Den här studien förklarar hur felet i ett autonomt system (AS) påverkar den globala anslutningen i en viss region, särskilt när det gäller den största Internetleverantören (ISP) i det landet. Internetanslutning på nätverksnivå drivs av interaktioner mellan autonoma system. När antalet alternativa rutter mellan AS:er ökar, uppstår feltolerans och stabiliteten på Internet i ett givet land ökar. Vissa vägar blir dock viktigare än andra, och att ha så många alternativa vägar som möjligt är i slutändan det enda sättet att säkerställa systemets tillförlitlighet (i AS-bemärkelsen).
Den globala anslutningen för alla AS, oavsett om det är en mindre Internetleverantör eller en internationell jätte med miljontals tjänstekonsumenter, beror på kvantiteten och kvaliteten på dess vägar till Tier-1-leverantörer. Som regel betyder Tier-1 ett internationellt företag som erbjuder global IP-transittjänst och anslutning till andra Tier-1-operatörer. Det finns dock ingen skyldighet inom en given elitklubb att upprätthålla en sådan koppling. Endast marknaden kan motivera sådana företag att villkorslöst knyta an till varandra och tillhandahålla tjänster av hög kvalitet. Är detta tillräckligt med incitament? Vi kommer att besvara denna fråga nedan i avsnittet om IPv6-anslutning.
Om en internetleverantör förlorar ens en av sina egna Tier-1-anslutningar, kommer den sannolikt inte att vara tillgänglig i vissa delar av världen.
Mätning av Internettillförlitlighet
Föreställ dig att AS upplever betydande nätverksförsämring. Vi letar efter ett svar på följande fråga: "Hur stor andel av AS i denna region kan tappa kontakten med Tier-1-operatörer och därmed förlora global tillgänglighet"?
ForskningsmetodikVarför simulera en sådan situation? Strängt taget, när BGP och världen av interdomänrouting var i designstadiet, antog skaparna att varje icke-transit-AS skulle ha minst två uppströmsleverantörer för att säkerställa feltolerans om en av dem skulle misslyckas. Men i verkligheten är allt helt annorlunda - mer än 45 % av internetleverantörerna har bara en anslutning till transiten uppströms. En uppsättning okonventionella relationer mellan transit-ISP:er minskar ytterligare den övergripande tillförlitligheten. Så, faller transitleverantörer? Svaret är ja, och det händer ganska ofta. Den rätta frågan i det här fallet är: "När kommer en viss internetleverantör att uppleva försämrad anslutning?" Om sådana problem verkar avlägsna för någon, är det värt att komma ihåg Murphys lag: "Allt som kan gå fel, kommer att gå fel."
För att simulera ett liknande scenario kör vi samma modell för tredje året i rad. Samma år upprepade vi inte bara tidigare beräkningar - vi utökade avsevärt omfattningen av vår forskning. Följande steg följdes för att utvärdera tillförlitligheten hos AS:
- För varje AS i världen får vi alla alternativa vägar till Tier-1-operatörer med AS-relationsmodellen, som fungerar som kärnan i Qrator.Radar-produkten;
- Med hjälp av IPIP-geodatabasen mappade vi varje IP-adress för varje AS till dess motsvarande land;
- För varje AS beräknade vi andelen av dess adressutrymme som motsvarar den valda regionen. Detta hjälpte till att filtrera bort situationer där en ISP kan ha en närvaro vid en utbytespunkt i ett visst land, men inte har en närvaro i regionen som helhet. Ett illustrativt exempel är Hongkong, där hundratals medlemmar av Asiens största internetbörs HKIX utbyter trafik med noll närvaro i Hongkongs internetsegment;
- Efter att ha erhållit tydliga resultat för AS i regionen, utvärderar vi effekten av ett eventuellt misslyckande av detta AS på andra AS:er och de länder där de finns;
- I slutändan hittade vi för varje land det specifika AS som påverkade den största andelen andra AS i den regionen. Utländska AS kommer inte att beaktas.
IPv4-tillförlitlighet
Nedan kan du se de 20 bästa länderna vad gäller tillförlitlighet vad gäller feltolerans vid ett enda AS-fel. I praktiken betyder det att landet har bra internetuppkoppling, och andelen speglar andelen AS som kommer att förlora global uppkoppling om det största AS misslyckas.
Snabb fakta:
- USA tappade 11 positioner från 7:e till 18:e plats;
- Bangladesh lämnade de 20 bästa;
- Ukraina steg 8 positioner till 4:e plats;
- Österrike föll ur topp 20;
- Två länder återvänder till topp 20: Italien och Luxemburg efter att ha lämnat 2017 respektive 2018.
Intressanta rörelser sker i hållbarhetsrankingen varje år. Förra året skrev vi att det övergripande resultatet för de 20 bästa länderna inte hade förändrats mycket sedan 2017. Det är värt att notera att vi år efter år ser en positiv global trend mot förbättrad tillförlitlighet och övergripande tillgänglighet. För att illustrera denna punkt jämför vi de genomsnittliga och medianförändringarna under fyra år i den övergripande IPv4 hållbarhetsvärderingen i alla 4 länder.
Antalet länder som har lyckats minska sitt beroende av ett enda AS till mindre än 10 % (ett tecken på hög motståndskraft) har ökat med 5 jämfört med förra året och nådde 2019 nationella segment i september 35.
Som den viktigaste trenden som observerats under vår studieperiod identifierar vi således en signifikant ökning av motståndskraften hos nätverk runt om i världen, både i IPv4 och IPv6.
IPv6-förmåga
Vi har upprepat i flera år att det felaktiga antagandet att IPv6 fungerar på samma sätt som IPv4 är ett grundläggande strukturellt problem i utvecklings- och implementeringsprocessen för IPv6.
Förra året skrev vi om peering-krig som kvarstår inte bara i IPv6, utan även i IPv4, där Cogent och Hurricane Electric inte kommunicerar med varandra. I år blev vi förvånade över att ett annat par av fjolårets rivaler, Deutsche Telekom och Verizon US, framgångsrikt etablerade IPv6-peering i maj 2019. Det är osannolikt att du hittar något omnämnande av det, men det här är ett stort steg - två stora Tier-1-leverantörer har slutat slåss och har äntligen etablerat en peer-to-peer-anslutning med ett protokoll som vi alla vill ha mycket mer utveckling.
För att säkerställa full anslutning och högsta tillförlitlighet måste vägar till Tier-1-operatörer alltid finnas. Vi beräknade också andelen AS i ett land som endast har delvis anslutning i IPv6 på grund av peering-krig. Här är resultaten:
Ett år senare är IPv4 fortfarande betydligt mer tillförlitligt än IPv6. Den genomsnittliga tillförlitligheten och stabiliteten för IPv4 2019 är 62,924% och 54,53% för IPv6. IPv6 har fortfarande en hög andel länder med dålig global tillgänglighet – det vill säga en hög andel partiell anslutning.
Jämfört med förra året såg vi en betydande förbättring i de tre stora länderna, särskilt när det gäller den partiella anslutningsdimensionen. Förra året hade Venezuela 33 %, Kina 65 % och Förenade Arabemiraten 25 %. Medan Venezuela och Kina har förbättrat sina egna anslutningar avsevärt, för att ta itu med de allvarliga utmaningarna med delvis sammankopplade nätverk, har Förenade Arabemiraten lämnats utan positiv fart på detta område.
Bredbandsaccess och PTR-poster
Vi upprepar frågan vi har ställt oss sedan förra året: "Är det sant att den ledande leverantören i ett land alltid påverkar den regionala tillförlitligheten mer än alla andra eller någon annan?", har vi tagit fram ett ytterligare mått för vidare studier. Den kanske viktigaste (av kundbasen) internetleverantören i ett visst område kommer inte nödvändigtvis att vara det autonoma systemet som blir viktigast för att tillhandahålla global anslutning.
Förra året fastställde vi att den mest exakta indikatorn på en leverantörs faktiska betydelse kan baseras på analys av PTR-poster. De används vanligtvis för omvända DNS-sökningar: med en IP-adress kan ett associerat värdnamn eller domännamn identifieras.
Detta innebär att PTR kan möjliggöra mätning av specifik utrustning i en enskild operatörs adressutrymme. Eftersom vi redan känner till de största AS:erna för varje land i världen, kunde vi räkna PTR-posterna i dessa leverantörers nätverk och bestämma deras andel bland alla PTR-poster i regionen. Det är värt att göra en friskrivning direkt: vi räknade ENDAST PTR-poster och beräknade inte förhållandet mellan IP-adresser utan PTR-poster och IP-adresser med PTR-poster.
Så i det följande talar vi uteslutande om IP-adresser med PTR-poster närvarande. Det är inte en allmän regel att skapa dem, varför vissa leverantörer inkluderar PTR och andra inte.
Vi visade hur många av dessa IP-adresser med de angivna PTR-posterna som skulle kopplas bort i händelse av en frånkoppling från/tillsammans med det största (genom PTR) autonoma systemet i det angivna landet. Siffran speglar andelen av alla IP-adresser med PTR-stöd i regionen.
Låt oss jämföra de 20 mest pålitliga länderna från 4 års IPv2019-rankning med PTR-rankningen:
Uppenbarligen ger det tillvägagångssätt som tar hänsyn till PTR-poster helt andra resultat. I de flesta fall förändras inte bara det centrala AS i regionen, utan instabilitetsprocenten för nämnda AS är helt annorlunda. I alla regioner som är pålitliga, ur global tillgänglighetssynpunkt, är antalet IP-adresser med PTR-stöd som kommer att kopplas bort på grund av ett AS-fall tiotals gånger högre.
Detta kan innebära att den ledande nationella internetleverantören alltid äger slutanvändarna. Vi måste alltså anta att denna procentandel representerar den del av ISP:s användare och kundbas som kommer att stängas av (i det fall att byte till en alternativ leverantör inte är möjlig) i händelse av ett fel. Ur denna synvinkel verkar länder inte längre så tillförlitliga som de ser ut ur transitsynpunkt. Vi lämnar till läsaren de möjliga slutsatserna från att jämföra de 20 bästa IPv4 med PTR-klassvärden.
Detaljer om förändringar i enskilda länder
Som vanligt i det här avsnittet börjar vi med en väldigt speciell AS174-post - Cogent. Förra året beskrev vi dess inverkan i Europa, där AS174 identifieras som avgörande för 5 av de 20 bästa länderna i IPv4 Resilience Index. I år upprätthåller Cogent en närvaro bland de 20 bästa för tillförlitlighet, dock med vissa förändringar - i synnerhet i Belgien och Spanien har AS174 ersatts som det mest kritiska AS. 2019 blev det för Belgien AS6848 - Telenet, och för Spanien - AS12430 - Vodafone.
Låt oss nu titta närmare på två länder med historiskt bra motståndskraftspoäng som har gjort de mest betydande förändringarna under det senaste året: Ukraina och USA.
För det första har Ukraina kraftigt förbättrat sin egen position i IPv4-rankingen. För detaljer vände vi oss till Max Tulyev, styrelsemedlem i Ukrainian Internet Association, för detaljer om vad som hände i hans land under de senaste 12 månaderna:
"Den mest betydande förändringen vi ser i Ukraina är minskningen av kostnaderna för dataöverföring. Detta gör att de flesta lönsamma internetföretagen kan skaffa flera uppströmsanslutningar utanför våra gränser. Hurricane Electric är särskilt aktiva på marknaden och erbjuder "internationell transit" utan ett direkt kontrakt eftersom de inte tar bort prefix från börser - de tillkännager bara kundkonen på lokala IXP:er."
Det huvudsakliga AS för Ukraina har ändrats från AS1299 Telia till AS3255 UARNET. Tulyev förklarade att UARNET, eftersom det var ett tidigare utbildningsnätverk, nu har blivit ett aktivt transitnätverk, särskilt i västra Ukraina.
Låt oss nu flytta till en annan del av jorden - till USA.
Vår huvudfråga är ganska enkel - vad är detaljerna i minskningen av USA:s motståndskraft med 11 hack?
Under 2018 rankades USA på sjunde plats med 7 % av landet som potentiellt förlorar global tillgänglighet om AS4,04 misslyckas. Vår rapport för 209 ger en inblick i vad som förändrades i USA för ett år sedan:
"Men den stora nyheten är vad som hände i USA. För två år i rad - 2016 och 2017 - har vi identifierat Cogents AS174 som en spelväxlare på denna marknad. Det är inte längre fallet – 2018 ersatte AS 209 CenturyLink det, vilket skickade USA upp tre platser till nr 7 i IPv4-rankingen."
Resultaten för 2019 visar att USA ligger på 18:e plats med dess resilienspoäng som faller till 6,83 % – en förändring på mer än 2,5 %, vilket vanligtvis räcker för att hamna bland de 20 bästa i IPv4-resiliensrankningen.
Vi kontaktade Hurricane Electrics grundare Mike Leber för hans kommentar om situationen:
"Detta är en naturlig förändring eftersom det globala internet fortsätter att växa. IT-infrastrukturen i varje land växer och moderniseras för att stödja en informationsekonomi som ständigt förändras och utvecklas. Produktivitet förbättrar kundupplevelsen och intäkterna. Lokal IT-infrastruktur förbättrar produktiviteten. Dessa är makro-tekno-ekonomiska krafter.”
Det är alltid intressant att analysera vad som händer i världens största ekonomi, speciellt när vi observerar en så betydande nedgång i tillförlitlighetsvärderingen. Som en påminnelse noterade vi förra året att Cogents AS174 ersattes med CenturyLinks AS209 i USA. I år förlorade CenturyLink sin position som landets kritiska AS till ett annat fristående system, Level3356:s AS3. Detta är inte förvånande eftersom de två företagen effektivt har representerat en organisation sedan övertagandet 2017. Från och med nu är CenturyLink-anslutning helt beroende av Level3-anslutning. Man kan dra slutsatsen att den totala minskningen av tillförlitlighet är förknippad med en incident som inträffade på Level3/CenturyLink-nätverket i slutet av 2018, då 4 oidentifierade nätverkspaket avbröt Internet i flera timmar över ett stort område av USA . Denna händelse påverkade säkert CenturyLink/Level3:s förmåga att tillhandahålla transit till landets största aktörer, av vilka några kan ha bytt till andra transitleverantörer eller helt enkelt diversifierat sina uppströms- och nedströmsanslutningar. Men trots allt ovanstående förblir Level3 den viktigaste anslutningsleverantören för USA, vars avstängning kan resultera i en brist på global tillgänglighet för nästan 7 % av lokala autonoma system som är beroende av denna transit.
Italien återvände till topp 20 på 17:e plats med samma AS12874 Fastweb, vilket sannolikt är resultatet av en betydande förbättring av kvaliteten och kvantiteten på vägarna till denna leverantör. Trots allt, tillsammans med honom 2017, sjönk Italien till 21:a plats och lämnade de 20 bästa.
Under 2019 fick Singapore, som kom in i de 20 bästa rankningarna först förra året men hoppade direkt till 5:e plats, återigen ett nytt kritiskt ASN. Förra året försökte vi förklara förändringarna i regionerna i Sydostasien. I år har det kritiska AS för Singapore ändrats från förra årets AS3758 SingNet till AS4657 Starnet. Med denna förändring förlorade regionen bara en position och föll till 6:e plats i rankingen 2019.
Kina gjorde ett anmärkningsvärt hopp från 113:e plats 2018 till 78:e 2019, med en förändring på cirka 5 % i IPv4-styrka enligt vår metodik. I IPv6 har Kinas partiella anslutningsmöjligheter sjunkit från 65,93 % förra året till drygt 20 % i år. Det primära ASN i IPv6 ändrades från AS9808 China Mobile 2018 till AS4134 2019. I IPv4 har AS4134, som ägs av China Telecom, varit avgörande i många år.
I IPv6 sjönk samtidigt det kinesiska segmentet av internet med 20 platser i hållbarhetsrankningen 2019 – från 10 % förra året till 23,5 % 2019.
Förmodligen indikerar allt detta bara en enkel sak - China Telecom förbättrar aktivt sin infrastruktur och förblir det huvudsakliga kommunikationsnätverket för Kina med det externa Internet.
Med växande cybersäkerhetsrisker och faktiskt ett ständigt flöde av nyheter om attacker mot internetinfrastruktur är det dags för alla regeringar, privata och offentliga företag, men framför allt vanliga användare att noggrant utvärdera sina egna ståndpunkter. Risker förknippade med regional anslutning måste undersökas noggrant och ärligt och analysera verkliga nivåer av tillförlitlighet. Även låga värden i skörhetsklassificeringen kan orsaka verkliga tillgänglighetsproblem i händelse av en massiv attack mot en stor, rikstäckande leverantör av en kritisk tjänst, säg DNS. Glöm inte heller att omvärlden kommer att kopplas bort från tjänster och data som finns inom regionen i händelse av en fullständig förlust av anslutning.
Vår forskning visar tydligt att konkurrenskraftiga ISP- och operatörsmarknader i slutändan utvecklas till att bli mycket mer stabila och motståndskraftiga mot risker inom och även utanför en given region. Utan en konkurrensutsatt marknad kan och kommer ett misslyckande av ett AS att leda till förlust av nätverksanslutning för en betydande del av användarna i ett land eller en större region.
Källa: will.com