What is Virtual IXP

在了解什麼是虛擬IXP以前，先了解什麼是「網」吧!
這裡的網，是指大家平常上網的網
我一開始是因為興趣，接入了 DN42 網，後來取得真實 ASN
先來個名詞定義，我們把真正幫我們傳遞封包的稱作「專業ISP」，我這種業餘的叫做「Player」吧
講的可能有誤，歡迎糾錯

專業ISP

真正的 ISP 的網，大概像這樣子

有著自己的的眾多節點，提供著各式各樣的服務
個個節點和資料中心之間，使用物理電路/光纜線相連
並且給客戶提供服務時，也是真的拉一條線去那邊(比如物理上拉了一條線到你家，讓你上網)

業餘 Player

至於業餘的網，大概長這樣子
有許多節點，但幾乎都是VM，或是租用別人的基礎設施
VM之間也沒有自己的基礎光纖設施，而是使用隧道來「模擬」光纜，使節點間互聯
隧道仍然要依賴「專業ISP」提供的物理鏈路才能建立

網路互連

每家業者都有自己的眾多節點，節點之間互相拉光纖來傳輸流量
但是，不同業者之間，也需要交換流量。這就是「互連」
中華電信有自己的網，遠傳電信也有自己的網。
但是在中華電信和遠傳之間，各有一個(可能有多個)節點是戶相連起來的這就是「互聯」
每當中華電信的使用者，想要連線遠傳的網站時，就要經過這這個互連點

互連點之間，也是透過光纖連接
因為這條光纖同時連接兩家業者，所以可能會拆帳，比如建設費用你付一半我付一半之類

IXP: 網路交換中心

但是這個時候，就會遇到問題了
現在業者越來越多了，但是每家業者之間都要兩兩互連
就會像這樣子，要蓋的光纜線越來越多了，呈現指數上漲

於是，就有了「網路交換中心(IXP)」的概念出現了
只要像這樣，大家都連線到交換中心，就可以和其他 ISP 互連了

這樣子的設計，簡化了網路的互聯難度，也增加了網路的互連度

如果 IX 的成員增多了，互連度就會增加
網路間封包流動的成本降低，延遲也降低了，同時也增加了網路的吞吐量

物理 IXP

而物理 IXP 就是真的有光纜

每家業者都有著眾多的節點，甚至有著自己的資料中心，提供各式各樣的服務
但是現在業者間不用互相喬攏，誰蓋光纖，誰挖馬路，誰出錢
只要各自挖馬路，挖到交換中心就好了
大家一起鋪光纖，「把自己的網路線插到 IXP 的交換機上面」，便能在這邊交換路由和流量

一般有兩種模式

1. 進線，直接接到 IXP port 上(圖中右邊)
2. 進線，先接自己 colo 的機器，然後自己機器跳線到 IXP port 上(圖中左邊)

這張圖提到三個名詞，分別解釋一下

• colo: 指 Colocation 。意思是向機房管理方租用一塊空間(機櫃)和電力，使自己可以擺一台機器在機房內部
• 跳線: 同大樓機房內，不同機櫃之間的牽線服務。機房內有很多機櫃。擺了很多機器。如果不同機櫃之間的機器要物理連線，就需要「跳線」。也可能不同大樓，但屬同一間公司擁有。
  • 一般來說，如果「起點→終點，整條路都是同一家的」，就是跳線。
  • 購買「跳線服務」以後，管理方就會幫忙在起點機櫃到終點機櫃之間牽一條光纖網路線，兩邊的機器就能連接起來
• 進線: 把機房外部的光纖網路線，牽入機房內部的服務。作為一個 ISP ，要服務各地的人。不可能整個網路只侷限在機房裡面。因此 ISP 在各地佈光纖以後，若需要把業務流量送入交換中心的機房，就需要「進線」。
  • 一般來說，「起點→終點，兩邊是不同家的」，就是進線。機房是管理方的財產，從外面拉線進去，一定要機房管理方同意和協助。
  • 購買「進線服務」以後，管理方便會協助「進入機房→目標機櫃」這段路程的網路線鋪設

進線服務和 IXP 自身幾乎同等重要。
這篇文章 就吐槽了中華電信一直死守 TWIX 不讓其它人進線。連進 IXP LAN 的成本比直接蓋互連光纜還要高出 N 倍，也為台灣的畸形的網路環境推了一把
(最近稍微好了一點，但還是遠遠比不上香港/新加坡/日本)
如果一個 IX 不管是把封包送進去，還是把封包送出來都難如登天。讓大家都很難在這邊交換，那他也失去交換中心本身的意義了

順帶一提「port接入、colo、跳線、進線」 分別是獨立不相干服務，甚至可能由不同提供商提供

虛擬 IXP

虛擬 IXP 則是類似這張圖，「模擬」物理 IXP，讓業餘愛好者體驗接入 IXP 的感覺

1. 隧道接入: 模擬外部進線直接接入 IXP port。從自己外部的節點，直接連接到 IX 的交換機上
2. VM 接入:
   1. VM本體: 模擬自己把機器 colo 在 IXP 相同的機房
   2. 上網卡: 模擬外部進線到自己的機器，讓大家打隧道去自己其他的內網節點。通常是 eth0
   3. IX網卡: 模擬跳線到 IXP port 上面

和物理IX不同，虛擬IX 做為教育和實驗用途。他不會改善網路的吞吐量
以 Poema IX 為例，因為(除了Wifi接入的成員)，物理上仍依托於中華電信的電路
物理層面的網路拓樸結構沒有改變，因此網路的總吞吐量也不會變化

IX VM 的上網卡

物理 IX 需要和「自己的其他內網節點」物理連接(進線服務)

假如 Google 和遠傳在 TPIX 交換流量，遠傳的用戶瀏覽 Google 時，都是走橘色路線

所以物理 IX 是沒有「上網卡」這個概念的，都是物理上的光纖線路
頂多給個 offband 網路，供 ssh 管理使用。但絕對不會在這裡面跑業務流量

虛擬 IX 和物理 IX 類似，同樣也需要「進線」
但不同於物理 IX 實際業務跑在物理光纖上面，虛擬 IX 的「進線」是使用隧道來模擬的
而隧道必須跑在上網卡上面。因此上網卡的網路品質就變得相對重要
如果上網卡延遲很高，相當於瓶頸卡在「進線」這一塊，導致這在這邊交換的延遲都被拉高

以 Poema IX 為例。上網卡有「中華電信直連」、「WARP VPN(Cloudflare)」兩條線路
可以選擇適合的線路和自己的內網節點打隧道，降低一點延遲
但要注意的是，物理上仍依托於中華電信的電路

在 Poema IX 這邊，有規定提供的 IX VM 上網卡「僅供模擬進線服務，禁止用於其他目的」
因為虛擬 IX 用隧道模擬進線時。連線對象一定是「自己其他的內網節點」
這條限制(禁止流量落地，通訊對象必須是自己其他的內網節點)就是這樣來的

KSKB 提供 VM 的目的很明確: 模擬交換中心的運作模式 ，供大家測試和練習網路配置。
而不是免費丟給你一個 VM 隨便架服務，或是落地當成 VPN 出口節點來用

上網卡的某些線路是群友贊助的。所以，使用上也會有一些限制。比如說某些線路要登記 Dst IP 才能用

混合 IXP

還有一種IX: 混合IX。就是同時開放物理接入和隧道/VM接入的 IX

因為混合了兩種類型的接入成員
對於實體接入的成員，上網卡能 ssh 就好，主要流量透過物理光纖傳輸
但是對於虛擬接入的成員，因為業務都跑在隧道裡，延遲就變得相對重要

虛擬接入的成員，實際的網路封包仍然依託於物理接入成員的線路
如圖所示:

雖然虛擬接入的成員不改變物理拓樸，也不改變網路的吞吐總量
但仍能對網路的整體效應帶來正向的效果
比如原本會繞路的路由，經由混合 IX，使得封包不繞路了
降低了無謂的資源浪費

KSKB-IX

KSKB-IX 是「虛擬 IXP」，模擬公網的基礎設施的運作模式
主要使用隧道和 VM接入，供業餘愛好和體驗測試用

主機硬體是一台規格不高的電腦 (8 core + 24G RAM)，給所有人都開 kvm 記憶體會不夠
因此 VM 接入的成員，只能提供 LXC VM(1core/512M 記憶體，合理使用禁止佔滿)
只能夠真的有需要才開 kvm (比如 RouterOS)
但不管是 KVM 或是 LXC，都能安裝 bird/frr 開轉發，扮演一個路由器的角色

虛擬 IXP 並不提供給商業用途使用，也不能長時間跑大流量占用... 有此需求請接入物理 IXP 或是商業性質的混合 IXP
但若想測試和學習，或是增加 peer 數量，非常歡迎加入喔