2019年全国インターネットセグメントの持続可能性に関する調査

この調査では、1 つの自律システム (AS) の障害が、特にその国の最大のインターネット サービス プロバイダー (ISP) に関して、特定の地域のグローバル接続にどのような影響を与えるかを説明します。ネットワーク レベルでのインターネット接続は、自律システム間の相互作用によって駆動されます。 AS 間の代替ルートの数が増えると、フォールト トレランスが向上し、特定の国でのインターネットの安定性が向上します。ただし、一部のパスは他のパスよりも重要になるため、できるだけ多くの代替パスを用意することが、最終的にはシステムの信頼性 (AS の意味で) を確保する唯一の方法になります。

AS のグローバル接続は、小規模なインターネット プロバイダーであれ、数百万のサービス利用者を抱える国際的な大手であれ、Tier-1 プロバイダーへのパスの量と質に依存します。通常、Tier-1 とは、グローバル IP トランジット サービスと他の Tier-1 事業者への接続を提供する国際企業を意味します。しかし、特定のエリートクラブ内にはそのようなつながりを維持する義務はありません。このような企業が無条件に相互につながり、高品質のサービスを提供する動機を与えることができるのは市場だけです。これで十分なインセンティブでしょうか?この質問については、以下の IPv6 接続に関するセクションで回答します。

ISP が自身の Tier-1 接続を XNUMX つでも失うと、世界の一部の地域ではその接続が利用できなくなる可能性があります。

インターネットの信頼性の測定

AS でネットワークの大幅な低下が発生したと想像してください。私たちは次の質問に対する答えを探しています。「この地域の AS の何パーセントが Tier-1 オペレーターとの接続を失い、その結果、グローバルな可用性が失われる可能性がありますか?」

研究方法なぜそのような状況をシミュレートするのでしょうか?厳密に言うと、BGP とドメイン間ルーティングの世界が設計段階にあったとき、作成者は、各非トランジット AS には少なくとも 45 つの上流プロバイダーがあり、そのうちの XNUMX つに障害が発生した場合に備えてフォールト トレランスを確保すると想定していました。しかし、実際にはすべてがまったく異なります。XNUMX% 以上の ISP は、上流のトランジットへの接続を XNUMX つだけ持っています。中継 ISP 間の一連の型破りな関係により、全体的な信頼性がさらに低下します。では、中継 ISP は衰退しているのでしょうか?答えは「はい」であり、それは非常に頻繁に起こります。この場合の正しい質問は、「特定の ISP で接続の低下が発生するのはいつですか?」です。そのような問題が他人にとって縁遠いものに思える場合は、「うまくいかない可能性のあるものはすべて、うまくいかない」というマーフィーの法則を思い出してみる価値があります。

同様のシナリオをシミュレーションするために、同じモデルを 3 年連続で実行します。同年、私たちは以前の計算を繰り返すだけでなく、研究範囲を大幅に拡大しました。 AS の信頼性を評価するには、次の手順に従います。

• 世界の各 AS について、Qrator.Radar 製品の中核として機能する AS 関係モデルを使用して、Tier-1 オペレーターへのすべての代替パスを取得します。
• IPIP ジオデータベースを使用して、各 AS の各 IP アドレスを対応する国にマッピングしました。
• 各 AS について、選択した領域に対応するアドレス空間のシェアを計算しました。これは、ISP が特定の国の交換ポイントに存在している可能性があるが、地域全体としては存在していないという状況を除外するのに役立ちました。わかりやすい例は香港です。香港では、アジア最大のインターネット交換局 HKIX の何百ものメンバーが、香港のインターネットセグメントでの存在感をまったく持たずにトラフィックを交換しています。
• この地域の AS について明確な結果が得られたので、この AS で起こり得る障害が他の AS および AS が存在する国に及ぼす影響を評価します。
• 最終的に、国ごとに、その地域の他の AS に最も大きな影響を与えた特定の AS が見つかりました。外国の AS は考慮されません。

IPv4の信頼性

以下に、単一の AS 障害が発生した場合のフォールト トレランスの信頼性に関する上位 20 か国を示します。実際には、これはその国のインターネット接続が良好であることを意味し、このパーセンテージは、最大の AS に障害が発生した場合にグローバル接続を失う AS の割合を反映しています。

簡単な事実：

• 米国は 11 位から 7 位に 18 順位を落としました。
• バングラデシュはトップ20から外れた。
• ウクライナは8つ順位を上げて4位となった。
• オーストリアはトップ20から脱落した。
• イタリアとルクセンブルクは、それぞれ20年と2017年にランクインしたが、2018カ国がトップXNUMXに復帰した。

サステナビリティランキングでは毎年興味深い動きが起きています。昨年、上位 20 か国の全体的なパフォーマンスは 2017 年から大きく変わっていないと書きました。年々、信頼性と全体的な可用性の向上に向けた世界的な前向きな傾向が見られることは注目に値します。この点を説明するために、全 4 か国の全体的な IPv4 持続可能性評価における 233 年間の平均と中央値の変化を比較します。

単一の AS への依存度を 10% 未満 (回復力の高さの表れ) まで下げることに成功した国の数は、昨年と比べて 5 か国増加し、2019 年 35 月時点で XNUMX か国セグメントに達しました。

したがって、調査期間中に観察された最も重要な傾向として、IPv4 と IPv6 の両方で世界中のネットワークの復元力が大幅に向上していることがわかりました。

IPv6 の復元力

私たちは、IPv6 が IPv4 と同じように機能するという誤った仮定が、IPv6 の開発および実装プロセスにおける根本的な構造上の問題であるということを数年間繰り返してきました。

昨年、私たちは、IPv6 だけでなく、Cogent と Hurricane Electric が相互に通信しない IPv4 でもピアリング戦争が続いていることについて書きました。今年は、昨年のライバルであるドイツテレコムとベライゾン US が 6 年 2019 月に IPv1 ピアリングの確立に成功したことを知って驚きました。このことについての言及はほとんど見つかりませんが、これは大きな一歩です。XNUMX つの大手 Tier-XNUMX プロバイダーが争いをやめ、ついに誰もがさらなる開発を望んでいるプロトコルを使用してピアツーピア接続を確立しました。

完全な接続と最高の信頼性を確保するには、Tier-1 オペレーターへのパスが常に存在する必要があります。また、ピアリング戦争により、IPv6 での接続が部分的にしかない国の AS の割合も計算しました。結果は次のとおりです。

4 年後も、IPv6 は IPv4 よりもはるかに信頼性が高くなります。 2019 年の IPv62,924 の信頼性と安定性の平均は 54,53%、IPv6 は 6% です。 IPvXNUMX の世界的な可用性が低い国、つまり部分的な接続の割合が高い国がまだ多く存在します。

昨年と比較して、特に部分的な接続性の側面において、33 大国で大幅な改善が見られました。昨年はベネズエラが３３％、中国が６５％、ＵＡＥが２５％だった。ベネズエラと中国は自国の接続性を大幅に改善し、部分的に相互接続されたネットワークの深刻な課題に取り組んできたが、UAEはこの分野で積極的な勢いを欠いたままになっている。

ブロードバンドアクセスとPTRレコード

昨年以来、私たちが自問してきた疑問「ある国の大手プロバイダーが常に他のプロバイダーや他のどのプロバイダーよりも地域の信頼性に大きな影響を与えるというのは本当ですか?」を繰り返し、さらなる研究のために追加の指標を開発しました。おそらく、特定のエリアで (顧客ベースで) 最も重要なインターネット プロバイダーが、グローバル接続を提供する上で最も重要になる自律システムであるとは限りません。

昨年、私たちは、プロバイダーの実際の重要性を示す最も正確な指標は、PTR レコードの分析に基づくことができると判断しました。これらは通常、DNS 逆引き参照に使用されます。IP アドレスを使用すると、関連するホスト名またはドメイン名を識別できます。

これは、PTR により、個々のオペレーターのアドレス空間で特定の機器の測定が可能になることを意味します。世界各国の最大の AS はすでにわかっているため、これらのプロバイダーのネットワーク内の PTR レコードを数えて、その地域のすべての PTR レコードにおけるシェアを決定できます。すぐに免責事項を作成する価値があります。私たちは PTR レコードのみをカウントし、PTR レコードのない IP アドレスと PTR レコードのある IP アドレスの比率を計算しませんでした。

したがって、以下では、PTR レコードが存在する IP アドレスについてのみ説明します。これらを作成するのは一般的な規則ではないため、一部のプロバイダーには PTR が含まれており、他のプロバイダーには含まれていません。

指定された国の (PTR による) 最大の自律システムとの接続が切断された場合に、指定された PTR レコードを持つこれらの IP アドレスのうちのいくつが切断されるかを示しました。この数字は、リージョン内で PTR をサポートしているすべての IP アドレスの割合を反映しています。

20 年の IPv4 ランキングで最も信頼できる 2019 か国を PTR ランキングと比較してみましょう。

明らかに、PTR レコードを考慮したアプローチでは、まったく異なる結果が得られます。ほとんどの場合、リージョン内の中心 AS が変化するだけでなく、当該 AS の不安定性の割合も完全に異なります。グローバルな可用性の観点から、信頼性の高いすべてのリージョンにおいて、AS の障害により切断される PTR サポートを備えた IP アドレスの数は数十倍になります。

これは、大手国内 ISP が常にエンドユーザーを所有していることを意味する可能性があります。したがって、このパーセンテージは、障害が発生した場合に (代替プロバイダーへの切り替えが不可能な場合に) ISP のユーザーおよび顧客ベースが切断される部分を表すと想定する必要があります。この観点から見ると、各国はもはや通過の観点から見たときほど信頼できないように見えます。上位 20 の IPv4 と PTR 評価値を比較して得られる結論は読者に委ねます。

各国の変更内容の詳細

このセクションではいつものように、非常に特別な AS174 エントリである Cogent から始めます。昨年、私たちは欧州におけるその影響について概説しました。欧州では、IPv174 レジリエンス指数の上位 5 か国のうち 20 か国で AS4 が重要であると認識されています。今年、Cogent は信頼性でトップ 20 内での存在感を維持していますが、いくつかの変化があり、特にベルギーとスペインでは AS174 が最も重要な AS として置き換えられました。 2019 年に、ベルギーでは AS6848 - Telenet、スペインでは AS12430 - Vodafone になりました。

ここで、歴史的に回復力スコアが高く、過去 1 年間で最も大きな変化を遂げた 2 か国、ウクライナとアメリカ合衆国を詳しく見てみましょう。

まず、ウクライナは、IPv4 ランキングにおける自国の地位を大幅に向上させました。過去 12 か月間にウクライナで何が起こったのかについて、私たちはウクライナ インターネット協会の理事であるマックス トゥリエフ氏に尋ねました。

「ウクライナで私たちが見ている最も大きな変化は、データ転送コストの低下です。これにより、収益性の高いインターネット企業のほとんどは、国境を越えて複数の上流接続を取得できるようになります。ハリケーン・エレクトリックは市場で特に積極的で、交換局からプレフィックスを削除せず、ローカルIXPのカスタマーコーンを発表するだけなので、直接契約なしで「国際トランジット」を提供している。」

ウクライナのメイン AS が AS1299 Telia から AS3255 UARNET に変更されました。トゥリエフ氏は、UARNET はかつては教育ネットワークでしたが、現在は特に西ウクライナで活発な交通ネットワークになっていると説明しました。

さて、地球の別の場所、アメリカに移りましょう。
私たちの主な質問は非常に単純です - 米国の回復力の 11 段階低下の詳細は何ですか?

2018 年に米国は 7 位にランクされ、AS4,04 が失敗した場合、国の 209% が世界的な可用性を失う可能性があります。私たちの 2018 年のレポートでは、XNUMX 年前に米国で何が変化したかについての洞察が得られます。

「しかし、大きなニュースは米国で起こったことです。 2016 年と 2017 年の 174 年連続で、当社はコージェントの AS2018 がこの市場におけるゲームチェンジャーであると認識しました。それはもはや当てはまりません。209 年に AS 7 CenturyLink がそれに代わって、米国は IPv4 ランキングで XNUMX つ順位を上げて XNUMX 位になりました。」

2019 年の結果では、米国は回復力スコアが 18% に低下し 6,83 位にランクされました。これは 2,5% 以上の変化であり、通常、IPv20 回復力ランキングで上位 4 位から外れるには十分な値です。

私たちはハリケーン・エレクトリックの創設者マイク・レバー氏に状況についてコメントを求めました。

「世界的なインターネットが成長し続ける中で、これは自然な変化です。常に変化し進化する情報経済をサポートするために、どの国でも IT インフラストラクチャが成長し、最新化されています。生産性により、顧客エクスペリエンスと収益が向上します。ローカルの IT インフラストラクチャにより生産性が向上します。これらはマクロ技術経済的な力です。」

世界最大の経済で何が起こっているかを分析することは常に興味深いものであり、特に信頼性評価のこのような大幅な低下を観察する場合にはそうです。思い出していただきたいのですが、昨年、米国で Cogent の AS174 が CenturyLink の AS209 に置き換えられたことに注目しました。今年、CenturyLink は国の重要な AS としての地位を、別のスタンドアロン システムである Level3356 の AS3 に奪われました。 2017年の買収以来、両社は実質的に3つの組織を代表してきたため、これは驚くべきことではない。今後、CenturyLink 接続は完全にレベル 3 接続に依存します。全体的な信頼性の低下は、2018 年末に Level4/CenturyLink ネットワークで発生したインシデントに関連していると結論付けることができます。このインシデントでは、3 つの未確認のネットワーク パケットが米国の広範囲で数時間にわたってインターネットを中断しました。 。この出来事は確かに、国内最大手企業に交通機関を提供するCenturyLink/Level3の能力に影響を与え、その中には他の交通機関に乗り換えたり、単に上流と下流の接続を多様化した可能性のある企業もいる。しかし、上記のすべてにもかかわらず、Level7 は依然として米国にとって最も重要な接続プロバイダーであり、そのシャットダウンにより、このトランジットに依存する地方の自律システムのほぼ XNUMX% が世界的に利用できなくなる可能性があります。

イタリアは同じ AS20 Fastweb で 17 位でトップ 12874 に戻りました。これは、このプロバイダーへのパスの質と量が大幅に向上した結果と考えられます。結局、2017年は彼とともにイタリアは21位に落ち、トップ20圏外となった。

2019年、シンガポールは昨年ランキングトップ20に入ったばかりだったが、一気に5位に躍り出て、再び新たに重要なASNを獲得した。昨年、私たちは東南アジア地域の変化を説明しようとしました。今年、シンガポールにとって重要な AS は、昨年の AS3758 SingNet から AS4657 Starnet に変更されました。この変更により、この地域は順位を 6 つだけ下げ、2019 年のランキングでは XNUMX 位に後退しました。

中国は 113 年の 2018 位から 78 年の 2019 位へと目覚ましい躍進を遂げ、当社の方法論によると IPv5 強度は約 4% 変化しました。 IPv6 では、中国の部分的な接続率は昨年の 65,93% から今年は 20% 強に低下しました。 IPv6 のプライマリ ASN は、9808 年の AS2018 China Mobile から 4134 年の AS2019 に変更されました。IPv4 では、China Telecom が所有する AS4134 が長年にわたって重要でした。

同時に、IPv6 では、インターネットの中国セグメントが 20 年の持続可能性ランキングで 2019 位下がり、昨年の 10% から 23,5 年には 2019% となりました。

おそらく、これらすべてが示しているのは単純な 1 つのことだけです。チャイナ テレコムはインフラストラクチャを積極的に改善しており、外部インターネットとの中国の主要な通信ネットワークであり続けています。

サイバーセキュリティのリスクが増大し、実際、インターネット インフラストラクチャへの攻撃に関するニュースが絶え間なく流れる中、すべての政府、民間企業、公共企業、そして何よりも一般ユーザーが自らの立場を慎重に評価する時期が来ています。地域の接続に関連するリスクは、信頼性の真のレベルを分析して、慎重かつ誠実に検討する必要があります。脆弱性評価の値が低い場合でも、重要なサービスを提供する全国規模の大規模プロバイダー (DNS など) に対する大規模な攻撃が発生した場合、実際の可用性の問題が発生する可能性があります。接続が完全に失われた場合、外部の世界はリージョン内にあるサービスやデータから切断されることも忘れないでください。

私たちの調査は、競争の激しい ISP および通信事業者市場が最終的には、特定の地域内および特定の地域を超えて、より安定してリスクに強いものになるよう進化していることを明確に示しています。競争市場がなければ、1 つの AS に障害が発生すると、国またはより広い地域のユーザーの大部分がネットワーク接続を失う可能性があり、将来的にその結果が得られます。

出所： habr.com