路由協議和架構/域間路由：網際網路中的對等和轉運
AS 內部的流量幾乎是“免費”的，不包括基礎設施成本（維護、管理、電力等）→ ISP 試圖說服使用者將大部分時間花在 AS 內部。
但是，AS 需要連線到其他 AS，原因有兩個
- AS 必須能夠訪問網際網路中存在的全部目的地，以滿足梅特卡夫定律（= 網路必須儘可能擴展才能有用）；
- AS 希望在對外部世界的連線方面實現彈性。
網際網路上的 AS 透過一個 分層組織 相互連線
- 第一層（例如 Seabone、Sprint）：國際運營商透過長距離、寬頻鏈路互連主要城鎮，並沿著骨幹網路傳輸大量流量；
- 第二層（例如義大利電信）：國家運營商透過其遍佈全境的住宅使用者連線，從大量接入點收集來自單個使用者的流量；
- 第三層：本地運營商，服務於一個非常有限的地理區域。
運營商之間的互聯並非免費：通常，只有在達成經濟協議後才會建立兩個 AS 之間的互聯。兩種協議是可能的
網際網路上的域間路由主要由各級運營商之間的商業協議驅動
- 第一層：它可以獨立於其網路的地理覆蓋範圍，宣傳 完整路由（0.0.0.0/0）的可達性，即網際網路上（幾乎）每個目的地 AS 的可達性，而無需從其他提供商處購買轉運或支付某些接入費；
- 第二層：它需要從第一層運營商處購買轉運，才能訪問整個網際網路，並且可以與其他第二層提供商建立許多 對等 協議；
- 第三層：它沒有對等協議，只是從第二層（或第一層）提供商處購買 轉運。
當一個 ISP 必須支付另一個 ISP 來連線到其 AS 時，協議為轉運。接收資金的 ISP 保證“轉運”，即使用其網路的權利，以便來自另一個 AS 的流量可以經過其網路。
經濟協議可以確定
- 付款方式
- 按流量收費: 每天或每月的資料位元組最大量，加上超過該數量的流量的額外費用；
- 固定費用: 每月費用，用於最大頻寬（頻寬可以透過接入介面上的軟體進行限制）。
- 哪些目的地可以透過轉運訪問
- 完整路由: 全世界的所有目的地都必須可達；
- 僅限於某個 地理區域（例如，美國）中的目的地：指向其他目的地的資料包將被丟棄。
價格可能會受到銷售轉運的 ISP 重要性的影響
- 一個美國 ISP 控制著網路中最重要的部分，因為其 AS 內包含世界上訪問量最大的網站伺服器；
- 一個非常大的 ISP 可以透過其大量互聯提供對世界其他地區的良好可達性。
當兩個對等 ISP 同意彼此交換流量，而無需彼此付費時，協議為對等。
如果兩個 ISP 確定直接互聯的成本低於彼此購買轉運的成本，他們可以決定簽署對等協議：設定和維護兩個 AS 之間直接鏈路的成本由兩個 ISP 平分，它們可以以鏈路允許的最高速度傳送資料。
第一層運營商在一個競爭非常激烈的市場中運作
- 第二層運營商可以隨時在彼此之間建立新的對等協議，只要它們比轉運更方便；
- 第二層運營商可以很快轉移到一個更方便的第一層運營商；
- 一個占主導地位的運營商可能會被市場監管者迫使與小型 ISP 提供對等連線。
在域間路由中，其他需求比簡單的網路連線更重要
- 經濟（誰支付頻寬費用？）：有時，更長的路徑可能比最佳路徑更受歡迎；
- 行政（允許透過嗎？）：有時，某些路徑會被省略到另一方；
- 安全（該行政域值得信賴嗎？）：有時，更安全（更長）的路徑可能比最佳路徑更受歡迎。
路由協議選擇的路徑不一定是從技術角度來看成本最低的路徑，而是滿足網路管理員配置的路由策略約束的最佳路徑，這些策略反映了 AS 之間的商業協議。
邊界路由器上的決策過程受路由策略影響
- 路由表: 可以優先選擇一些更便宜的路由，並可以避免選擇跨越不可信 AS 的其他路由；
- 路由公告: 向其他 AS 公告的路由可能與實際網路拓撲不一致。
透過轉運鏈路傳送流量需要付費→ AS 可以利用對等鏈路（即使不是直接鏈路）來讓另一個對等 AS 支付轉運成本（搭便車）。
在側圖示例中，兩個義大利 AS A 和 B 透過對等互聯，並且它們各自透過轉運與美國 AS C 連線。根據傳統路由規則，最佳路徑是路徑 x，因為它由一個直接鏈路組成，但 A 需要付費才能讓流量透過該鏈路。A 可以設定一項策略，該策略優先考慮 更便宜的路徑 y: 它將所有指向 C 的流量轉向指向 B 的鏈路，該鏈路對 A 來說是低成本鏈路→ B 會將 A 的流量傳送到其指向 C 的轉運鏈路，而不是 A 付款。
AS 可以設定路由策略，以便不對某個 AS 公告與其他 AS 的連線性（路由隱藏）。
在側邊圖的示例中，B 擁有通往 C 的中轉鏈路並使用它進行流量傳輸，但透過省略傳送給 A 的廣告中的有關此鏈路的資訊，它僅廣告 部分連通性，以避免 A 利用對等鏈路來節省中轉成本（反之亦然）。A 無法信任此廣告，反過來設定一個策略，強制所有通往 C 的流量都必須傳送到 B → B 可以透過在其邊界路由器上設定一個 **訪問控制列表** (ACL) 來保護自己，以丟棄所有來自 A 並指向 C 的資料包。
網路運營商可能會構成安全威脅，例如用於對經過其 AS 的流量進行嗅探操作 → AS 希望避免其指向其他 AS 的流量透過該不可信運營商。
在側邊圖的示例中，A 為了到達 C，更傾向於使用更長但更 安全的路徑 x，因為它不會穿過不可信運營商 B，即使後者廣告了通往 C 的低成本路徑 y。
透過 **直接連線** 將兩個 AS 連線起來，即透過它們之間的單個廣域鏈路，是不方便的
- 鏈路成本：它的安裝可能需要挖掘操作；
- 路由器介面成本：它們必須透過長距離傳送訊號；
- 靈活性：建立新的互連需要對物理基礎設施進行干預。
**網際網路交換點** (IXP) 允許不同 AS（ISP）的多個邊界路由器以更動態和靈活的方式交換外部路由資訊。
路由器透過中間 **資料鏈路層** 區域網連線：從技術上講，所有路由器都是直接可達的，但在實踐中，路由策略根據 AS 之間的商業協議定義互連 → 建立新的互連，只需配置單個路由器上的路由策略即可，無需更改物理基礎設施。互連也可以處於活動狀態，但僅用作備份（在 BGP 中進行選擇）。
通常每個 AS 都會支付每月費用，這取決於連線到 IXP 的速度。IXP 負責中間網路中交換機技術功能的正常運作
- 單一位置：通常所有路由器都集中在一個數據中心的房間內，在那裡它們提供
- 高速資料鏈路層網路；
- 電力供應，空調系統；
- 監控服務；
- 靠近光纖骨幹網；
- 分散式基礎設施：在整個領土上的主要城鎮中可以找到多個接入點（例如，TOPIX 遍佈整個皮埃蒙特地區）。
IXP 也稱為 **中立接入點** (NAP)：IXP 必須保持中立，不干預其客戶的業務。IXP 可以決定不允許中轉協議：例如，米蘭的 MIX 是一家非盈利組織，它只允許對等協議，以促進義大利網際網路的普及，但這可能會限制透過 IXP 交換的流量量，因為只有中轉協議可用的 ISP 會選擇其他 IXP。
**網路中立** 是一項原則，根據該原則，所有流量都應平等對待，不應出於經濟利益而優先考慮或損害部分流量。
網路運營商可能會傾向於對部分流量進行“優先處理”
- 優先處理某些流量：為特定型別的流量提供更好的服務（例如，更高的速度）；
- 損害某些流量：為特定型別的流量提供更差的服務，或根本不提供服務。
中立網路保證所有實體（例如內容提供商）都享有相同的服務，不會讓某些服務在網路運營商的決定下被遮蔽，但強制執行“純粹”的網路中立意味著流量控制（在許多情況下可能是有用的）根本不可能；另一方面，如果承認網路可能不中立，那麼網路運營商就被賦予了優先處理某些流量或內容的權力。在一個開放的市場中，使用者有選擇的餘地：如果使用者不同意他們的 VoIP 流量受到歧視，他們可以切換到另一個網路運營商（儘管在實踐中，由於網路運營商之間的卡特爾，這可能並不總是可行）。
- 非中立的示例
- 內容提供商：ISP 希望從內容提供商的收入中分一杯羹 → ISP 可能會優先處理指向與之簽署了收入分享協議的內容提供商的流量；
- 點對點 (P2P)
- 終端使用者不關心其流量的目的地，但 P2P 流量可以到達全球每個 AS 中的每個使用者，從而使 ISP 支付高昂的費用 → ISP 可能會優先處理在 AS 內產生的流量（例如，Fastweb 的 AdunanzA）；
- P2P 流量更加對稱，因為它大量使用上傳頻寬，而網路已經過調整以支援非對稱流量 → ISP 可能會優先處理非對稱流量（例如，普通的網路流量）；
- 服務質量 (QoS)：ISP 可能會優先處理具有更高優先順序的流量（例如，VoIP 流量）；
- 安全性：ISP 可能會阻止來自惡意使用者的流量（例如，DDoS 攻擊）。