2019년 국가 인터넷 부문의 지속가능성에 관한 연구

이 연구에서는 하나의 자율 시스템(AS) 장애가 지역의 글로벌 연결성, 특히 국내 최대 인터넷 서비스 제공업체(ISP)의 경우 어떻게 영향을 미치는지 설명합니다. 네트워크 수준의 인터넷 연결은 자율 시스템 간의 상호 작용에 의해 주도됩니다. AS 간의 대체 경로 수가 증가하면 내결함성이 발생하고 해당 국가의 인터넷 안정성이 높아집니다. 그러나 일부 경로는 다른 경로보다 더 중요해지고 가능한 한 많은 대체 경로를 갖는 것이 궁극적으로 AS 측면에서 시스템 안정성을 보장하는 유일한 방법입니다.

소규모 인터넷 제공업체이든 수백만 명의 서비스 소비자를 보유한 국제 거대 기업이든 모든 AS의 글로벌 연결은 Tier-1 제공업체에 대한 경로의 양과 질에 따라 달라집니다. 일반적으로 Tier-1은 글로벌 IP 전송 서비스 및 다른 Tier-1 사업자와의 연결을 제공하는 국제 회사를 의미합니다. 그러나 특정 엘리트 클럽 내에서 그러한 연결을 유지할 의무는 없습니다. 오직 시장만이 그러한 기업들이 무조건적으로 서로 연결되어 고품질의 서비스를 제공하도록 동기를 부여할 수 있습니다. 이 정도면 인센티브가 충분할까? 이 질문에 대해서는 아래 IPv6 연결 섹션에서 답변해 드리겠습니다.

ISP가 자체 Tier-1 연결 중 하나라도 손실되면 세계 일부 지역에서는 해당 연결을 사용할 수 없을 가능성이 높습니다.

인터넷 안정성 측정

AS에서 상당한 네트워크 성능 저하가 발생한다고 가정해 보십시오. 우리는 다음 질문에 대한 답을 찾고 있습니다. "이 지역의 AS 중 몇 퍼센트가 Tier-1 운영자와의 연결이 끊어져 글로벌 가용성이 상실될 수 있습니까?"

연구 방법론왜 그런 상황을 시뮬레이션합니까? 엄밀히 말하면, BGP와 도메인 간 라우팅 세계가 설계 단계에 있을 때 작성자는 각 비전송 AS에 둘 중 하나가 실패할 경우 내결함성을 보장하기 위해 최소한 두 개의 업스트림 공급자가 있을 것이라고 가정했습니다. 그러나 실제로는 모든 것이 완전히 다릅니다. ISP의 45% 이상이 전송 업스트림에 대한 연결이 하나만 있습니다. 전송 ISP 간의 일련의 색다른 관계로 인해 전반적인 신뢰성이 더욱 저하됩니다. 그렇다면 대중교통 ISP가 하락하고 있는 걸까요? 대답은 '그렇다'이며, 그런 일이 꽤 자주 발생합니다. 이 경우 올바른 질문은 "특정 ISP의 연결 성능 ​​저하가 언제 발생합니까?"입니다. 그러한 문제가 누군가에게 먼 것처럼 보인다면 머피의 법칙을 기억하는 것이 좋습니다. “잘못될 수 있는 모든 것은 잘못될 것입니다.”

유사한 시나리오를 시뮬레이션하기 위해 3년 연속 동일한 모델을 실행합니다. 같은 해에 우리는 이전 계산을 반복하는 데 그치지 않고 연구 범위를 크게 확대했습니다. AS의 신뢰성을 평가하기 위해 다음 단계를 수행했습니다.

• 전 세계 각 AS에 대해 우리는 Qrator.Radar 제품의 핵심 역할을 하는 AS 관계 모델을 사용하여 Tier-1 운영자에 대한 모든 대체 경로를 얻습니다.
• IPIP 지오데이터베이스를 사용하여 각 AS의 각 IP 주소를 해당 국가에 매핑했습니다.
• 각 AS에 대해 선택한 지역에 해당하는 주소 공간의 점유율을 계산했습니다. 이는 ISP가 특정 국가의 교환 지점에는 존재하지만 해당 지역 전체에는 존재하지 않는 상황을 필터링하는 데 도움이 되었습니다. 대표적인 예가 홍콩인데, 아시아 최대 인터넷 거래소인 HKIX 회원 수백 명이 홍콩 인터넷 부문에 존재하지 않고 트래픽을 교환하고 있습니다.
• 해당 지역의 AS에 대한 명확한 결과를 얻은 후, 우리는 이 AS의 실패가 다른 AS 및 AS가 존재하는 국가에 미칠 수 있는 영향을 평가합니다.
• 궁극적으로 각 국가에 대해 해당 지역의 다른 AS 중 가장 큰 비율에 영향을 미치는 특정 AS를 찾았습니다. 외국 AS는 고려되지 않습니다.

IPv4 신뢰성

아래에서는 단일 AS 장애 발생 시 내결함성 측면에서 신뢰성 측면에서 상위 20개 국가를 확인할 수 있습니다. 실제로 이는 해당 국가의 인터넷 연결이 양호하다는 것을 의미하며 백분율은 가장 큰 AS에 장애가 발생할 경우 글로벌 연결이 끊어지는 AS의 비율을 반영합니다.

간단한 사실 :

• 미국은 11위에서 7위로 18계단 하락했습니다.
• 방글라데시는 상위 20위권을 벗어났습니다.
• 우크라이나는 8계단 상승하여 4위를 차지했습니다.
• 오스트리아는 상위 20위권에서 탈락했습니다.
• 이탈리아와 룩셈부르크는 각각 20년과 2017년에 탈락했다가 다시 상위 2018위권에 복귀했습니다.

지속 가능성 순위에는 매년 흥미로운 움직임이 나타납니다. 작년에 우리는 상위 20개 국가의 전반적인 성과가 2017년 이후 크게 변하지 않았다고 썼습니다. 해마다 신뢰성과 전반적인 가용성이 향상되는 긍정적인 글로벌 추세를 볼 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이 점을 설명하기 위해 우리는 4개 국가 전체의 전체 IPv4 지속 가능성 등급에서 233년 동안의 평균 및 중앙값 변화를 비교합니다.

단일 AS에 대한 의존도를 10% 미만(높은 복원력의 표시)으로 줄이는 데 성공한 국가의 수는 작년에 비해 5개 증가하여 2019년 35월 현재 XNUMX개 국가 부문에 도달했습니다.

따라서 연구 기간 동안 관찰된 가장 중요한 추세는 IPv4와 IPv6 모두에서 전 세계 네트워크의 탄력성이 크게 증가했다는 것입니다.

IPv6 복원력

우리는 IPv6가 IPv4와 동일하게 작동한다는 잘못된 가정이 IPv6 개발 및 구현 프로세스의 근본적인 구조적 문제임을 수년 동안 반복해 왔습니다.

작년에 우리는 IPv6뿐만 아니라 Cogent와 Hurricane Electric이 서로 통신하지 않는 IPv4에서도 지속되는 피어링 전쟁에 대해 썼습니다. 올해 우리는 작년의 또 다른 경쟁사인 Deutsche Telekom과 Verizon US가 6년 2019월에 IPv1 피어링을 성공적으로 구축했다는 사실에 놀랐습니다. 이에 대해 언급할 가능성은 거의 없지만 이는 큰 진전입니다. 두 개의 대규모 Tier-XNUMX 제공업체가 싸움을 중단하고 마침내 우리 모두가 훨씬 더 많은 개발을 원하는 프로토콜을 사용하여 PXNUMXP 연결을 구축했습니다.

완전한 연결성과 최고의 안정성을 보장하려면 Tier-1 운영자에 대한 경로가 항상 존재해야 합니다. 또한 피어링 전쟁으로 인해 IPv6에서 부분적으로만 연결되는 국가의 AS 비율도 계산했습니다. 결과는 다음과 같습니다.

4년이 지난 지금도 IPv6는 IPv4보다 훨씬 더 안정적인 상태를 유지하고 있습니다. 2019년 IPv62,924의 평균 신뢰도와 안정성은 54,53%, IPv6의 경우 6%입니다. IPvXNUMX에는 여전히 글로벌 가용성이 낮은 국가의 비율이 높습니다. 즉, 부분 연결 비율이 높습니다.

작년에 비해 우리는 33대 국가에서 특히 부분적인 연결성 측면에서 상당한 개선을 보였습니다. 지난해 베네수엘라는 65%, 중국은 25%, UAE는 XNUMX%를 차지했다. 베네수엘라와 중국은 부분적으로 상호 연결된 네트워크의 심각한 문제를 해결하면서 자체 연결성을 크게 개선했지만 UAE는 이 분야에서 긍정적인 추진력을 얻지 못했습니다.

광대역 액세스 및 PTR 기록

작년부터 우리가 스스로에게 던진 질문인 "한 국가의 선두 제공업체가 항상 다른 모든 사람보다 지역적 신뢰성에 더 큰 영향을 미치는 것이 사실입니까?"라는 질문을 반복하면서 우리는 추가 연구를 위한 추가 측정 기준을 개발했습니다. 아마도 특정 지역에서 (고객 기반 기준으로) 가장 중요한 인터넷 제공업체가 반드시 글로벌 연결을 제공하는 데 가장 중요한 자율 시스템일 필요는 없을 것입니다.

작년에 우리는 공급자의 실제 중요성에 대한 가장 정확한 지표가 PTR 기록 분석을 기반으로 할 수 있다고 판단했습니다. 일반적으로 역방향 DNS 조회에 사용됩니다. IP 주소를 사용하면 관련 호스트 이름이나 도메인 이름을 식별할 수 있습니다.

이는 PTR이 개별 운영자의 주소 공간에서 특정 장비의 측정을 가능하게 할 수 있음을 의미합니다. 우리는 이미 세계 각 국가의 가장 큰 AS를 알고 있으므로 이러한 공급자의 네트워크에서 PTR 레코드를 계산하여 해당 지역의 모든 PTR 레코드 중에서 점유율을 결정할 수 있습니다. 즉시 면책 조항을 작성할 가치가 있습니다. 우리는 PTR 레코드만 계산했으며 PTR 레코드가 없는 IP 주소와 PTR 레코드가 있는 IP 주소의 비율을 계산하지 않았습니다.

따라서 다음에서는 PTR 레코드가 있는 IP 주소에 대해서만 설명합니다. 이를 생성하는 것은 일반적인 규칙이 아니므로 일부 공급자는 PTR을 포함하고 다른 공급자는 포함하지 않습니다.

우리는 지정된 국가에서 가장 큰(PTR 기준) 자율 시스템과의 연결이 끊어지는 경우 지정된 PTR 레코드가 있는 이러한 IP 주소 중 몇 개가 연결이 끊어지는지 보여주었습니다. 이 수치는 해당 지역에서 PTR을 지원하는 모든 IP 주소의 비율을 반영합니다.

20년 IPv4 순위에서 가장 신뢰받는 2019개 국가를 PTR 순위와 비교해 보겠습니다.

분명히 PTR 레코드를 고려하는 접근 방식은 완전히 다른 결과를 제공합니다. 대부분의 경우 해당 지역의 중앙 AS가 변경될 뿐만 아니라 해당 AS의 불안정성 비율도 완전히 다릅니다. 글로벌 가용성의 관점에서 신뢰할 수 있는 모든 지역에서 AS 중단으로 인해 연결이 끊어지는 PTR 지원 IP 주소의 수가 수십 배 더 높습니다.

이는 선도적인 국내 ISP가 항상 최종 사용자를 소유한다는 의미일 수 있습니다. 따라서 이 비율은 장애 발생 시 차단되는(대체 공급자로의 전환이 불가능한 경우) ISP의 사용자 및 고객 기반 부분을 나타낸다고 가정해야 합니다. 이러한 관점에서 볼 때 국가는 더 이상 대중교통의 관점에서 볼 때만큼 신뢰할 수 있는 것처럼 보이지 않습니다. 상위 20개 IPv4를 PTR 등급 값과 비교하여 가능한 결론은 독자에게 맡깁니다.

개별 국가별 변경 내역

이 섹션에서는 늘 그렇듯이 매우 특별한 AS174 항목인 Cogent부터 시작합니다. 작년에 우리는 AS174가 IPv5 탄력성 지수의 상위 20개 국가 중 4개 국가에 중요한 것으로 확인된 유럽에서의 영향을 간략히 설명했습니다. 올해 Cogent는 신뢰성 측면에서 상위 20위 안에 들었지만 일부 변경 사항이 있었습니다. 특히 벨기에와 스페인에서는 AS174가 가장 중요한 AS로 교체되었습니다. 2019년에는 벨기에의 경우 AS6848(Telenet), 스페인의 경우 AS12430(Vodafone)이 되었습니다.

이제 지난 한 해 동안 가장 중요한 변화를 이룩한 역사적으로 복원력 점수가 좋은 두 국가, 즉 우크라이나와 미국을 자세히 살펴보겠습니다.

첫째, 우크라이나는 IPv4 순위에서 자신의 위치를 ​​크게 향상시켰습니다. 자세한 내용을 알아보려면 우크라이나 인터넷 협회 이사인 Max Tulyev에게 지난 12개월 동안 우크라이나에서 일어난 일에 대해 자세히 알아보세요.

“우크라이나에서 볼 수 있는 가장 중요한 변화는 데이터 전송 비용의 감소입니다. 이를 통해 수익성이 가장 높은 인터넷 회사는 국경 외부에서 여러 업스트림 연결을 확보할 수 있습니다. 허리케인 일렉트릭(Hurricane Electric)은 거래소에서 접두어를 제거하지 않고 단지 현지 IXP에 고객 콘을 발표하기 때문에 직접 계약 없이 "국제 운송"을 제공하면서 시장에서 특히 활발하게 활동하고 있습니다."

우크라이나의 주요 AS가 AS1299 Telia에서 AS3255 UARNET으로 변경되었습니다. Tulyev 씨는 이전에 교육 네트워크였던 UARNET이 이제 특히 서부 우크라이나에서 활발한 교통 네트워크가 되었다고 설명했습니다.

이제 지구의 다른 지역인 미국으로 이동해 보겠습니다.
우리의 주요 질문은 매우 간단합니다. 미국의 회복력이 11단계 하락한 세부 사항은 무엇입니까?

2018년에 미국은 AS7가 실패할 경우 잠재적으로 글로벌 가용성을 잃을 가능성이 있는 국가의 4,04%로 209위를 차지했습니다. 2018년 보고서는 XNUMX년 전 미국에서 어떤 변화가 있었는지에 대한 통찰력을 제공합니다.

“하지만 가장 큰 뉴스는 미국에서 일어난 일입니다. 2016년과 2017년 174년 연속으로 우리는 Cogent의 AS2018가 이 시장의 판도를 바꾸는 제품으로 확인했습니다. 209년에는 AS 7 CenturyLink가 이를 대체하여 미국의 IPv4 순위에서 XNUMX위로 세 계단 상승했습니다."

2019년 결과에 따르면 미국은 탄력성 점수가 18%로 하락해 6,83위를 기록했습니다. 이는 2,5% 이상 변화한 수치로, 일반적으로 IPv20 탄력성 순위에서 상위 4위권 밖으로 떨어지기에 충분합니다.

우리는 Hurricane Electric의 창립자 Mike Leber에게 상황에 대한 의견을 요청했습니다.

“이것은 글로벌 인터넷이 지속적으로 성장함에 따라 자연스러운 변화입니다. 모든 국가의 IT 인프라는 끊임없이 변화하고 발전하는 정보 경제를 지원하기 위해 성장하고 현대화되고 있습니다. 생산성은 고객 경험과 수익을 향상시킵니다. 로컬 IT 인프라는 생산성을 향상시킵니다. 이것이 거시적 기술경제적 힘이다.”

세계 최대 경제에서 무슨 일이 일어나고 있는지 분석하는 것은 항상 흥미롭습니다. 특히 신뢰도 등급이 크게 떨어지는 것을 볼 때 더욱 그렇습니다. 작년에 우리는 미국에서 Cogent의 AS174를 CenturyLink의 AS209로 교체한 것을 언급했습니다. 올해 CenturyLink는 또 다른 독립형 시스템인 Level3356의 AS3에 국가의 핵심 AS로서의 위치를 ​​잃었습니다. 2017년 인수 이후 두 회사가 사실상 하나의 조직을 대표했기 때문에 이는 놀라운 일이 아닙니다. 이제부터 CenturyLink 연결은 Level3 연결에 전적으로 의존합니다. 전반적인 신뢰성 저하가 3년 말 Level2018/CenturyLink 네트워크에서 발생한 사건과 관련이 있다고 결론 내릴 수 있습니다. 당시 미국 전역에서 4개의 미확인 네트워크 패킷이 몇 시간 동안 인터넷을 중단시켰습니다. . 이 사건은 확실히 미국 최대 규모의 플레이어에게 대중교통을 제공하는 CenturyLink/Level3의 능력에 영향을 미쳤으며, 이들 중 일부는 다른 대중교통 제공업체로 전환했거나 단순히 업스트림 및 다운스트림 연결을 다양화했을 수 있습니다. 그러나 위의 모든 사항에도 불구하고 Level3는 미국의 가장 중요한 연결 공급자로 남아 있으며, 이 서비스가 종료되면 이 전송에 의존하는 거의 7%의 로컬 자율 시스템에 대한 글로벌 가용성이 부족해질 수 있습니다.

이탈리아는 동일한 AS20 Fastweb을 사용하여 17위로 상위 12874위권에 복귀했습니다. 이는 이 공급자에 대한 경로의 질과 양이 크게 개선된 결과일 가능성이 높습니다. 결국 2017년에는 그와 함께 이탈리아가 21위로 떨어져 상위 20위권을 벗어났다.

2019년에는 지난해에만 상위 20위권에 진입했다가 곧바로 5위로 뛰어올랐던 싱가포르가 또다시 새로운 중요 ASN을 받았습니다. 작년에 우리는 동남아시아 지역의 변화를 설명하려고 노력했습니다. 올해 싱가포르의 핵심 AS는 지난해 AS3758 SingNet에서 AS4657 Starnet으로 변경됐다. 이번 변화로 이 지역은 단 한 순위만 하락해 6년 순위는 2019위로 떨어졌다.

우리의 방법론에 따르면 중국은 IPv113 강도가 약 2018% 변화하면서 78년 2019위에서 5년 4위로 눈에 띄게 도약했습니다. IPv6에서 중국의 부분 연결성은 지난해 65,93%에서 올해 20%를 약간 넘는 수준으로 떨어졌습니다. IPv6의 기본 ASN은 9808년 AS2018 China Mobile에서 4134년 AS2019로 변경되었습니다. IPv4에서는 China Telecom이 소유한 AS4134가 수년 동안 중요한 역할을 해왔습니다.

동시에 IPv6의 경우 중국 인터넷 부문의 20년 지속가능성 순위가 지난해 2019%에서 10년 23,5%로 2019계단 하락했습니다.

아마도 이 모든 것은 단 하나의 간단한 사실을 나타냅니다. China Telecom은 인프라를 적극적으로 개선하고 외부 인터넷을 통해 중국의 주요 통신 네트워크로 남아 있습니다.

사이버 보안 위험이 증가하고 실제로 인터넷 인프라에 대한 공격에 대한 지속적인 뉴스 흐름으로 인해 모든 정부, 민간 및 공공 기업은 물론 일반 사용자가 자신의 입장을 신중하게 평가해야 할 때입니다. 지역 연결과 관련된 위험은 신중하고 정직하게 검사하여 실제 신뢰성 수준을 분석해야 합니다. 취약성 등급의 값이 낮더라도 DNS와 같은 전국 규모의 중요 서비스 제공업체에 대한 대규모 공격이 발생할 경우 실제 가용성 문제가 발생할 수 있습니다. 연결이 완전히 끊어지면 해당 지역 내에 있는 서비스 및 데이터와 외부 세계의 연결이 끊어진다는 점도 잊지 마십시오.

우리의 연구에 따르면 경쟁력 있는 ISP 및 통신업체 시장은 궁극적으로 특정 지역 내외의 위험에 대해 훨씬 더 안정적이고 탄력성을 갖도록 진화하고 있습니다. 경쟁 시장이 없으면 하나의 AS에 장애가 발생하면 해당 국가 또는 더 넓은 지역의 상당 부분 사용자의 네트워크 연결이 끊어질 수 있으며 앞으로도 그렇게 될 것입니다.

출처 : habr.com