Ở hai bài trước chúng ta đã tìm hiểu xong về các thành phần mạng biên của Internet. Trong bài viết này của Series Nhập môn mạng máy tính, chúng ta sẽ tìm hiểu về các thành phẫn lõi của mạng Internet hay các thành phần mạng lõi.
Các thành phần mạng lõi của Internet
Sau khi đã khảo sát qua các thành phần của mạng biên, phần này sẽ xem xét tiếp sâu hơn các thành phần của mạng lõi – mạng lưới các bộ chuyển gói tin và đường truyền nối kết các các thiết bị đầu cuối với nhau. Hình dưới đây làm nổi bật các thành phần thuộc mạng lõi bằng những đường nét đậm.

Mạng chuyển mạch mạch và mạng chuyển mạch gói
Có hai cách tiếp cận để chuyển dữ liệu qua mạng: chuyển mạch mạch (circuit switching), và chuyển mạch gói (packet switching).
Trong mạng chuyển mạch mạch, các tài nguyên cần cho một phiên truyền (bộ đệm, tốc độ truyền), được dành riêng cho phiên truyền đó trong suốt thời gian phiên truyền.
Trong mạng chuyển mạch gói, các tài nguyên này không được dành riêng, mà được cấp phát khi phiên truyền có nhu cầu, và hệ quả là phiên truyền có thể phải chờ đợi (tức xếp hàng) để đến lượt sử dụng tài nguyên.
Mạng điện thoại truyền thống là ví dụ về mạng chuyển mạch mạch. Hãy xem điều gì xảy ra mỗi khi có người muốn gửi thông tin (đàm thoại hoặc fax) đến một người khác qua mạng điện thoại.
Trước khi người gửi có thể gửi thông tin, mạng điện thoại phải thiết lập một kết nối giữa bên gửi và bên nhận. Đây là một kết nối thật mà các thiết bị chuyển mạch trên đường đi nằm giữa bên gửi và bên nhận duy trì tình trạng kết nối cho kết nối đó.
Trong ngôn từ của lĩnh vực điện thoại, kết nối này được gọi là mạch (circuit). Khi mạng thiết lập mạch này, nó cũng dành riêng một tốc độ truyền cố định trên các đường truyền trong suốt thời gian của kết nối đó. Do băng thông đã được dành riêng cho kết nối này, bên gửi có thế gửi dữ liệu cho bên nhận với một tốc độ cố định được đảm bảo.
Mạng Internet ngày nay về bản chất là mạng chuyển mạch gói. Hãy xem điều gì xáy ra khi một máy tính muốn gửi gói tin cho một máy tính khác qua Internet.
Cũng như trường hợp chuyển mạch mạch, gói tin này được truyền qua một dãy các liên kết truyền thông. Nhưng trong trường hợp chuyển mạch gói, gói tin này được gửi vào mạng mà không được dành riêng bất kì tài nguyên nào. Nếu một trong những liên kết này bị tắc nghẽn do có nhiều gói tin khác cũng cần được truyền qua liên kết này vào cùng thời điếm đó, thì gói tin sẽ phải chờ đợi trong bộ đệm (buffer) của phía bên gửi, và phải chịu sự chậm trễ.
Internet thực hiện các nổ lực tối đa để truyền các gói tin theo cách nhanh nhất có thể, nhưng không có bất kì đảm bảo nào.
Không phải toàn bộ các mạng viễn thông đều thuần túy là mạng chuyển mạch gói hay mạng chuyển mạch mạch. Tuy nhiên, sự phân loại căn bản này là điểm bắt đầu để giúp hiểu được các kỹ thuật mạng viễn thông.
Mạng chuyển mạch mạch
Để hiểu rõ cách thức và lý do mạng máy tính nói chung, và mạng Internet nói riêng, kỹ thuật chuyển mạch gói vận hành như thế nào, cũng cần hiểu qua kỹ thuật chuyển mạch mạch. Phần này sẽ đề cập sơ lược về mạng chuyển mạch mạch.

Hình trên minh họa cho mạng chuyển mạch mạch. Trong mạng này, có bốn bộ chuyển mạch mạch được nối với nhau bằng bốn đường truyền. Mỗi đường truyền này có n mạch, do đó mỗi đường truyền có thể cung cấp đến n kết nối đồng thời.
Các thiết bị đầu cuối được kết nối trực tiếp vào một trong các bộ chuyến mạch này. Khi hai thiết bị đầu cuối muốn truyền thông, mạng sẽ thiết lập một kết nối dành riêng giữa hai thiết bị đầu cuối đó. Do đó, để thiết bị đầu cuối A có thế gửi dữ liệu cho thiết bị đầu cuối B, trước tiên mạng phải dành riêng một mạch trên đường liên kết giữa A và B. Do mỗi đường có n mạch, với mỗi đường được sử dụng cho một kết nối giữa hai thiết bị đầu cuối, kết nối này sẽ nhận 1/n băng thông của đường truyền trong suốt thời gian tồn tại của kết nối.
Ghép kênh trong mạng chuyển mạch mạch
Một mạch trong một đường truyền có thể được hiện thực hoặc bằng kỹ thuật FDM (frequency-division multiplexing) hoặc TDM (time-devision multiplexing).
Với FDM (xem thêm tại: https://en.wikipedia.org/wiki/Frequency-division_multiplexing), dải tần số mà đường truyền cho phép tín hiệu dao động trên đó (sau đây gọi ngắn là “dải tần của đường truyền”) được chia thành nhiều dải con, mỗi dải con dành cho một kết nối được thiết lập trên đường truyền, trong suốt thời gian tồn tại của kết nối đó. Trong mạng điện thoại, dải tần này thường có độ rộng khoảng 4 kHz (nghĩa là, 4000 Hertz, hoặc 4000 chu kỳ trong một giây).
Do đó, độ rộng của dải tần được gọi là băng thông (bandwidth). Kỹ thuật truyền thanh FM cũng sử dụng dải tần nằm trong khoảng từ 88 MHz và 108 MHz, và mỗi kênh có thể được cấp phát một dải tần nhất định.

Với đường truyền TDM (xem thêm tại: https://en.wikipedia.org/wiki/Time-division_multiplexing) , thời gian được chia thành những khung (frame) có chiều dài cố định, và mỗi khung lại được chia thành một số cố định các khe thời gian (time slot). Khi thiết lập kết nối qua đường truyền, mạng dành riêng một khe thời gian ở tất cả các khung cho kết nối này. Mạng sẽ dùng toàn bộ băng thông đường truyền để truyền dữ liệu cho kết nối trong khoảng khe thời gian dành cho kết nối, sau đó sẽ đến phiên kết nối khác.
Hình trên minh họa FDM và TDM cho một đường truyền mạng hỗ trợ đến bốn mạch. Với FDM, dải tần số được chia thành bốn băng tần, mỗi băng tần có độ rộng 4 kHz. Với TDM, thời gian truyền được chia thành bốn khung, với bốn khe thời gian cho mỗi khung; mỗi mạch đươc gán cùng một khe thời gian. Với TDM, tốc độ truyền của mỗi mạch được đo bằng tốc độ truyền khung nhân cho số bit có trong một khe.
Lấy ví dụ, nếu đường truyền truyền 8000 khung (frames) trong một giây, và mỗi khe có 8 bits, thì tốc độ truyền của mạch là 64 kbps.
Người ta cho rằng mạng chuyển mạch mạch khiến phung phí băng thông, do các mạch dành riêng cho cặp thiết bị đầu cuối sẽ lãng phí khi hai thiết bị đầu cuối ngưng truyền. Chẳng hạn, khi một người đang gọi điện thoại dừng việc nói chuyện, các tài nguyên mạng (băng tần hoặc khe thời gian của đường truyền nằm dọc theo kết nối) sẽ rảnh rỗi, nhưng không thể tận dụng cho các kết nối khác.
Những người đề xướng chuyên mạch gói cũng không ngần ngại chỉ ra răng việc thiết lập mạch nối giữa hai điểm đầu cuối, cũng như việc dành riêng băng thông cho mạch là khá rắc rối và đòi hỏi phải có phần mềm tinh vi điều phối các tác vụ của các bộ chuyển nằm dọc theo kết nối điểm-điểm.
Trước khi kết thúc phần nói về chuyển mạch mạch, hãy xem một ví dụ tính toán để hiểu rõ về chủ đề này:
Hãy xem thời gian cần để truyền một tập tin 640,000 bits từ Host A đến Host B qua một mạng chuyển mạch mạch. Giả sử rằng tất cả các đường truyền trong mạng đều sử dụng TDM, với 24 khe thời gian và có tốc độ bit 1.536 Mbps. Cũng giả sử rằng mất hết 500 msec để thiết lập mạch nối giữa hai đầu nút, trựớc khi Host A có thể bắt đầu gửi tập tin cho Host B. Gửi tập tin này mất bao lâu?
Mỗi mạch nối có một tốc độ truyền bằng (1.536 Mbps)/24=64 Kbps, do đó cần (640,000 bits)/(64 kbps)=10 giây để truyền hết tập tin. Nếu cộng thêm thời gian thiết lập mạch nối, cần tổng cộng 10.5 giây. Chú ý rằng thời gian truyền này hoàn toàn độc lập với số lượng đường truyền: Thời gian truyền vẫn là 10 giây ngay cả khi mạch nối chuyển qua một đường truyền hay hàng trăm đường truyền.
Mạng chuyển mạch gói
Các ứng dụng trên mạng trao đối các thông điệp (messages) trong quá trình vận hành. Các thông điệp có thể mang bất cứ thông tin gì mà những nhà thiết kế giao thức muốn. Các thông điệp có thể thực hiện các chức năng điều khiển, hoặc có thể chứa đựng dữ liệu, chẳng hạn như nội dung thư điện tử, một ảnh JPEG, hoặc một tập tin âm thanh MP3.
Trong mạng máy tính hiện đại, bên gửi cắt nhỏ thông điệp thành những mảnh nhỏ, gọi là gói tin (packet). Mỗi gói tin di chuyển theo các đường truyền và bộ chuyển gói tin (packet switch) nằm giữa bên gửi và bên nhận. Các gói tin được truyền qua đường truyền với tốc độ bằng với tổc độ tối đa của đường truyền.
Hầu hết các bộ chuyển gói tin đều sử dụng phương thức lưu-và-chuyển (store-and-forward transmission). Phương thức lưu-và-chuyển nghĩa là bộ chuyển gói tin phải nhận toàn bộ gói tin, trước khi nó có thể bắt đầu truyền bit đầu tiên của gói tin lên đường truyền để đi tiếp. Do đó, xử lý của bộ chuyến gói tin theo lối này làm phát sinh một độ trễ (tức chi phí thời gian) do việc lưu và chuyển từng bit đi.

Hãy xem mất bao lâu đế truyền một gói tin L
bits qua mạng chuyển mạch gói. Giả sử là có Q
đoạn mạng (links) giữa hai bên gửi-nhận, mỗi đoạn có khả năng truyền R
bps. Giả sử rằng đây là gói tin duy nhất trên mạng. Trước tiên, gói tin này phải được gửi lên đoạn mạng đầu tiên nối trực tiếp từ Host A
; đoạn truyền này tốn LIR
giây. Sau đó, nó được truyền tiếp trên Q-1
đoạn mạng còn lại; nghĩa là cần phải lưu-và-chuyển Q-1
lần nữa, mỗi lần tốn L/R
giây. Do đó thời gian tổng cộng là QL/R
.
Mỗi bộ chuyển gói tin có nhiều đường mạng nối vào. Với mỗi đường mạng nối vào, bộ chuyển gói tin có một bộ đệm xuất (output buffer) – còn được gọi là hàng đợi ra (output queue), dùng để lưu các gói tin mà bộ chuyển gói tin gửi vào đường mạng đó. Bộ đệm xuất đóng một vai trò khá quan trọng trong chuyển mạch gói. Nếu một gói tin đến cần được chuyển tiếp, nhưng đường truyền lại bận truyền một gói tin khác, gói tin đến phải chờ trong bộ đệm xuất. Do đó, cùng với độ trễ do lưu-và-chuyển, gói tin còn chịu một độ trễ do xếp hàng chờ.
Độ trễ này là biến động và phụ thuộc vào mức độ ùn tắt của mạng. Do vùng không gian của bộ đệm là có giới hạn, một gói tin có thể đến bộ đệm gặp tình huống bộ đệm bị đầy. Trong trường hợp này, hiện tượng mất gói tin sẽ xảy ra. Hoặc là gói tin mới đến bộ đệm, hoặc là một gói tin đang nằm trong bộ đệm sẽ bị bỏ đi.

So sánh chuyển mạch gói và chuyển mạch mạch
Với kỹ thuật chuyển mạch gói và chuyển mạch mạch như đã trình bày, phần tiếp theo sẽ so sánh giữa hai kỹ thuật.
Các nhà phê bình mạng chuyển mạch gói thường phê phán rằng mạng chuyển mạch gói không thích hợp cho các dịch vụ thời-gian-thực (real-time) (chẳng hạn như điện thoại hoặc hội nghị truyền hình), bởi sự biến động và có độ trễ không thể dự đoán trước được (chủ yếu là độ trễ do xếp hàng chờ tại các bộ chuyển gói tin).
Tuy nhiên các nhà đề xuất mạng chuyển mạch gói lại phản bác rằng
- Mạng chuyển mạch gói thường chia sẻ băng thông tốt hơn mạng chuyển mạch mạch.
- Mạng chuyển mạch gói đơn giản, hiệu quả và có chi phí triển khai thấp hơn mạng chuyển mạch mạch.
Tại sao mạng chuyển mạch gói lại được xem là hiệu quả hơn mạng chuyển mạch mạch? Hãy xem ví dụ đơn giản sau đây.
Giả sử nhiều người dùng chia sẻ chung một đường truyền 1 Mbps. Các người dùng luân phiên giữa việc gửi dữ liệu lên đường truyền với tốc độ không đổi 100 kbps và không gửi gì cả. Giả sử thêm là mỗi người dùng chỉ cần khoảng 10% thời gian để gửi (nghĩa là 90% thời gian là ở không).
Với mạng chuyển mạch mạch, mỗi người dùng đều được dành riêng 100 kbps trên đường truyền dùng chung trong suốt thời gian tham gia. Lấy ví dụ, nếu sử dụng chuyến mạch mạch với TDM, và một khung thời gian dài 1 giây được chia thành 10 khe thời gian, thì mỗi người dùng được cấp phát một khe thời gian trong mỗi khung. Do đó, đường truyền chuyển mạch mạch chỉ có thể phục vụ cho 10 (=1 Mbps/100 kbps) người dùng đồng thời.
Với mạng chuyển mạch gói, xác suất mà một người nhất định tham gia truyền là 0.1 (tức 10%). Nếu có 35 người dùng, xác suất có trên 11 người truyền đồng thời được tính toán xấp xỉ 0.0004. Nếu chỉ 10 người trở xuống cùng truyền (sự kiện này xảy ra với xác suất 0.9996), thì đường truyền không bị trì hoãn, như trường hợp của chuyển mạch mạch.
Khi có nhiều hơn 10 người sử dụng đồng thời, thì tốc độ gộp của dòng gói tin vượt quá khả năng của đường truyền, và chiều dài hàng đợi ra sẽ bắt đầu tăng dần. (Nó tiếp tục tăng cho đến khi tốc độ gộp của dòng gói tin đi vào trở lại dưới 1 Mbps, khi đó chiều dài của hàng đợi sẽ bắt đầu giảm dần). Do xác suất có nhiều hơn 10 người cùng truyền là rất bé (trong ví dụ này).
Mạng chuyến mạch gói mang đến một hiệu năng tương tự như mạng chuyển mạch mạch, nhưng lại cho phép có nhiều hơn đến ba lần số người dùng so với mạng chuyển mạch mạch.
Hãy xem một ví dụ đơn giản khác. Giả sử có 10 người sử dụng, và một người đột nhiên phát sinh ra gói tin 1000 bits, trong khi các người sử dung khác thì lặng im, không phát sinh ra gói tin nào.
Với chuyển mạch mạch TDM có 10 khe thời gian trong một khung và mỗi khe có thể truyền 1000 bits, người sử dụng có thể chỉ sử dụng một khe thời gian trống trên một khung để truyền, trong khi đó thì 9 khe thời gian còn lại rãnh rỗi.
Nếu người dùng có 1 triệu bit cần 10 giây mới truyền hết. Thì trong trường hợp mạng chuyên mạch gói, người dùng này có thể gửi liên tục các gói tin của nó ở tốc độ tối đa 1 Mbps của đường truyền, do không có người dùng nào khác truyền. Trong trường hợp này, toàn bộ một triệu bit của người dùng chỉ cân một giây là truyền hết.
Các ví dụ trên minh họa cho hai tình huống mà hiệu quả thực hiện của mạng chuyển mạch gói là tốt hơn so với mạng chuyển mạch mạch. Các ví dụ cũng làm rõ sự khác biệt giữa hai dạng chia sẻ băng thông đường truyền.
Mạng chuyến mạch mạch cấp phát trước việc sử dụng đường truyền bất chấp nhu cầu, trong đó những thời điểm đã cấp nhưng không sử dụng dùng sẽ trở thành lãng phí. Ngược lại, mạng chuyển mạch gói cấp phát đường truyền theo nhu cầu sử dụng. Khả năng vận chuyển của đường truyền sẽ được chia sẻ trên nền tảng truyền từng gói tin của người sử dụng có nhu cầu.
Mặc dù cả hai kỹ thuật chuyển mạch gói và chuyển mạch mạch đều được sử dụng phổ biến trong các mạng viễn thông, kỹ thuật chuyển mạch gói là khuynh hướng sử dụng hiện nay. Thậm chí nhiều mạng điện thoại chuyển mạch mạch đang dịch chuyển dần sang kỹ thuật chuyển mạch gói. Đặc biệt, mạng điện thoại thường sử dụng kỹ thuật chuyển mạch gói để giảm chi phí trong các cuộc gọi xuyên quốc gia.
Cách thức gói tin di chuyển trong mạng chuyển mạch gói
Như đã biết, bộ định tuyến là thiết bị nhận gói tin đến từ một đường truyền nối vào nó và chuyển gói tin ra một đường truyền khác. Tuy nhiên, làm thế nào để bộ định tuyến xác định đường truyền ra này?
Thực tế thì điều này được thực hiện theo nhiều cách khác nhau cho những loại mạng máy tính khác nhau. Chương này trình bày cách tiếp cận phổ biến nhất, chính là cách mà Internet sử dụng.
Trong Internet, mỗi gói tin di chuyển trên mạng đều chứa địa chỉ của đích đến trong phần đầu gói (header) của nó. Cũng tương tự như địa chỉ dùng để gửi thư giấy, địa chỉ này có một cấu trúc phân cấp. Khi gói tin đến bộ định tuyến, bộ định tuyến này sẽ kiểm tra phần địa chỉ đích đến của gói tin và chuyển gói tin đến một bộ định tuyến kế tiếp trên đường đi đến đích.
Cụ thể hơn, mỗi bộ định tuyến có một bảng chuyển tiếp (forwarding table) trong đó lưu ánh xạ giữa địa chỉ đích đến (hoặc một phần địa chỉ đích đến) với cổng ra. Khi gói tin đến bộ định tuyến, bộ định tuyến tìm kiếm địa chỉ này trong bảng chuyển tiếp để xác định cổng ra phù hợp. Sau đó bộ định tuyến sẽ chuyển tiếp gói tin theo cổng này.
Chúng ta vừa biết rằng bộ định tuyến sử dụng địa chỉ đích đến của gói tin để làm chỉ mục bảng chuyển tiếp, và xác định cổng ra phù hợp. Nhưng điều này lại làm phát sinh câu hỏi khác: Bảng chuyển tiếp được thiết lập như thế nào? Có phải chúng được cấu hình bằng lối thủ công cho từng và cho mọi bộ định tuyến, hay Internet sử dụng một thủ tục tự động hóa? Vấn đề này sẽ được đề cập sâu hơn trong các bài tiếp theo.
Và lưu ý rằng Internet có một số giao thức định tuyến đặc biệt được sử dụng để thiết lập bảng chuyển tiếp. Ví dụ, giao thức định tuyến có thể xác định đường truyền ngắn nhất từ mỗi bộ định tuyến đến mỗi đích đến, và sử dụng kết quả đường truyền ngắn nhất này để xây dựng nội dung bảng chuyển tiếp trong bộ định tuyến.
Internet: mạng của các mạng
Như đã biết rằng các thiết bị đầu cuối (máy tính, PDA, điện thoại thông minh, …) kết nối vào Internet thông qua các nhà cung cấp dịch vụ Internet địa phương (ISP). Các ISP có thể cung cấp các kết nối hữu tuyến hoặc vô tuyến, dùng các kỹ thuật truy cập như DSL, cáp, FTTH, Wi-Fi, mạng điện thoại di động, và WiMax.
Lưu ý rằng các ISP địa phương không phải là công ty điện thoại hoặc công ty truyền cáp: mà đó có thể là một trường đại học (cung cấp phương tiện truy cập Internet cho sinh viên, giảng viên và nhân viên nhà trường), hoặc là một công ty (cung cấp phương tiện truy cập cho nhân viên công ty). Tuy nhiên, việc kết nối người dùng đầu cuối (end user) và nhà cung cấp nội dung đến các ISP địa phương chỉ là một phần nhỏ để giải quyết vấn đề kết nối hàng trăm triệu thiết bị đầu cuối và hàng trăm ngàn mạng tạo thành Internet. Internet chính là mạng của các mạng.
Trong mạng Internet công cộng, các ISP dành cho mục đích truy cập nằm ở biên mạng Internet, được kết nối vào phân còn lại của mạng Internet nhờ một hệ thống các ISP phân cấp, như được minh họa ở hình bên dưới. Các ISP dành cho mục đích truy cập nằm ở dưới đáy của hệ thống phân cấp này. Ở phần trên cùng của hệ thống phân cấp là một số lượng tương đối ít của các ISP cấp 1.
Trong nhiều phương diện, ISP cấp 1 cũng tương tự như bất cứ một mạng nào khác, nó cũng có các đường truyền và bộ định tuyến, và được nối kết đến các mạng khác. Tuy nhiên, ISP cấp 1 cũng có những khía cạnh khác biệt. Tốc độ đường truyền của chúng thường cao từ 622 Mbps trở lên, trong đó có những ISP lớn hơn có đường truyền từ 2.5 đến 10 Gbps; bộ định tuyến của chúng vì thế cũng phải có tốc độ chuyển tiếp gói tin ở tốc độ cực nhanh. Các ISP cấp 1 cũng có những đặc trưng sau:
- Được nối kết trực tiếp với các ISP cấp 1 khác
- Được nối kết với một số lớn các ISP cấp 2 và các mạng khách hàng khác.
- Tầm bao phủ quốc tế.

Các ISP cấp 1 cũng được gọi là các mạng xương sống Internet (Internet backnone). Chúng bao gồm các công ty như Sprint, Verizon, MCI (trước gọi là UUNet/WorldCom), AT&T, NTT, Levels, Qwest, và Cable & Wireless.
ISP cấp 2 thường được gọi là các nhà cung cấp dịch vụ cấp vùng hoặc quốc gia, và được kết nối trực tiếp đến chỉ vài ISP cấp 1 (xem hình trên). Do đó, để thông với Internet toàn câu, ISP cấp 2 cần chuyển lưu lượng của nó qua một trong những ISP cấp 1 liên thông với nó. ISP câp 2 được gọi là khách hàng của các ISP cấp 1 mà nó kết nối đến.
Nhiều công ty, tổ chức lớn kết nối mạng của mình trực tiếp vào các ISP cấp 1 hay cấp 2, và do đó lại trở thành khách hàng của các ISP đó. Một ISP cung cấp dịch vụ tính phí các ISP khách hàng của nó, chi phí này phụ thuộc chủ yêu khả năng truyền của đường truyền nội giữa hai phía. Mạng ISP cấp 2 cũng có thể chọn kết nối trực tiếp đến một số mạng ISP cấp 2 khác, trong trường hợp này dòng dữ liệu có thể lưu chuyển giữa mạng của hai ISP cấp 2 này mà không cần phải trung chuyển qua mạng các ISP cấp 1.
Dưới các ISP cấp 2 là các ISP cấp thấp hơn. Ở cấp thấp nhất là các ISP phục vụ truy cập. Một vài trường hợp đặc biệt, một số ISP cấp 1 cũng đồng thời là ISP cấp 2 (nghĩa là tích hợp theo chiều dọc), cung cấp khả năng truy cập trực tiếp tới người dùng đầu cuối và nhà cung cấp nội dung, cũng như cho các nhà cung cấp dịch vụ cấp thấp hơn. Khi hai ISP cùng cấp được kết nối trực tiếp đến nhau, chúng được gọi là bạn (peer) với nhau.
Bên trong mạng của một ISP, những điểm mà một ISP kết nối đến các ISP khác được gọi là POP (Point of Presence), POP đơn giản chi là một nhóm gồm một hoặc nhiều bộ định tuyến trong mạng của ISP, mà các bộ định tuyến thuộc các ISP khác hoặc các mạng đang thuộc về khách hàng của ISP có thế kết nối đến. Một ISP cấp 1 thường có nhiều POP rải rác tại nhiều vị trí địa lý khác nhau trên mạng, cho phép nhiều mạng của khách hàng và các ISP khác kết nối vào mỗi POP.
Với mỗi mạng khách hàng kết nối vào POP của nhà cung cấp, khách hàng đó thường thuê bao luôn đường truyền tốc độ cao từ nhà cung cấp dịch vụ viễn thông và nối kết trực tiếp một trong những bộ định tuyến của nó đến POP của nhà cung cấp dịch vụ.
Tóm lại, bố cục vật lý của mạng Intenet vốn phức tạp, gồm hàng tá các ISP cấp 1 và 2, hàng nghìn các ISP cấp thấp hơn. Các ISP này khác nhau về tầm bao phủ, một số thì trải dài trên nhiều lục địa và đại dương, và những ISP khác thì lại giới hạn trong những vùng hẹp của thế giới.
Các ISP cấp thấp hơn thì được kết nối đến các ISP cấp cao hơn, và các ISP cấp cao hơn này lại được kết nối với một ISP khác. Người dùng và nhà cung cấp là khách hàng của các ISP cấp thấp, còn những ISP cấp thấp là khách hàng của ISP cấp cao hơn mà nó kết nối vào.
Tổng kết
Phần tìm hiểu về mạng lõi của Internet với các phương thức chuyển gói cùng với các kiến trúc hạ tầng các ISP đến đây là kết thúc.
Ở phần sau chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về độ trễ và hàng đợi trong chuyển mạch gói.