一、IXP概述
1、因由
长期以来,我国主要依靠骨干直联点与传统交换中心(NAP)疏导骨干互联单位网间流量,在此模式下,网络与网络之间要想互通,信息往往需要“绕路”,导致网络时延增加、质量下降。近年来,随着5G网络、人工智能(AI)、大数据等新兴技术的蓬勃发展,互联网流量呈现爆炸性增长,原有的互联网信息交换模式已难以满足大数据时代的通信需求,建立更高效便捷的数据交换平台日益迫切。为此,为适应我国互联网产业的高速发展,国家借鉴国际做法,通过布局新型互联网交换中心(IXP,Internet exchange point)基础设施,对我国传统互联网顶层架构和信息交换方式进行全新改革。新型互联网交换中心(IXP)是互联网时代信息高速公路的“交通枢纽”,可集中汇聚网络资源和互通流量,实现“一点接入,全网连通”,能有效提升网络性能,降低网络接入和流量交换成本,有利于构建布局合理、高速高效、动态灵活、安全可靠的互联互通体系,对于完善我国的互联网架构、加快网络强国建设有着重要意义。
2、NAP与IXP
对于早期的互联网交换中心,也即传统交换中心,在通信行业标准YD/T 1407-2005《互联网交换中心(NAP)互联通信质量技术要求和测试方法》中给出的定义是:互联网交换中心,又称网络接入点(NAP,Network Access Point),是两个或多个互连单位网络交会的公共平台及相关设施,主要完成不同互连单位之间的数据交换以及可能的路由发布。标准同时给出了互联网交换中心(NAP)与互联单位互连的典型抽象模型,如下图1-2所示。由图可知,互联网交换中心(NAP)是两个或多个运营商(注意:这里的运营商并非单指基础电信运营商)的IP网络的交汇点,负责把不同互连单位的IP网络在网络层链接起来,实现对流入和流出不同互连单位网络的IP包的传送服务。下表1-2给出了互联网交换中心(NAP)的相关技术特征。
图 1-2:互联网交换中心(NAP)与互联单位互连的典型抽象模型
表 1-2:互联网交换中心(NAP)的相关技术特征
目前,仍处于发展阶段的新型互联网交换中心暂没有明确的定义。但在工业和信息化部办公厅印发的《关于加快推进国家新型互联网交换中心创新发展的指导意见》(工信厅信管 [2025] 67号)中给出了新型互联网交换中心的概念,即:互联网交换中心(IXP,Internet eXchange Point)作为重要的新型信息基础设施,通过构建中立、公平、开放的流量集中交换平台,实现不同网络间数据高效流通,对于推动国家互联网架构优化演进、促进区域数字经济高质量发展具有重要意义。
新型互联网交换中心是传统型互联网交换中心(NAP)的发展演进,为了与NAP的区别,此时的互联网交换中心用IXP表示。IXP是不同互联网运营商之间(包括基础电信运营商、民营互联网服务商(ISP)、云服务商、IDC运营企业、CDN运营企业等)为连通各自网络而建立的中立、公平、开放的流量集中交换平台,是国际主流的流量交换模式,一般由第三方中立运营,是互联网的重要基础设施。
3、IXP与IDC
互联网交换中心(IXP)与互联网数据中心(IDC)均属于国家新型信息基础设施,且均是互联网底层的关键基础设施。然而,两者却有着本质的不同,它们分别扮演的是“交通枢纽”和“数据仓库”的角色。下表1-3从多个维度给出了IXP与IDC的差异。
表 1-3:IXP与IDC的具体差异
互联网交换中心(IXP)可以把它看组是一个专供不同网络公司交换数据的巨型交换机。在IXP出现前,属于不同运营商的用户互相访问,数据可能需要绕道遥远的第三方网络,速度慢、成本高。IXP为它们提供了一个中立、直接的对等互联点,让数据可以“直线”交换,大幅提升效率。其核心价值在于:降低延迟、节省带宽成本、提高网络可靠性。对于需要高质量互联的在线游戏、金融交易、云计算等服务至关重要。
互联网数据中心(IDC)是集中存放和管理大量服务器、存储和网络设备的专业化物理空间。用户无需自建机房,可以租用IDC的机柜、电力和网络,将自己的服务器托管其中,或直接租用IDC提供的云服务器等资源。核心价值在于:提供主要包括主机托管和云计算两大类服务,大型企业用户常采用托管自有设备的方式,而中小企业用户则更倾向于直接租用弹性的云资源。特别是,现代IDC正向“新型数据中心”演进,更强调高算力、高能效、更绿色低碳。
欲详细了解互联网数据中心(IDC)介绍的请进入。
在实际的互联网访问路径中,IXP和IDC是协同工作的:首先,用户访问请求通过运营商网络,可能经过一个IXP,以最优路径路由。接着,请求最终到达存放目标网站或应用服务器的IDC。最后,IDC内的服务器处理请求后,生成的数据再经由IXP等网络枢纽,返回到用户的设备。
二、IXP的试点与发展
1、首个试点IXP
关于新型互联网交换中心(IXP)的构建在国际上已有先例,如阿姆斯特丹AMS-IX、法兰克福DE-CIX等。根据我国互联网的发展需要,借鉴国际经验,工业和信息化部自2018年起,先后调研了广东、宁夏、浙江、雄安等多地,调研的目的就是开启国家新型互联网交换中心的构建,启动国家新型互联网交换中心(IXP)试点工作,旨在优化我国互联网顶层架构。于是,2019年10月,工信部批复同意首先在浙江杭州设立首个试点,并命名为“国家(杭州)新型互联网交换中心”。并在10月19日举行的第六届世界互联网大会(乌镇)期间正式揭牌。
首个IXP的运营原则是坚持 “中立、公平、开放、微利” 原则,以激发更多主体参与。管理模式采用“政府指导下的企业联合建设运营”模式,由基础电信企业和主要互联网企业共同组建公司运营。核心功能是实现“一点接入、多点连通”,旨在提升网络性能、降低流量交换与接入成本、促进网络资源开放共享。与过去的传统互联网交换中心(NAP)相比,此次试点的“新型”主要体现在下表2-1所述的内容。
表 2-1:IXP与传统NAP的主要区别
2、IXP的布局
国家(杭州)新型互联网交换中心试点启动后,工信部后续又陆续批复了宁夏中卫、深圳前海、上海临港的多点布局试点,构成了目前(2025年底)我国国家级的IXP体系。下表2-2-1汇总了四个中心的建立时间、地点与定位;下表2-2-2汇总了四个中心的目前的规模(包括峰值流量、物理端口、最大带宽等)情况。
表 2-2-1:国家四个IXP的建立时间地点与核心定位
表 2-2-2:国家四个IXP的建立规模情况
3、IXP的发展
通过这些IXP的试点、布局的运营积累,工业和信息化部办公厅在2025年12月25日印发了《关于加快推进国家新型互联网交换中心创新发展的指导意见》(工信厅信管 [2025] 67号),旨在明确发展思路和重点任务,推动我国互联网交换中心(IXP)创新发展,更好支撑新质生产力培育和网络强国、数字中国建设。
欲具体了解该《指导意见》具体内容的请进入。
三、互联网交换中心(IXP)的工作机理
1、IXP的体系结构
互联网交换中心(IXP)的体系结构可以从逻辑和物理上分为三个核心层次:第一层为网络交换平台;第二层为运营与服务平台;第三层为参与者与生态系统。其逻辑构成如下图3-1所示;下表3-1为各层的功能解读。
图 3-1:互联网交换中心(IXP)的体系逻辑结构示意图
表 3-1:互联网交换中心(IXP)的体系结构中层功能介绍
2、IXP的系统组件构成
由IXP的体系结构知,IXP的系统组件构成应包括:交换系统(核心是交换机集群及其互连(Fabric));路由系统(以路由服务器(RS,Route Server)为核心,运用边际网关协议(BGP)栈和策略引擎);对等互连平台(通常是一个在线数据库或工具(如Peering DB),促进参与者发现彼此并协商对等);管理系统;支持系统等。具体详见下表3-2的各系统相关功能介绍。
表 3-2:IXP的系统构成组件介绍
欲具体了解边际网关协议(BGP)介绍的请进入。
事实上,IXP建设通常是租用或合作于一个或多个中立的数据中心(IDC)机房(中立性至关重要,确保所有参与者公平对等),为IXP自己的设备(以太交换机、路由服务器等)和参与者的设备(路由器)提供机柜、稳定的电力(包括冗余UPS和发电机)和空调。IDC内一个特定的区域,所有参与IXP的网络都可以在此区域内方便地拉设光缆,连接到IXP的交换平台,这是物理互连发生的核心区域。
3、数据包的传送
当一个数据包通过互联网交换中心(IXP)从网络A发送往网络B时,下表3-3给出了它的发送过程,以帮了解IXP的工作机制。
表 3-3:数据包通过IXP的传送过程
上述简要介绍了互联网交换中心(IXP)的工作机理,对于具体应用,下附录介绍了国家(杭州)新型互联网交换中心组网方案。以供通信人对IXP原理的深入了解。
附录:国家(杭州)新型互联网交换中心组网方案
总而言之,新型互联网交换中心(IXP)是一个以高性能、高冗余的以太网交换矩阵为物理核心,以路由服务器(RS)为逻辑控制核心,依托于中立物理设施,并配备完善运营、管理和服务系统的复杂生态系统。它通过将互联网的“合作”本质(对等)在本地制度化,成为了支撑现代互联网高效运行的关键枢纽。
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