Ova studija objašnjava kako neuspjeh jednog autonomnog sistema (AS) utiče na globalnu povezanost određenog regiona, posebno kada je riječ o najvećem provajderu internetskih usluga (ISP) u toj zemlji. Internet konekcija na nivou mreže je vođena interakcijama između autonomnih sistema. Kako se broj alternativnih ruta između AS-ova povećava, raste tolerancija na greške i povećava se stabilnost interneta u datoj zemlji. Međutim, neki putevi postaju važniji od drugih, a imati što više alternativnih puteva je na kraju jedini način da se osigura pouzdanost sistema (u smislu AS).
Globalna povezanost bilo kojeg AS-a, bilo da se radi o manjem Internet provajderu ili međunarodnom gigantu sa milionima korisnika usluga, zavisi od kvantiteta i kvaliteta njegovih puteva do Tier-1 provajdera. U pravilu, Tier-1 označava međunarodnu kompaniju koja nudi globalnu uslugu IP tranzita i vezu sa drugim Tier-1 operaterima. Međutim, ne postoji obaveza unutar datog elitnog kluba da održava takvu vezu. Samo tržište može motivisati takve kompanije da se bezuslovno povezuju jedna s drugom, pružajući visokokvalitetne usluge. Da li je ovo dovoljan podsticaj? Odgovorićemo na ovo pitanje u nastavku u odjeljku o IPv6 povezivanju.
Ako ISP izgubi čak i jednu od svojih Tier-1 veza, vjerovatno će biti nedostupan u nekim dijelovima svijeta.
Mjerenje pouzdanosti interneta
Zamislite da AS doživljava značajnu degradaciju mreže. Tražimo odgovor na sljedeće pitanje: „Koji postotak AS u ovoj regiji može izgubiti vezu sa Tier-1 operaterima, a samim tim izgubiti globalnu dostupnost“?
Istraživačka metodologijaZašto simulirati takvu situaciju? Strogo govoreći, kada su BGP i svijet međudomenskog rutiranja bili u fazi dizajna, kreatori su pretpostavili da će svaki netranzitni AS imati najmanje dva upstream provajdera kako bi se osigurala tolerancija grešaka u slučaju da jedan od njih pokvari. Međutim, u stvarnosti je sve potpuno drugačije - više od 45% ISP-a ima samo jednu vezu na tranzit uzvodno. Skup nekonvencionalnih odnosa između tranzitnih ISP-a dodatno smanjuje ukupnu pouzdanost. Dakle, da li tranzitni ISP-ovi padaju? Odgovor je da, i to se dešava prilično često. Pravo pitanje u ovom slučaju je: „Kada će određeni ISP doživjeti degradaciju povezanosti?“ Ako se nekome takvi problemi čine udaljeni, vrijedi se sjetiti Marfijevog zakona: “Sve što može poći naopako, poći će naopako.”
Da bismo simulirali sličan scenario, koristimo isti model već treću godinu zaredom. Iste godine nismo samo ponovili prethodne proračune - značajno smo proširili opseg našeg istraživanja. Slijedeći su koraci da bi se ocijenila pouzdanost AS-a:
- Za svaki AS u svijetu, dobijamo sve alternativne puteve do Tier-1 operatera koristeći model odnosa AS, koji služi kao jezgro Qrator.Radar proizvoda;
- Koristeći IPIP bazu geopodataka, mapirali smo svaku IP adresu svakog AS u odgovarajuću zemlju;
- Za svaki AS smo izračunali udio njegovog adresnog prostora koji odgovara odabranoj regiji. Ovo je pomoglo u filtriranju situacija u kojima ISP može biti prisutan na mjestu razmjene u određenoj zemlji, ali nije prisutan u cijelom regionu. Ilustrativan primjer je Hong Kong, gdje stotine članova najveće azijske internet berze HKIX razmjenjuju promet bez prisustva u internet segmentu Hong Konga;
- Dobivši jasne rezultate za AS u regionu, procenjujemo uticaj mogućeg kvara ovog AS na druge AS i zemlje u kojima su prisutni;
- Konačno, za svaku zemlju, pronašli smo određeni AS koji je uticao na najveći procenat drugih AS u toj regiji. Strani AS neće biti razmatrani.
IPv4 pouzdanost
Ispod možete vidjeti 20 najboljih zemalja u smislu pouzdanosti u smislu tolerancije grešaka u slučaju jednog kvara AS. U praksi, to znači da zemlja ima dobru internet konekciju, a procenat odražava udio AS-ova koji će izgubiti globalnu povezanost ako najveći AS pokvari.
Brze činjenice:
- SAD su pale za 11 pozicija sa 7. na 18. mjesto;
- Bangladeš je napustio prvih 20;
- Ukrajina je porasla za 8 pozicija na 4. mjesto;
- Austrija je ispala iz prvih 20;
- Dvije zemlje vraćaju se među prvih 20: Italija i Luksemburg nakon izlaska 2017. i 2018. godine.
Svake godine se događaju zanimljivi pomaci u rangiranju održivosti. Prošle godine smo pisali da se ukupni učinak 20 najboljih zemalja nije mnogo promijenio od 2017. Vrijedi napomenuti da iz godine u godinu vidimo pozitivan globalni trend ka poboljšanju pouzdanosti i ukupne dostupnosti. Da bismo to ilustrirali, upoređujemo prosječne i srednje promjene tokom 4 godine u ukupnoj ocjeni održivosti IPv4 u sve 233 zemlje.
Broj zemalja koje su uspjele smanjiti svoju ovisnost o jednom AS-u na manje od 10% (znak visoke otpornosti) porastao je za 5 u odnosu na prošlu godinu, dostigavši 2019 nacionalnih segmenata u septembru 35.
Stoga, kao najznačajniji trend uočen tokom perioda našeg istraživanja, identifikujemo značajno povećanje otpornosti mreža širom svijeta, kako u IPv4 tako iu IPv6.
IPv6 otpornost
Već nekoliko godina ponavljamo da je pogrešna pretpostavka da IPv6 radi isto kao IPv4 fundamentalni strukturalni problem u procesu razvoja i implementacije IPv6.
Prošle godine smo pisali o peering ratovima koji traju ne samo u IPv6, već iu IPv4, gdje Cogent i Hurricane Electric ne komuniciraju jedni s drugima. Ove godine smo bili iznenađeni kada smo otkrili da je još jedan par prošlogodišnjih rivala, Deutsche Telekom i Verizon US, uspješno uspostavio IPv6 peering u maju 2019. Malo je vjerovatno da ćete pronaći bilo kakav spomen o tome, ali ovo je ogroman korak - dva velika Tier-1 provajdera su prestala da se bore i konačno su uspostavila peer-to-peer vezu koristeći protokol za koji svi želimo mnogo više razvoja.
Da bi se osigurala puna povezanost i najveća pouzdanost, putevi do Tier-1 operatera moraju biti prisutni u svakom trenutku. Također smo izračunali postotak AS-ova u zemlji koja ima samo djelomičnu povezanost u IPv6 zbog peering ratova. Evo rezultata:
Godinu dana kasnije, IPv4 ostaje znatno pouzdaniji od IPv6. Prosječna pouzdanost i stabilnost IPv4 u 2019. godini iznosi 62,924%, a za IPv54,53 6%. IPv6 i dalje ima visok udio zemalja sa slabom globalnom dostupnošću—to jest, visokim postotkom djelomične povezanosti.
U odnosu na prošlu godinu, vidjeli smo značajan napredak u tri velike zemlje, posebno u dimenziji djelomične povezanosti. Prošle godine Venecuela je imala 33%, Kina 65% i UAE 25%. Dok su Venecuela i Kina značajno poboljšale svoju povezanost, rješavajući ozbiljne izazove djelomično povezanih mreža, UAE su ostali bez pozitivnog zamaha u ovoj oblasti.
Širokopojasni pristup i PTR zapisi
Ponavljajući pitanje koje sebi postavljamo od prošle godine: „Je li istina da vodeći provajder u zemlji uvijek utječe na regionalnu pouzdanost više od svih ostalih ili bilo kojeg drugog?“, razvili smo dodatnu metriku za dalje proučavanje. Možda najznačajniji (po korisničkoj bazi) Internet provajder u datoj oblasti neće nužno biti autonomni sistem koji postaje najvažniji u obezbeđivanju globalnog povezivanja.
Prošle godine smo utvrdili da se najprecizniji pokazatelj stvarne važnosti provajdera može bazirati na analizi PTR zapisa. Obično se koriste za obrnuto traženje DNS-a: pomoću IP adrese može se identificirati povezano ime hosta ili ime domene.
To znači da PTR može omogućiti mjerenje specifične opreme u individualnom adresnom prostoru operatera. Pošto već poznajemo najveće AS-ove za svaku zemlju na svijetu, mogli bismo prebrojati PTR zapise u mrežama ovih provajdera, određujući njihov udio među svim PTR zapisima u regionu. Vrijedi odmah dati izjavu o odricanju odgovornosti: računali smo SAMO PTR zapise i nismo izračunali omjer IP adresa bez PTR zapisa prema IP adresama sa PTR zapisima.
Dakle, u nastavku govorimo isključivo o IP adresama sa prisutnim PTR zapisima. Nije opšte pravilo da ih kreirate, zbog čega neki provajderi uključuju PTR, a drugi ne.
Pokazali smo koliko bi ovih IP adresa sa navedenim PTR zapisima bilo prekinuto u slučaju prekida veze sa/zajedno sa najvećim (po PTR) autonomnim sistemom u navedenoj zemlji. Slika odražava procenat svih IP adresa sa PTR podrškom u regionu.
Uporedimo 20 zemalja sa najvećim povjerenjem s IPv4 ljestvice za 2019. s PTR rangom:
Očigledno, pristup koji razmatra PTR zapise daje potpuno drugačije rezultate. U većini slučajeva, ne samo da se mijenja centralni AS u regiji, već je i postotak nestabilnosti za navedeni AS potpuno drugačiji. U svim regionima koji su pouzdani, sa stanovišta globalne dostupnosti, desetine puta je veći broj IP adresa sa PTR podrškom koje će biti isključene zbog pada AS-a.
To bi moglo značiti da vodeći nacionalni ISP uvijek posjeduje krajnje korisnike. Stoga, moramo pretpostaviti da ovaj procenat predstavlja dio baze korisnika i korisnika ISP-a koji će biti odsječen (u slučaju da prelazak na alternativnog provajdera nije moguć) u slučaju kvara. Sa ove tačke gledišta, zemlje više ne izgledaju tako pouzdane kao što izgledaju sa tranzitne tačke gledišta. Čitaocu ostavljamo moguće zaključke iz poređenja 20 najboljih IPv4 sa PTR vrijednostima.
Detalji promjena u pojedinim zemljama
Kao i obično u ovom odeljku, počinjemo sa vrlo posebnim AS174 unosom - Cogent. Prošle godine smo istakli njegov uticaj u Evropi, gde je AS174 identifikovan kao kritičan za 5 od 20 najboljih zemalja u IPv4 indeksu otpornosti. Ove godine Cogent je ostao među prvih 20 po pouzdanosti, međutim, uz neke promjene – posebno u Belgiji i Španiji AS174 je zamijenjen kao najkritičniji AS. U 2019. za Belgiju je to postao AS6848 - Telenet, a za Španiju - AS12430 - Vodafone.
Sada, pogledajmo bliže dvije zemlje sa istorijski dobrim rezultatima otpornosti koje su napravile najznačajnije promjene u protekloj godini: Ukrajinu i Sjedinjene Američke Države.
Prvo, Ukrajina je naglo poboljšala svoju poziciju na IPv4 rang listi. Za detalje, obratili smo se Maxu Tulyevu, članu odbora ukrajinske internet asocijacije, za detalje o tome šta se dogodilo u njegovoj zemlji u proteklih 12 mjeseci:
“Najznačajnija promjena koju vidimo u Ukrajini je pad troškova tranzita podataka. Ovo omogućava najprofitabilnijim internet kompanijama da steknu više uzvodnih veza izvan naših granica. Hurricane Electric je posebno aktivan na tržištu, nudeći "međunarodni tranzit" bez direktnog ugovora jer ne uklanjaju prefikse sa berzi - oni samo najavljuju kupčev konus na lokalnim IXP-ovima."
Glavni AS za Ukrajinu je promijenjen sa AS1299 Telia na AS3255 UARNET. G. Tulyev je objasnio da je UARNET, kao bivša obrazovna mreža, sada postala aktivna tranzitna mreža, posebno u zapadnoj Ukrajini.
Pređimo sada na drugi dio Zemlje - u SAD.
Naše glavno pitanje je prilično jednostavno - koji su detalji pada otpornosti SAD za 11 stupnjeva?
U 2018., SAD su zauzele 7. mjesto sa 4,04% zemlje koje bi potencijalno moglo izgubiti globalnu dostupnost ako AS209 ne uspije. Naš izvještaj za 2018. daje uvid u ono što se promijenilo u Sjedinjenim Državama prije godinu dana:
“Ali velika vijest je ono što se dogodilo u Sjedinjenim Državama. Dvije godine za redom - 2016. i 2017. - identificirali smo Cogentov AS174 kao promjenu igre na ovom tržištu. To više nije slučaj—u 2018. zamijenio ga je AS 209 CenturyLink, poslavši Sjedinjene Države za tri mjesta na 7. mjesto na IPv4 rang listi."
Rezultati za 2019. pokazuju da su Sjedinjene Američke Države rangirane na 18. mjestu sa ocjenom otpornosti koji je pao na 6,83% – promjena od više od 2,5%, što je obično dovoljno da ispadnu iz prvih 20 na rang-listi IPv4 otpornosti.
Kontaktirali smo osnivača Hurricane Electrica Mikea Lebera za njegov komentar na situaciju:
“Ovo je prirodna promjena jer globalni internet nastavlja rasti. IT infrastruktura u svakoj zemlji raste i modernizuje se kako bi podržala informatičku ekonomiju koja se stalno mijenja i razvija. Produktivnost poboljšava korisničko iskustvo i prihod. Lokalna IT infrastruktura poboljšava produktivnost. To su makro-tehno-ekonomske sile.”
Uvijek je interesantno analizirati šta se dešava u najvećoj svjetskoj ekonomiji, posebno kada vidimo tako značajan pad rejtinga pouzdanosti. Podsjetimo, prošle godine smo primijetili zamjenu Cogent-ovog AS174 CenturyLink-ovim AS209 u Sjedinjenim Državama. Ove godine, CenturyLink je izgubio svoju poziciju kritičnog AS u zemlji u odnosu na drugi samostalni sistem, Level3356-ov AS3. To nije iznenađujuće budući da su dvije kompanije efektivno predstavljale jednu organizaciju od preuzimanja 2017. godine. Od sada, CenturyLink povezanost u potpunosti ovisi o povezivanju Level3. Može se zaključiti da je sveukupni pad pouzdanosti povezan s incidentom koji se dogodio na mreži Level3/CenturyLink krajem 2018. godine, kada su 4 neidentificirana mrežna paketa prekinula internet na nekoliko sati na velikom području Sjedinjenih Država. . Ovaj događaj je svakako uticao na sposobnost CenturyLink/Level3 da obezbijedi tranzit najvećim igračima u zemlji, od kojih su neki možda prešli na druge provajdere tranzita ili jednostavno diverzificirali svoje uzvodne i nizvodne veze. Međutim, uprkos svemu navedenom, Level3 ostaje najvažniji provajder povezivanja za SAD, čije bi gašenje moglo rezultirati nedostatkom globalne dostupnosti za skoro 7% lokalnih autonomnih sistema koji se oslanjaju na ovaj tranzit.
Italija se vratila među prvih 20 na 17. mjestu sa istim AS12874 Fastwebom, što je vjerovatno rezultat značajnog poboljšanja kvaliteta i kvantiteta puteva do ovog provajdera. Uostalom, zajedno s njim 2017. Italija je pala na 21. mjesto, ostavivši prvih 20.
U 2019. Singapur, koji je ušao u prvih 20 rang liste tek prošle godine, ali je skočio ravno na 5. mjesto, ponovo je dobio novi kritični ASN. Prošle godine smo pokušali da objasnimo promene u regionima jugoistočne Azije. Ove godine, kritični AS za Singapur je promijenjen sa prošlogodišnjeg AS3758 SingNet na AS4657 Starnet. Ovom promjenom region je izgubio samo jednu poziciju, pavši na 6. mjesto na rang listi 2019. godine.
Kina je napravila izuzetan skok sa 113. mjesta u 2018. na 78. u 2019., uz promjenu snage IPv5 od oko 4% prema našoj metodologiji. U IPv6, djelomična povezanost Kine je pala sa 65,93% prošle godine na nešto više od 20% ove godine. Primarni ASN u IPv6 promijenjen je sa AS9808 China Mobile 2018. na AS4134 u 2019. U IPv4, AS4134, koji je u vlasništvu China Telecoma, bio je kritičan dugi niz godina.
U IPv6, u isto vrijeme, kineski segment interneta je pao za 20 mjesta na rang-listi održivosti za 2019. godinu - sa 10% prošle godine na 23,5% u 2019. godini.
Vjerovatno sve ovo ukazuje samo na jednostavnu stvar - China Telecom aktivno unapređuje svoju infrastrukturu, ostajući glavna komunikacijska mreža za Kinu s vanjskim internetom.
Sa rastućim rizicima cyber sigurnosti i, zapravo, stalnim protokom vijesti o napadima na internet infrastrukturu, vrijeme je da sve vlade, privatne i javne kompanije, ali prije svega obični korisnici, pažljivo procijene svoje stavove. Rizici povezani sa regionalnim povezivanjem moraju se pažljivo i pošteno ispitati, analizirajući istinske nivoe pouzdanosti. Čak i niske vrijednosti u ocjeni krhkosti mogu uzrokovati stvarne probleme dostupnosti u slučaju masovnog napada na velikog provajdera kritične usluge u cijeloj zemlji, recimo DNS. Ne zaboravite također da će vanjski svijet biti isključen sa usluga i podataka koji se nalaze unutar regije u slučaju potpunog gubitka veze.
Naše istraživanje jasno pokazuje da se konkurentni ISP i tržišta operatera na kraju razvijaju kako bi postali mnogo stabilniji i otporniji na rizike unutar, pa čak i izvan datog regiona. Bez konkurentnog tržišta, neuspjeh jednog AS može i rezultirat će gubitkom mrežne povezanosti za značajan dio korisnika u zemlji ili širem regionu.
izvor: www.habr.com