ネットワークのエッジとコア

ネットワークエッジは、アプリケーションが実行されトラフィックが発生するホストとアクセスネットワークで構成され、ネットワークコアは、エッジ間でパケットを伝送するルーターとリンクのメッシュです。これらが一体となってインターネットの大規模な構造を記述します。

Definition

ネットワークエッジは、エンドシステムの集合と、それらをインターネットに接続するアクセスネットワークであり、ネットワークコアは、これらのアクセスネットワークを相互接続し、エンドシステム間でトラフィックを転送するパケットスイッチ（ルーター）とリンクのメッシュです。

Scope

このトピックでは、ネットワークをエッジとコアに構造的に分解することについて扱います。エッジでは、エンドシステム（クライアントとサーバー）と、それらを接続するアクセスネットワーク（DSL、ケーブル、FTTH、ワイヤレス、エンタープライズイーサネット）を扱います。コアでは、相互接続されたルーターと、インターネットサービスプロバイダーおよびインターネットエクスチェンジポイントの階層構造を扱います。コア内で動作するルーティングアルゴリズムと転送メカニズムは、ネットワーク層の領域に属するため、このトピックの範囲外とします。

Core questions

• どのようなエンドシステムとアクセス技術がネットワークエッジを構成していますか？
• 住宅用、モバイル、および企業用アクセスネットワークは、どのようにホストをインターネットに接続していますか？
• どのようなデバイスとリンクがネットワークコアを構成していますか？
• インターネットサービスプロバイダーはどのように階層化され、相互接続されていますか？
• インターネットエクスチェンジポイントとピアリングはコアでどのような役割を果たしていますか？

Key concepts

• エンドシステム（ホスト）
• アクセスネットワーク（DSL、ケーブル、光ファイバー、ワイヤレス）
• ネットワークコア
• パケットスイッチとルーター
• インターネットサービスプロバイダー（ISP）
• ティア1、地域、およびアクセスISP
• インターネットエクスチェンジポイント
• ピアリングとトランジット

Key theories

エッジ・コア分解

インターネットは、データが発生し終端するエンドシステムとアクセスネットワークのエッジと、エッジ間でトラフィックを転送するルーターのコアに有用に分割されます。この枠組みは、アプリケーション、アクセス技術、および転送がどこに存在するのかを明確にします。

階層型ISP構造とピアリング

コアは、インターネットエクスチェンジポイントでのトランジットおよびピアリング関係を通じて相互接続された、アクセス、地域、およびグローバルなトランジットプロバイダーの緩やかな階層として組織されています。これは、中央で設計されたものではなく、自然発生的に出現した経済的およびトポロジー的構造です。

Clinical relevance

エッジとコアの視点は、インターネットアクセスと接続性に関する実践的な問題の根底にあります。例えば、ブロードバンド技術の選択とプロビジョニング、ボトルネックとラストマイルの制限がどこで発生するかを理解すること、そしてコンテンツがプロバイダーの階層を通じてユーザーにどのように到達するかを考察することなどです。これは、ネット中立性、ピアリング紛争、およびコンテンツとコンピューティングをエッジに近づける配置に関する議論の枠組みとなります。

History

初期のARPANETは、少数のホストを接続するインターフェースメッセージプロセッサの小さなコアを持っていました。1990年代にインターネットが商用化されるにつれて、単一のバックボーンは相互接続されたISPの市場に取って代わられ、今日の階層構造が生まれました。この構造は、グローバルなトランジットプロバイダー、地域ネットワーク、そしてインターネットエクスチェンジポイントで結びつけられたエッジでのアクセス技術の普及を特徴としています。

Key figures

• James F. Kurose
• Keith W. Ross
• Larry L. Peterson

Seminal works

• kurose2021
• peterson2021

Frequently asked questions

ネットワークエッジとネットワークコアの違いは何ですか？

エッジは、エンドシステムが存在し、データが生成および消費される場所であり、それらを接続するアクセスリンクも含まれます。コアは、エッジの異なる部分間でトラフィックを伝送するルーターと大容量リンクの内部メッシュです。アプリケーションはエッジで実行され、転送はコアで行われます。

アクセスネットワークとは何ですか？

アクセスネットワークとは、エンドシステムをプロバイダーの最初のルーターに接続するリンクまたはリンクのセットのことです。例えば、DSLまたはケーブル回線、FTTH接続、セルラーリンク、または企業イーサネットLANなどです。これは、ホストと広範なインターネットとの間の「ラストマイル」にあたります。