AS(Autonomous System、自律システム)とは、インターネット上で一貫したルーティングポリシーを持つネットワークの集合体を指し、特定の組織やプロバイダーによって管理されています。

本記事では、ASの仕組みや役割から、Google・Amazonなど身近な企業の実例、AS同士をつなぐIXの仕組みまでを解説します。

AS(自律システム)とは

AS(Autonomous System、自律システム)は、インターネット上で一貫したルーティングポリシーを持つネットワークの集合体を指し、特定の組織やプロバイダーによって管理されています。ASは一意の識別番号(ASN:Autonomous System Number)を持ち、他のASと通信するためのルーティングが設定されています。

ISP(インターネットサービスプロバイダー)や大規模な企業、政府機関などが自社のネットワークを管理するためにASを使用しており、インターネット全体の構造を形成する基本単位として重要な役割を担っています。

ASは、インターネットの経路制御プロトコルであるBGP(Border Gateway Protocol)を利用して、他のASと経路情報を共有し、インターネット全体のルーティングを最適化しています。

ASの仕組みと役割

ASは、特定の組織が管理するネットワークで構成され、主に以下の役割と機能を持っています。

一貫したルーティングポリシー

ASは一貫したルーティングポリシーに基づいて運営されており、内部での経路設定が統一されています。これにより、ネットワーク内の通信が効率的に行われるだけでなく、他のASと通信する際にもポリシーに従ったルーティングが行われます。

独自のASN(Autonomous System Number)

ASは一意のASN(自律システム番号)によって識別されます。この番号を用いることで、インターネット上で各ASが独自のネットワークとして認識され、他のASとの間でルーティング情報を交換できます。

BGP(Border Gateway Protocol)による経路情報の共有

ASは、BGPを使って他のASと経路情報を交換します。BGPはインターネット上での経路制御プロトコルであり、AS間の経路を決定します。たとえば、あるASが他のASに通信パスを提供する際、BGPは最適な経路を選択し、トラフィックを効率的にルーティングします。

独自のトラフィック制御

ASは、インターネット上のトラフィックを独自に制御できます。企業やISPは、ASのルーティングポリシーを利用して、自社のネットワーク運営に最適なトラフィック管理を行います。

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AS番号はどのように管理されているのか

AS番号は世界中で重複しないよう、階層的な仕組みで管理されています。まずIANA(インターネット番号割り当て機関)が世界全体を統括し、各地域のレジストリに番号のブロックを割り当てます。

アジア太平洋地域ではAPNICがこの役割を担い、日本国内向けの割り当てや調整はAPNICと連携してJPNICが取りまとめています。この仕組みにより、世界中のどのASも重複することなく一意に識別できるようになっています。

身近な企業に見るASの実例

ASという概念は抽象的に感じられがちですが、実は私たちが日常的に使っているサービスの裏側で、具体的な企業が独自のASを運営しています。

Google(AS15169)

GoogleはAS15169という番号を運営しており、世界でもトップクラスに知られたAS番号の一つです。このASから、Google検索、YouTube、Gmail、Google Cloudといった日常的に利用するサービスが配信されています。

Meta(AS32934)

Meta(旧Facebook)はAS32934を運営しています。FacebookやInstagram、WhatsAppといったSNSサービスは、このAS32934を通じて世界中のユーザーに届けられています。SNSは大量の画像・動画データを扱うため、世界各地にデータセンターを設置し効率的な配信を実現しています。

Amazon(AS16509等)

AmazonはAS16509やAS14618など複数のAS番号を保有し、通販サイトのAmazon.comだけでなく、クラウドサービスのAWS(Amazon Web Services)も運営しています。多くのWebサイトやアプリが裏側でAWSを利用しているため、Amazonのネットワークは現代のインターネットに欠かせない存在です。

Cloudflare(AS13335)

AS13335を持つCloudflareは、Webサイトの表示速度向上やサイバー攻撃からの防御サービスを提供しています。世界中に配置されたサーバーを通じて、多くのWebサイトを快適に利用できるよう支えています。

ASの種類

ASには、主に以下の3つの種類があります。

シングルホームAS(Single-homed AS)

シングルホームASは、1つの上位プロバイダーに接続されているASです。1つのISPに依存してインターネットに接続するため、他のASと直接接続することがありません。通常、小規模な企業やネットワークで利用されることが多く、複雑なルーティング設定が必要ありません。

マルチホームAS(Multi-homed AS)

マルチホームASは、複数のISPや上位プロバイダーに接続しているASで、複数の経路からインターネットにアクセスできるようになっています。ネットワークの冗長性を高め、特定のISPがダウンした場合にも通信を維持するために使用されます。

トランジットAS(Transit AS)

トランジットASは、他のASにインターネット接続を提供するASで、ISPや大規模なネットワークプロバイダーが該当します。他のASにインターネットへの経路を提供することで、インターネット全体の通信経路を構築する、いわば中核的な役割を担っています。

AS同士の接続とIX(インターネットエクスチェンジ)

AS同士が直接通信を行うためには、相互に物理的な接続が必要です。しかし、各ASが一対一で接続をしていくと、数多くの接続回線が必要になり、管理が煩雑化しコストも膨らんでしまいます。

この問題を解決するのが、IX(インターネットエクスチェンジ)の活用です。IXとは、異なるAS同士が効率的にデータを交換するための物理的なプラットフォームを指します。IXを利用することで、物理的な直接接続を減らしながらも多くのASとの通信が可能となり、ネットワーク運用が格段に効率的かつ柔軟になります。

ASとBGPの関係

ASはBGP(Border Gateway Protocol)を通じて、他のASと経路情報を交換し、インターネット上でのルーティングを実現します。

BGPによる経路選択とポリシー設定

BGPでは、ASが独自のルーティングポリシーを設定し、通信経路を選択できます。あるASがトラフィックを特定の経路で受信したり、特定のASを優先的に選択したりする場合、BGPポリシーを設定してその経路を選ぶことが可能です。

BGPとASNによる経路識別

BGPは、AS間の経路情報をASNを用いて識別します。BGPは各ASの経路情報を管理し、ASNをもとに最適な経路を決定するため、各ASはBGP経由でネットワーク上のトラフィックを効率的に管理できます。

ASの利点と役割のまとめ

• 一貫したルーティングポリシーの維持:ASは、一貫性のあるルーティングポリシーを保持し、ネットワークの効率的な管理を可能にします。
• BGP経由の経路情報交換:ASはBGPを使って他のASと経路情報を共有し、最適な経路を選択するため、トラフィックの効率的なルーティングが実現されます。
• トラフィック制御の柔軟性:ASは独自のトラフィック制御を行い、ネットワークの効率化と冗長性を高めることができます。

ASの利用事例

• ISPのネットワーク運用:ISPはASを利用して顧客のネットワーク接続を管理し、他のISPやトランジットASと接続することで、インターネット全体への経路を提供します。
• 大企業のインフラ管理:大企業は、自社のASを持ち、複数のISPや上位プロバイダーと接続することで、安定した通信を確保し、災害発生時にも通信が継続できる冗長性を実現しています。
• 国際ネットワークのトラフィック管理:国際的なトランジットASは、世界中のASと接続してグローバルなトラフィックのハブとして機能し、インターネット上での円滑な通信を支えています。

まとめ

AS(Autonomous System、自律システム)は、インターネット上で独立したネットワークの集合体として、BGPプロトコルを使い他のネットワークと経路情報を交換する役割を持ちます。

Google、Meta、Amazon、Cloudflareといった身近な企業もそれぞれ独自のASNを持ち、IXなどの仕組みを介して互いに接続し合うことで、私たちが日常的に利用するインターネットが成り立っています。

ASとASNを活用することで、各ネットワークはインターネット全体の構造の一部として効率的に運営され、最適な通信経路が確保されています。