长距离数据传输的“高速公路”。由于互联网核心架构不存在单点故障，它具备极高的容错能力，能够灵活应对网络拥塞或中断等状况。

互联网骨干网路由

互联网骨干网及其他主要网络利用边界网关协议（BGP）交换路由信息，并在出现问题时动态重新路由流量。例如，如果某条主要路由不再有 BGP 流量，即表明发生了网络中断。骨干网的核心路由器随即开始重新路由流量，以避开故障区域。

BGP 还支持任播 DNS（域名系统），允许单个 IP 地址在全球多个地点托管。当最终用户请求启用任播 DNS 的目标服务时，其 ISP 会将请求路由至最近的可用服务器。这种路由方式有助于缩短响应时间，并最大限度减少需要在实时互联网骨干网上进行长距离传输的流量。

边缘处理

为应对互联网上日益增长的服务与媒体传输需求，越来越多的数据处理工作正转移至网络边缘进行。就网络跳数而言，边缘位置比核心内部系统更靠近客户。内容分发网络（CDN），例如 Amazon CloudFront，以及云服务提供商在靠近用户的边缘站点部署计算资源，以提高内容分发的速度和可靠性。

传统局域网（例如小型企业使用的网络）通常只有少量端点连接到少数几个核心资源。例如，一个局域网可能包含连接到文件服务器和应用服务器的多台台式机、笔记本电脑及打印机。这些资源都在一个明确界定的网络边界内运行。互联网骨干网的架构遵循不同的设计原则，因为骨干网的构建旨在实现大规模数据传输，而非提供专用的互联网接入服务。

骨干网发生故障可能会对全球互联网的可用性产生重大影响。其设计确保了不存在单点故障。如有必要，流量会自动通过其他骨干网路径或区域网络重新路由。BGP 协议广泛用于局部自动化路由智能。不过，某些链路（例如连接各大洲的主要海底光缆）至关重要，一旦发生故障，可能会导致严重中断。

光纤电缆

高容量、低延迟的光纤是核心网络基础设施的主要传输介质。这些光缆通过光脉冲来传输数据。与其他大多数传输介质相比，光纤电缆具有极高的带宽。这些电缆能够抵抗电磁干扰，尤其是在采用屏蔽布线（常见于骨干基础设施）的情况下。互联网骨干网运营商在主要枢纽之间、跨越洲际以及跨海海底铺设这些光纤电缆。

核心路由器

核心路由器是当前技术代际中较为强大、带宽较高的路由器之一。它们经过专门设计，能够以尽可能高的速率转发网络流量，并支持互联网骨干网上使用的所有当前网络协议。

互联网交换点（IXP）

骨干网服务提供商在被称为“互联网交换点”（IXP）的物理场所交换发往彼此网络的数据。当这种交换自由进行时，该模式被称为公共对等连接。专用的 IXP 数据中心是拥有大量参与网络连接的运营商进行互联互通的场所。IXP 的主要替代方案是直接对等连接或私有对等连接协议。在这种模式下，运营商直接交换数据，且运营商之间通常存在某种形式的经济补偿。

边缘计算与 CDN 集成

尽管传统的实时互联网骨干网主要是一种数据传输架构，但现代骨干网模糊了传输与服务交付之间的界限。如今，主要运营商通过将自身的私有实时互联网骨干网架构与内容分发网络（CDN）及其他运行于网络边缘的服务相集成，将内容和计算资源推送到更靠近用户的位置。

实时互联网骨干网架构旨在实现全球范围内数据传输的高速度与高可靠性。

更低延迟

延迟是指网络请求与服务器响应之间的时间差。以最高效率运行的互联网骨干网有助于保持低延迟。对于需要长距离、近乎即时传输的应用（如实时通信、金融交易和游戏）而言，这一点至关重要。组织通常会采用将专用互联网骨干网与 CDN 相结合的方案来实现这一目标。

可靠性

骨干网在构建时采用了广泛的冗余设计。如果某条跨洲线路中断或出现流量拥塞，核心路由器可以利用 BGP 迅速识别问题，并将流量重新路由至次优但最快的可用路径。

可扩展性

企业人工智能应用、云服务及视频流媒体业务的增长正在推动带宽需求增长。互联网骨干网通常采用超大容量光纤传输数据，以应对流量激增。动态重路由流量的能力也有助于确保骨干基础设施能够适应数据量的剧烈波动。

稳定的网络性能

鉴于其在互联网架构中的核心地位，骨干网系统必须按极致性能标准进行设计。跨洲传输流量的冗余路径以及自动调整流量路径的高速重路由机制，共同确保了服务性能的稳定性。

您可以采用多种不同的配置来部署实时互联网骨干网。公共对等连接是许多人熟悉的经典开放互联网模式。此外，还存在私有对等连接、混合模式以及软件定义网络架构。

公共对等连接

公共对等连接是指在网络互连点共享流量的行为。对于实时互联网骨干网而言，这种连接通常发生在 IXP；在这些中心，多家一级互联网服务提供商、云服务提供商及 CDN 相互连接，并交换发往彼此网络的流量。拥有大量此类预建连接的主要数据中心通常被指定为 IXP。根据双方协议，服务提供商在承载彼此的流量时互不收费，这使得该模式高效且经济。

私有对等连接

私有对等连接是指两个大型网络之间建立的直接专用连接。它就像是一个私有的一对一 IXP。当服务提供商需要在彼此网络之间直接传输大量数据时，通常会采用私有对等连接。这种方式允许它们完全绕过第三方网络，从而提供更高的带宽和更好的性能。此外，它们还将获得对互联网骨干网流量的更强控制能力。亚马逊等大型公司使用私有对等连接（如 Amazon Direct Connect）来确保其云服务的高质量交付。

混合模式

由于私有和公共对等连接模式各有其优势，大型组织通常会采用混合方法将两者结合使用。例如，一家公司可能会与其最大的流量合作伙伴采用私有对等连接，以避开公共互联网，从而确保性能稳定可靠。对于其他常规流量，则可以通过 IXP 进行公共对等连接。混合对等连接模式之所以广受欢迎，是因为它能帮助机构根据具体应用场景在成本与性能之间取得平衡。

软件定义网络（SDN）

在传统网络架构中，硬件设备同时负责流量转发和路由决策。软件定义网络将这些功能解耦，从而实现对网络逻辑的集中管理。将这一技术应用于互联网骨干网架构时，优势尤为显著。运营商能够实现流量管理的自动化，从而即时应对网络拥塞并快速部署新服务。

AWS 提供一系列服务，可帮助您满足实时网络连接和需求。

Amazon CloudFront 是一项内容分发网络（CDN）服务，支持您在全球范围内以低延迟和高传输速度安全地分发内容。

Amazon Direct Connect 可在您的本地网络和 AWS 之间创建专用网络连接，从而以最快的速度链接到云资源和应用程序。

Amazon Global Accelerator 使用亚马逊云科技全球网络提升应用程序的可用性、性能和安全性。您可以将用户流量接入 Global Accelerator 的任一边缘站点，并享受独立于 DNS 的确定性路由服务。

Amazon Local Zones 让您能够轻松地在特定地理位置的端点和资源上本地运行对延迟敏感的应用程序部分。

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