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全球带宽的相对成本

08/26/2014

15 min read
CC BY 2.0由Kendrick Erickson提供

在过去的几个月里,人们越来越关注网络以及相互连接的方式。CloudFlare运营着一个与世界各地的许多其他公司相互连接的巨大的网络。我们的优势在于,我们对全球网络运营有着不可思议的洞察力。考虑到我们独特的情况,我们认为我们有必要解释网络是如何运作的,以及世界不同地区互联网连接的相对成本。

一个相互连接的网络

互联网是由一个个较小的网络组成的一个巨大的网络。构成互联网的网络主要有两种连接方式。网络可以彼此直接连接,在这种情况下,它们被称为“对等网络”。网络也可以通过名为“传输提供商”的中介网络连接。

互联网的核心是几个非常大的运输供应商,它们彼此之间相互对等。这组大约有12家公司被称为一级网络供应商。无论是直接还是间接,世界上的每个ISP (Internet服务提供商)都与这些一级提供商的其中一家连接。而且,由于第1层提供者都是相互连接的,所以您应该能够从网络上的任何点到达任何其他点。这就是互联网能够被称为“互联网”的原因:它是一个巨大的网络群体,所有的网络都是相互连接的。

付费连接

为了与互联网连接,CloudFlare要从许多不同的提供商那里购买带宽(传输流量)。世界各地区的带宽费率不同,有时我们从一级供应商购买,有时我们从区域运输供应商那里购买。这些供应商要么与我们需要直接到达的网络对等(绕过任何其他的一级),要么与其他运输供应商互连。

CloudFlare以批发的方式购买传输服务,并根据我们在各个月的消耗力进行购买。与Amazon Web services (AWS)或传统的CDNs等云服务不同的是,这些云服务为通过网络交付的单个比特位(称为“stock”)付费,而我们为一段时间内的最大利用率付费(称为“flow”)。通常,我们根据每个提供商在一个月内每秒使用的最大兆字节数付费。

过去3个月CloudFlare全球网络的流量水平每种颜色代表我们28个数据中心之一。

大多数传输供应商协定对占当月流量使用率95%的用量进行收费。这意味着在计算一个月的使用量时,您可以舍去大约36个不必要的连续小时的峰值利用率。传说在它的早期,谷歌曾经利用这些协议,在一个月的大部分时间里使用非常少的带宽,然后在某个24小时内在数据中心之间传输它的指标,这是一个非常高带宽的操作。这是一种聪明的策略,可以避免高带宽的开销,尽管这种策略无疑是不能长久使用的。

另一个微妙之处在于,当你批发购买传输流量时,你通常只需要为网络的入口流量(“入口”)或出口流量(“出口”)付费,而不是同时付费。一般来说,你需要为流量更大的那一个付费。

CloudFlare是一个缓存代理,因此(流量)出口(out)通常超过入口(in),通常约为4-5倍。因此,我们的带宽账单是根据出口计算的,所以我们不用支付入口的费用。这就是当我们的网络上的一个站点受到DDoS攻击时,我们不额外收费的部分原因。攻击会增加我们的入口流量,但是,除非攻击非常大,否则我们的入口流量仍然不会超过出口,因此我们的带宽开销不会增加。

对等

虽然我们为传输流量付费,但与其他提供商对等连接通常是免费的——Netflix最近强调了一些值得注意的例外。在CloudFlare的案例中,与Netflix不同的是,目前我们所有的对等连接都是“免费结算”的,这意味着我们不需要为此付费。因此,我们的对等网点越多,我们为带宽支付的费用就越少。对等连接通常还通过删去可能增加延迟的中介来提高性能。一般来说,对等连接是一件好事。

上图显示了CloudFlare过去三个月里如何增加与我们对等连接的网络数量(通过IPv4和IPv6)。目前,我们在全球有近3000个不同的对等会话,占我们全球总流量的45%(取决于一天中的时间)。下图显示了对等流量和传输流量之间的差距,以及在过去三个月里,随着我们增加了更多的对等点,它是如何改进的。

北美

我们并没有透露具体的网络传输费用,但我可以给你一个相对的地区差异的感觉。首先,让我们以北美为基准,假设您将为所有传输提供商支付10美元/Mbps(每秒兆比特/月)的混合平均值。在现实中,我们支付的费用是低于这个数字的,但这里我们以它为一个基准,并在我们比较地区时保持数字不变。按照这个基准,每1000mbps (1Gbps)将需要你支付1万美元/月(再次声明,这比现实要高,这说白了只是一个基准,数值保持不变,请耐心听我说)。

虽然该基准确定了传输价格,但该地区带宽的有效价格是传输(10美元/Mbps)和对等(0美元/Mbps)的混合价格。通过对等网络传输的每个字节都是一个无需付费的潜在传输字节。尽管北美已是世界上网络传输价格最低的地区之一了,但它的对等网络流量比例也低于平均水平。下面的图表显示了该地区对等和传输之间流量的差距。虽然在过去的三个月里差距有所减小,但北美在对等网络连接方面仍然落后于世界上其他地区。

虽然我们的全球流量近40%都是对等网络流量,但我们在北美的对等网络流量比例仅占约20-25%。假设北美的传输价格基准是10美元/Mbps(在不考虑对等网络情况下),考虑了对等网络后价格实际上是8美元/Mbps。仅以带宽成本为基础,这使得北美成为了世界范围内提供CloudFlare这样的互联网服务第二便宜的地区。那么什么是最便宜的呢?

欧洲

欧洲的传输价格大致与北美类似,因此,这里假设基准价格为10美元/Mbps。虽然欧洲网络传输的价格与在北美的类似,但在欧洲,我们对等网络流量的比例要高得多。CloudFlare在该地区对等网络流量占总流量的50-55%,有效带宽价格为5美元/Mbps。由于对等网络的高速率和较低的传输成本,欧洲成为了世界上带宽最便宜的地区。

对等网络传输流量比例的提高,部分原因在于该地区存在“对等网络交换”的组织。对等交换(peer exchange)是一种服务,在这种服务中,网络商可以付费加入,然后轻松地在彼此之间交换流量,而无需在彼此的路由器之间运行单独的线缆。网络连接到对等交换机,通过一条线缆,然后就可以连接到许多其他网络。由于使用路由器上的端口需要成本(路由器成本在于端口数有限以及不同网络不能共用同一端口),并且数据中心通常每月为运行两个不同客户之间的线缆(称为“交叉连接”) 收取费用,因此连接到一个服务,使用一个端口和一条线缆以连接到许多网络的做法是非常划算的。

交换的价值取决于作为交换一部分的网络的数量。阿姆斯特丹互联网交换组织(AMS-IX)、法兰克福互联网交换组织(DE-CIX)和伦敦互联网交换组织(LINX)是世界上最大的三家交换组织。(注:这些链接指向PeeringDB.com,该网站提供网络间对等的信息。您需要使用用户名/密码guest/guest才能登录。)

在欧洲和北美以外的大多数地区,这些交换组织和其他交换组织通常以非盈利团体的形式运营,目的是为其成员网络带来好处。在北美,虽然有互联网交换组织,但它们通常由营利性公司运营。北美最大的盈利性交换组织由Equinix运营,Equinix是一家数据中心公司,利用其设施中的交换组织来增加定点设备的价值。由于这些交换组织的运营动机是盈利,因此加入北美交换组织的定价通常较世界其它地区的要高。

CloudFlare是Equinix交换组织内许多成员中的一员,但总体而言,与欧洲交换组织相比,我们与Equinix连接的网络相对较少(对比一下,例如,我们与Equinix Ashburn仅有大约400个网络连接,而这是最受欢迎的交换组织,我们与AMS-IX有 1,200个网络连接)。在北美,相对便宜的传输价格和相对昂贵的交换价格的组合降低了加入交换组织的价值。随着加入交换的网络越来越少,网络能轻松对等连接的机会就越来越少。结果是,在欧洲,网络传输很便宜,对等网络也很容易,这使得该地区拥有世界上最低的有效带宽价格。

亚洲

我们在亚洲对等网络的占比与在欧洲的类似。正如在欧洲的一样,CloudFlare在亚洲对等网络流量占总流量的50-55%。然而,亚洲的网络传输价格要高得多。与北美和欧洲10美元/ Mbps的基准相比,亚洲的传输价格约为基准的7倍(传输价格为70美元/ Mbps)。但是,在考虑了对等网络时,该区域的带宽有效价格为32美元/ Mbps。

亚洲的网络传输成本要高得多,主要有三个原因。首先,竞争较少,有大量垄断的大型网络提供商。其次,互联网服务市场不太成熟。最后,如果你看向一张亚洲地图,你就会看到一样广泛分布的东西——水。在海底进行光缆布线并运行比在陆地上的成本要高得多,因此网络传输的定价实际上是抵消了传送字节的基础设施的成本。

拉丁美洲

拉丁美洲是CloudFlare最新进入的地区。当我们在智利瓦尔帕莱索开设第一个数据中心时,我们传输流量占比为100%,您可以从上图中看到这一点。要在拉丁美洲对等流量,您需要直接位于“运营商中立”数据中心——意思是多个网络运营商聚集在一个单独的建筑物中,他们可以直接接入彼此的路由器——或者您需要能够接入互联网交换组织。在拉丁美洲的大部分地区,这两者都是供不应求的。

拥有最强大的对等网络生态系统的国家是巴西,该地区恰好也是该地区最大的国家和最大的网络传输来源。你可以看到,两个月前我们将我们的巴西圣保罗数据中心接到了网上,我们大大提高了我们在该地区的对等比例。我们还与拉丁美洲的互联网服务提供商签订了特殊方案,直接在他们的数据中心建立设施并与他们的网络对等,这就是我们在哥伦比亚麦德林所做的事情。

虽然今天我们在拉丁美洲的对等比率是在我们世界流量比例上最高的,约为60%,但该地区的网络传输价格是北美和欧洲基准的8倍(80美元/ Mbps)。这导致该地区的有效带宽定价为32美元/ Mbps,或者说与亚洲大致相同。

澳大利亚

澳大利亚是我们经营的最昂贵的地区,但有一个有趣的原因。我们几乎与该地区的每个ISP保持对等,除了一个:Telstra(澳洲电信)。Telstra控制着大约50%的市场,并且是传统上的电信垄断提供商,它收取了世界上最高的传输价格——为基准价格的20倍(200美元/ Mbps)。鉴于我们能够对等大约一半的流量,我们在这里有效带宽基准价格为100美元/ Mbps。

为了让你了解澳大利亚是多么的不正常,在CloudFlare,我们每个月为服务于整个欧洲的带宽支付的费用与我们为澳大利亚支付的一样多。但是欧洲人口(7.5亿)大约是澳大利亚人口(2200万)的33倍。

如果澳大利亚人想知道为什么互联网和其他许多服务在他们的国家比世界上其他任何地方都贵,他们只需要看看澳洲电信。有趣的是,即使只在国内提供流量,澳洲电信也保持着高昂的价格。考虑到澳大利亚幅员辽阔,人口相对集中,很难从Telstra的市场实力以外的任何因素来判断其定价是否合理。在北美等网络日益整合的地区,澳大利亚电信的经历为我们提供了一个警示。

结论

上图显示了假设基准传输成本为每月10美元/兆比特每秒(Mbps)(我们知道这是高于实际定价的,这里仅作为基准)的不同地区带宽相对成本。

虽然我们一直将CloudFlare的定价保持在一定水平,即无论在全球何处传输流量,都按统一的费率收费,但不同地区之间的实际带宽价格是存在显著差异的。我们将继续努力降低我们的传输比例,并增加我们的对等网络连接,以尽可能低的价格提供最好的服务。与此同时,如果你是一家网络服务提供商,希望为CloudFlare网络背后日益增长的互联网中的部分网络提供更好的连接,请知悉,我们有一个开放的政策,并且总是乐于与之对等。

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