Knooppunten regelen het verkeer tussen de netwerken. Zo wisselen internetproviders gegevens uit met elkaar en met de rest van de wereld. Aangesloten partijen kunnen met alle andere aangesloten partijen afspraken maken over het uitwisselen van verkeer, ook wel ‘peering’ genoemd. Dat is nodig ook: zonder zulke afspraken kun je niets met de aansluiting.

Meestal hebben beide netwerken baat bij de overeenkomst en gaat dit met gesloten beurs. Je kunt je een internetknooppunt als een enorme verkeersrotonde voorstellen met op- en afritten. De op- en afritten zijn de poorten waarmee netwerken zijn aangesloten, met per poort een snelheid van 1, 10 of 100 Gbit/s. Bij een internetknooppunt wordt niets opgeslagen, het is alleen een doorgeefluik.

De Amsterdam Internet Exchange

Een van de bekendste en grootste internetknooppunten is de Amsterdam Internet Exchange (AMS-IX). Het is niet alleen het belangrijkste knooppunt van Nederland, maar ook een van de grootste in de wereld, gemeten naar de hoeveelheid verkeer. Het is stuivertje wisselen met het Duitse DE-CIX.

De AMS-IX kent zijn oorsprong in 1994, toen het academische organisaties met elkaar verbond. In 1997 werd het bedrijf officieel opgericht als non-profitorganisatie met de leden als eigenaar. Dat blijkt, mede gelet op netneutraliteit, een succesformule waarmee het internetknooppunt zelfs een belangrijk exportproduct is geworden. In verschillende landen is een internetknooppunt naar Amsterdams voorbeeld opgezet, bijvoorbeeld op Curaçao, in New York en in Hongkong.

Wereldwijd zijn er meer dan driehonderd internetknooppunten. Vrijwel ieder land kent er een of meer. Soms is een internetknooppunt niet meer dan een paar switches. Maar zelfs dan kan zo’n switch cruciaal zijn, zoals op Curaçao. Internetproviders op de Antillen en in de Caribische regio kunnen daardoor gemakkelijk en voordelig verkeer uitwisselen. Voorheen liep dat verkeer via Miami of New York langs commerciële en daardoor prijzige langeafstandsverbindingen, ook wel ‘transits’ genoemd.

Kosten en snelheid AMS-IX

Wat aantal leden betreft is AMS-IX het grootste knooppunt ter wereld. Al bijna achthonderd leden zijn met hun netwerk aangesloten bij AMS-IX. In 2015 werden zelfs 127 nieuwe leden verwelkomd, een nieuwe mijlpaal. Het aantal poorten waarmee die netwerken zijn aangesloten, nam toe tot een totaal van bijna 1.500. De poorten hebben een snelheid van 1, 10 of 100 Gbit/s. 

Steeds meer klanten kiezen voor de hoogste snelheid: in 2015 verdubbelde het aantal 100Gbit/s-poorten. Voor de aansluiting betalen klanten een vast bedrag. De laagste snelheid kost zo’n vijfhonderd euro per poort per maand, bij een 100Gbit/s-aansluiting is dat ongeveer vijfduizend euro.

Hostingbedrijven en content-providers zijn aangesloten bij AMS-IX

Bij AMS-IX worden geen eindgebruikers aangesloten, die kunnen terecht bij de internetprovider. Wel zijn Nederlandse internetproviders zelf aangesloten op AMS-IX, evenals veel hostingbedrijven en content-providers zoals Microsoft, Apple, Facebook, RTL en TMG (De Telegraaf). De meeste klanten komen uit het buitenland, ongeveer tachtig procent. Dat aandeel is al jaren groeiende.

Een zeer groot deel van het internetverkeer met het buitenland en de gegevensstroom tussen Nederlandse internetproviders onderling wordt afgehandeld via het netwerk van AMS-IX. De topsnelheid van het dataverkeer ligt rond de 4,7 terabit per seconde (Tb/s). Het internetverkeersvolume groeit nog ieder jaar, vorig jaar met zo’n 27 procent.

Om aan de groeiende vraag te voldoen is de infrastructuur van AMS-IX verspreid over verschillende locaties in Amsterdam, Schiphol-Rijk en Haarlem. Regelmatig worden nieuwe locaties toegevoegd. Mede dankzij de geografische verspreiding en een overcapaciteit van zo’n vijftig procent ontstaat een snelle en robuuste infrastructuur.

NL-ix

Met Neutral Internet Exchange (NL-ix) kent Nederland nog een tweede groot internetknooppunt. Sinds 2011 is dit in handen van KPN. Voor veel deelnemende partijen dient NL-ix als voordelig alternatief voor AMS-IX. Een groot aantal internetproviders en hostingbedrijven is om die reden bij NL-ix aangesloten. Daarnaast is NL-ix een goede back-up voor AMS-IX: voor redundantie is het handig om aansluitingen met diverse internetknooppunten te hebben. 

NL-ix is ook internationaal een belangrijke speler. Het hoort zelfs bij de tien grootste knooppunten ter wereld. De piek van het dataverkeer ligt bij NL-ix inmiddels boven de 1,2 Tbit/s en er zijn reeds 564 leden, waarvan de meeste in dit geval overigens uit Nederland komen. Verder heeft Groningen zijn eigen knooppunt (GN-IX) en zijn er talloze andere kleine knooppunten, onder meer in Rotterdam, Enschede en Eindhoven.

Storingen

Hoe kwetsbaar is internet? En hoe belangrijk is de AMS-IX voor het internetverkeer in Nederland? De infrastructuur van AMS-IX is verdeeld over verschillende datacenters. Daar worden uiteraard de gangbare maatregelen getroffen om stroomstoringen tegen te gaan. Een Uninterruptable Power Supply (UPS) moet kleine onderbrekingen opvangen. Daarnaast zijn er veelal diverse generatoren die stroom leveren tot het elektriciteitsnet weer operationeel is. Zo blijven de servers in de lucht, al zijn problemen in de stroomvoorziening nooit helemaal uit te sluiten. 

De gevolgen van een storing blijven doorgaans beperkt

Problemen waren er bijvoorbeeld bij een grote stroomstoring in Amsterdam in 2006. Toen haperde een generator in een van de datacenters. Naast een stroomstoring kan ook het testen of vervangen van noodstroomvoorzieningen soms problemen opleveren. Een van de laatste grote storingen, in mei 2015, was overigens het gevolg van een menselijke fout. Veel diensten en websites waren tijdelijk niet of nauwelijks bereikbaar.

Gelukkig blijven de gevolgen van een storing doorgaans beperkt, door de manier waarop internet is ontworpen. Het is begonnen als computernetwerk waarmee universiteiten in de Verenigde Staten konden samenwerken aan militaire projecten. De doelstelling was dat het netwerk overeind blijft als er ergens een onderdeel uitvalt. De data worden daarom verstuurd via kleine pakketjes die hun eigen weg zoeken.

Als er iets uitvalt, kan dat wel wat vertraging geven. Het feit dat netwerken met elkaar zijn verbonden, betekent namelijk niet dat ze elkaar ook automatisch weten te vinden. Er is een ‘routebeschrijving’ nodig om van het ene bij het andere netwerk te komen. Daarvoor gebruiken de routers een zogenaamde routingtabel. Bij storingen moet die tabel worden aangepast, zodat nieuwe routes worden gebruikt, maar het kan even duren voordat die informatie overal is aangepast. 

Meestal vindt het internetverkeer na een paar minuten wel weer zijn weg via andere knooppunten in Nederland of het buitenland, bijvoorbeeld Londen. Het capaciteitsverlies is een groter probleem: zeker kleine knooppunten kunnen de extra last lang niet altijd aan, waardoor vertraging ontstaat.

Datacenters in Nederland

Ook het aantal datacenters en de capaciteit daarvan neemt zienderogen toe. De Nederlandse datacentermarkt is zelfs de snelst groeiende in Europa. De meeste datacenters zijn te vinden in de regio Amsterdam, maar ook Rotterdam, Eindhoven en Groningen ontwikkelen zich in rap tempo. Veel datacenters verhuren ruimte aan derden. Grote bedrijven als Google, Microsoft, Apple en Facebook bouwen ze volledig voor eigen gebruik. Dat zijn vaak enorme datacenters. Ze worden soms ook datahotel genoemd, gezien de enorme hoeveelheid data die er wordt opgeslagen.

Zo bouwt Google een datacentrum van vijftien hectare (ongeveer 22 voetbalvelden) in de Eemshaven in Groningen, op een terrein van 44 hectare. Microsoft opende eind 2015 het grootste datacenter van Europa in het Noord-Hollandse Middenmeer. Het heeft een oppervlakte van 37 hectare. Inmiddels wordt een tweede datacenter gebouwd en zijn er bouwplannen voor een derde.

CDN - Content Delivery Network

Aanbieders willen tot slot graag zo dicht mogelijk bij de gebruikers zitten, om de beste kwaliteit en de hoogste snelheid te kunnen bieden. Daarom maken veel aanbieders van content gebruik van een zogenoemd Content Delivery Network (CDN). De aanbieders worden ook wel Content Delivery Providers genoemd. Ze hebben wereldwijd duizenden servers in datacenters, dicht bij de belangrijke knooppunten. Het internationale dataverkeer wordt daarmee flink ontlast.

Haal je ‘statische’ bestanden op zoals foto’s, video’s of bestanden, dan komen die meestal rechtstreeks uit een datacenter in bijvoorbeeld Amsterdam. Denk aan de foto’s die op Facebook staan, video’s die je op YouTube bekijkt of de muziek en apps die je voor je iPhone ophaalt.

Ook op het gebied van hosting kan dit voor een flinke snelheidsverbetering zorgen. Een CDN houdt rekening met de locatie van de gebruiker en zorgt ervoor dat bestanden vanaf een locatie dicht bij die gebruiker worden opgehaald.

Marktleider Akamai heeft inmiddels meer dan 216.000 servers in ruim honderdtwintig landen. Het bedient grote klanten als Google, Facebook en Microsoft. Bij AMS-IX is het zelfs een van de grootste afnemers. Het heeft momenteel verbindingen naar drie verschillende datacenters in de regio Amsterdam met per verbinding een snelheid van 300 Gbit/s. Andere bekende spelers zijn Level 3 Communications, Amazon en Limelight Networks. 

Net als bij datacenters zelf zie je ook hier dat de grote contentaanbieders - in het bijzonder Google, Apple en Microsoft - een eigen CDN hebben en daar flink in investeren. Zo kunnen ze de samenwerking met bijvoorbeeld Akamai langzaam afbouwen en ondertussen steeds meer verkeer overhevelen naar het eigen netwerk. Netflix heeft een enigszins vergelijkbare oplossing bedacht om toegang tot video’s te optimaliseren: het levert aan internetproviders wereldwijd gratis servers met daarop een groot deel van het aanbod van de videostreamingdienst.

Tekst: Gertjan Groen