تشرح هذه الدراسة كيف يؤثر فشل نظام مستقل واحد (AS) على التوصيلية العالمية لمنطقة معينة ، لا سيما عندما يتعلق الأمر بأكبر مزود لخدمات الإنترنت (ISP) في البلاد. يرجع اتصال الإنترنت على مستوى الشبكة إلى التفاعل بين الأنظمة المستقلة. مع زيادة عدد الطرق البديلة بين AS ، ينشأ التسامح مع الخطأ ويزداد استقرار الإنترنت في بلد معين. ومع ذلك ، فإن بعض المسارات أصبحت أكثر أهمية من غيرها ، ووجود أكبر عدد ممكن من الطرق البديلة هو الطريقة الوحيدة لضمان موثوقية النظام (بمعنى AS).
يعتمد التوصيل العالمي لأي AS ، سواء كان مزودًا ثانويًا للإنترنت أو عملاقًا دوليًا مع ملايين من مستهلكي الخدمة ، على كمية ونوعية مساراتها إلى مزودي المستوى 1. كقاعدة عامة ، يُقصد بـ Tier-1 شركة دولية تقدم خدمة عبور IP عالمية وتتصل بمشغلي Tier-1 الآخرين. ومع ذلك ، داخل هذا النادي النخبة ليس هناك التزام للحفاظ على مثل هذا الاتصال. يمكن للسوق فقط إعطاء الحافز لهذه الشركات للتواصل دون قيد أو شرط مع بعضها البعض ، وتوفير خدمة عالية الجودة. هل هذا حافز كاف؟ سوف نجيب على هذا السؤال أدناه في القسم الخاص باتصال IPv6.
إذا فقد مزود خدمة الإنترنت اتصالك بواحد على الأقل من اتصالات Tier-1 الخاصة به ، فمن المحتمل أن يكون غير متاح في بعض أجزاء الأرض.
قياس موثوقية الإنترنت
تخيل أن AS تواجه تدهورًا كبيرًا في الشبكة. نحن نبحث عن إجابة على السؤال التالي: "ما هي النسبة المئوية AS في هذه المنطقة التي يمكن أن تفقد الاتصال مع مشغلي المستوى 1 ، وبالتالي فقدان التوافر العالمي؟"
منهجية البحثلماذا محاكاة موقف مماثل؟ بالمعنى الدقيق للكلمة ، عندما كانت BGP وعالم التوجيه عبر المجال في مرحلة التصميم ، اقترح المبدعين أن يكون لكل AS غير العابر على الأقل اثنين من مقدمي upstream (upstream) لضمان التسامح مع الخطأ في حالة تعطل أحدهما. ومع ذلك ، في الواقع ، كل شيء مختلف تمامًا - أكثر من 45 ٪ من مزودي خدمات الإنترنت لديهم اتصال واحد فقط مع وسائل النقل. مجموعة من العلاقات غير التقليدية بين مزودي خدمات الإنترنت العابرة تقلل بشكل أكبر من الموثوقية الإجمالية. لذلك ، هي مزودي خدمات النقل العابر التي تقع؟ الجواب نعم ، وهذا يحدث في كثير من الأحيان. والسؤال الصحيح في هذه الحالة هو: "متى سيواجه موفر خدمة إنترنت معين تدهور الاتصال؟" إذا بدت هذه المشاكل بعيدة عن شخص ما ، يجب أن تتذكر قانون مورفي: "كل شيء يمكن أن يحدث خطأ سوف يحدث خطأ".
لمحاكاة سيناريو مشابه ، نستخدم نفس النموذج للسنة الثالثة على التوالي. في نفس العام ، لم نكرر الحسابات السابقة فقط - لقد وسعنا مجال البحث بشكل كبير. اتخذت الخطوات التالية لتقييم موثوقية AS:
- لكل AS في العالم ، نحصل على جميع المسارات البديلة لمشغلي Tier-1 باستخدام نموذج العلاقة AS ، الذي يعد بمثابة جوهر منتج Qrator.Radar ؛
- باستخدام قاعدة بيانات IPIP الجغرافية ، قمنا بمطابقة كل عنوان IP لكل AS مع البلد المقابل ؛
- لكل AS ، قمنا بحساب نسبة مساحة العنوان المقابلة للمنطقة المحددة. وقد ساعد ذلك في تصفية المواقف التي قد يكون فيها مزود الإنترنت حاضرا عند نقطة التبادل في بلد معين ، ولكن ليس له وجود في المنطقة ككل. مثال توضيحي هو هونج كونج ، حيث يشارك المئات من المشاركين في حركة تبادل HKIX الآسيوية لتبادل الإنترنت ، حيث لا وجود لها في قطاع الإنترنت في هونج كونج ؛
- بعد الحصول على نتائج واضحة لـ ASs في المنطقة ، نقوم بتقييم تأثير الفشل المحتمل لهذه AS على ASs الأخرى والبلدان التي يمثلون فيها ؛
- في النهاية ، بالنسبة لكل بلد ، وجدنا AS محددة ، والتي تؤثر على أكبر نسبة من AS الأخرى في المنطقة. AS الخارجية لا تعتبر.
موثوقية IPv4
أدناه يمكنك رؤية أفضل 20 دولة من حيث الموثوقية من حيث التسامح مع الخطأ في حالة فشل AS واحد. في الممارسة العملية ، هذا يعني أن البلاد لديها اتصال إنترنت جيد ، وأن النسبة المئوية تعكس حصة AS ، التي ستفقد الاتصال العالمي في حالة فشل أكبر AS.
حقائق موجزة:- أسقطت الولايات المتحدة 11 وظيفة من المركز السابع إلى المركز الثامن عشر.
- بنغلاديش خرجت من أفضل 20.
- ارتفعت أوكرانيا بمقدار 8 وظائف إلى 4 مراكز ؛
- طارت النمسا من بين أفضل 20 شركة.
- يعود البلدان إلى المراكز العشرين الأولى: إيطاليا ولوكسمبورغ بعد الخروج في عام 2017 وعام 2018 ، على التوالي.
كل عام ، تحدث حركات مثيرة للاهتمام في تصنيف الاستدامة. في العام الماضي ، كتبنا أن الأداء العام لأفضل 20 دولة لم يتغير كثيرًا منذ عام 2017. تجدر الإشارة إلى أننا نلاحظ عامًا بعد عام اتجاهًا عالميًا إيجابيًا نحو زيادة الموثوقية والتوافر الإجمالي. لتوضيح هذه النقطة ، قمنا بمقارنة متوسط ومتوسط التغييرات على مدى 4 سنوات في التصنيف العام لاستدامة الإصدار IPv4 لجميع البلدان البالغ عددها 233 دولة.
ارتفع عدد البلدان التي تمكنت من تقليل اعتمادها على AS واحد إلى أقل من 10 ٪ (وهو علامة على التسامح مع خطأ كبير) بنسبة 5 مقارنة بالعام الماضي ، وحتى سبتمبر 2019 وصلت إلى 35 قطاعات وطنية.
وبالتالي ، كأهم اتجاه تم ملاحظته خلال فترة دراستنا ، فإننا نحدد زيادة كبيرة في مرونة الشبكة في جميع أنحاء العالم ، سواء في IPv4 و IPv6.
تجاوز الفشل IPv6
لعدة سنوات ، كررنا التأكيد على أن الافتراض الخاطئ بأن IPv6 يعمل تمامًا مثل IPv4 يمثل مشكلة هيكلية رئيسية في عملية تطوير IPv6 وتطبيقه.
في العام الماضي كتبنا عن حروب الند للند التي استمرت ليس فقط في IPv6 ، ولكن أيضًا في IPv4 ، حيث لا يتفاعل Cogent و Hurricane Electric مع بعضهما البعض. هذا العام ، فوجئنا عندما اكتشفنا أن زوجًا آخر من منافسيه العام الماضي ، Deutsche Telekom و Verizon US ، قاما بنجاح بتثبيت نظيرات IPv6 في مايو 2019. من غير المحتمل أن تجد ذكرًا لهذا ، لكن هذه الخطوة هائلة - أوقف اثنان من كبار مزودي المستوى 1 الشجار ، وأخيراً أنشأوا اتصال نظير إلى نظير باستخدام البروتوكول ، الذي نتمنى جميعًا لتطوير أكثر نشاطًا.
لضمان الاتصال الكامل وأعلى درجة من الموثوقية ، يجب أن تكون الطرق المؤدية إلى مشغلي المستوى 1 موجودة في جميع الأوقات. لقد حسبنا أيضًا النسبة المئوية للمعيار ASS في بلد ليس له سوى اتصال جزئي في IPv6 بسبب حروب الند للند. وهنا النتائج:
بعد عام ، يظل IPv4 أكثر موثوقية من IPv6. متوسط موثوقية واستقرار IPv4 في عام 2019 هو 62.924 ٪ ، و 54.53 ٪ ل IPv6. لا يزال الإصدار IPv6 يحتوي على نسبة عالية من البلدان ذات توفر عالمي ضعيف - أي نسبة عالية من التوصيل الجزئي.
مقارنة بالعام الماضي ، شهدنا تحسنا ملحوظا في ثلاثة بلدان كبيرة ، وخاصة من حيث الاتصال الجزئي. في العام الماضي ، حصلت فنزويلا على 33٪ والصين 65٪ والإمارات 25٪. بينما قامت كل من فنزويلا والصين بتحسين علاقاتهما بشكل كبير ، مما أدى إلى حل المشكلات الخطيرة للشبكات المترابطة جزئيًا ، ظلت الإمارات بدون ديناميات إيجابية في هذا المجال.
النطاق العريض و PTR السجلات
تكرارًا للسؤال الذي طرحناه على أنفسنا منذ العام الماضي: "هل صحيح أن المزود الرائد في البلد يؤثر دائمًا على الموثوقية الإقليمية أكثر من الآخرين أو غيرهم؟" ، قمنا بتطوير مقياس إضافي لمزيد من الدراسة. ربما لن يكون مزود الإنترنت الأكثر أهمية (حسب قاعدة العملاء) في هذا المجال بالضرورة هو النظام الذاتي الذي سيصبح أكثر أهمية في ضمان الاتصال العالمي.
في العام الماضي ، قررنا أن المقياس الأكثر دقة للأهمية الفعلية للمزود يمكن أن يعتمد على تحليل سجلات PTR. وكقاعدة عامة ، يتم استخدامها لعمليات البحث العكسي عن DNS: باستخدام عنوان IP ، يمكنك تحديد اسم المضيف أو اسم المجال المرتبط.
هذا يعني أن PTR يمكن أن تسمح بقياس معدات معينة في مساحة العنوان للمشغل الفردي. نظرًا لأننا نعرف بالفعل أكبر ASS لكل بلد في العالم ، فيمكننا حساب سجلات PTR في شبكات هؤلاء الموردين ، وتحديد حصتهم بين جميع سجلات PTR في المنطقة. يجب عليك إخلاء المسؤولية فورًا: قمنا فقط بحساب سجلات PTR ولم نحسب نسبة عناوين IP بدون سجلات PTR إلى عناوين IP التي تحتوي على سجلات PTR.
لذلك ، نتحدث بشكل حصري عن عناوين IP مع وجود مدخلات PTR. إن إنشائها ليس قاعدة عامة ، لذا فإن بعض مقدمي الخدمة يدخلون PTR ، بينما لا يقوم الآخرون بذلك.
لقد أظهرنا عدد عناوين IP هذه التي تحتوي على سجلات PTR المحددة التي سيتم قطع اتصالها في حالة انقطاع الاتصال من / مع أكبر نظام مستقل (وفقًا لـ PTR) في البلد المحدد. يعكس هذا الرقم النسبة المئوية لجميع عناوين IP التي تدعم PTR في المنطقة.
دعنا نقارن بين أكثر 20 دولة موثوقة من تصنيف IPv4 في عام 2019 مع تصنيف PTR:
من الواضح أن النهج الذي ينظر في سجلات PTR يعطي نتائج مختلفة تمامًا. في معظم الحالات ، لا يتغير AS AS المركزي في المنطقة فحسب ، بل تختلف نسبة عدم الاستقرار في AS الموضحة تمامًا. في جميع المناطق التي يمكن الاعتماد عليها من وجهة نظر التوافر العالمي ، يكون عدد عناوين IP التي تدعم PTR والتي سيتم قطع اتصالها بسبب سقوط AS أعلى بعشرة أضعاف.
قد يعني هذا أن مزود خدمة الإنترنت الوطني الرائد يمتلك دائمًا المستخدمين النهائيين. وبالتالي ، يجب أن نفترض أن هذه النسبة المئوية جزءًا من قاعدة بيانات المستخدم والعميل لـ ISP ، والتي سيتم فصلها (في حالة تعذر التبديل إلى مزود بديل) في حالة حدوث عطل. من وجهة النظر هذه ، لم تعد البلدان تبدو موثوقة كما تبدو من حيث العبور. نترك للقارئ الاستنتاجات المحتملة من مقارنة أفضل 20 IPv4 مع قيم تصنيف PTR.
التفاصيل التغييرات في البلدان الفردية
كالمعتاد في هذا القسم ، نبدأ من وضع خاص للغاية AS174 - Cogent. في العام الماضي ، حددنا تأثيرها على أوروبا ، حيث تم تصنيف AS174 بشكل حاسم بالنسبة لخمسة من أفضل 20 دولة في تصنيف استدامة IPv4. تحتفظ Cogent هذا العام بحضورها في أفضل 20 شركة من حيث الموثوقية ، مع بعض التغييرات - خاصة في بلجيكا وإسبانيا ، تم استبدال AS174 كأكثر AS أهمية. في عام 2019 ، أصبحت بلجيكا AS6848 - Telenet ، وإسبانيا - AS12430 - فودافون.
الآن ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على بلدين يتمتعان بمؤشرات مرونة جيدة تاريخياً والتي أحدثت تغييرات مهمة على مدار العام الماضي: أوكرانيا والولايات المتحدة الأمريكية.
أولاً ، قامت أوكرانيا بتحسين موقعها بشكل كبير في تصنيف IPv4. لمزيد من التفاصيل ، التفتنا إلى ماكس توليف ، عضو مجلس إدارة جمعية الإنترنت الأوكرانية للحصول على تفاصيل حول ما حدث في بلاده خلال الأشهر الـ 12 الماضية:
"التغيير الأكثر أهمية الذي نراه في أوكرانيا هو انخفاض تكلفة نقل البيانات. يتيح ذلك لشركات الإنترنت الأكثر ربحية الحصول على العديد من الاتصالات المتميزة خارج حدودنا. شركة Hurricane Electric نشطة بشكل خاص في السوق ، حيث تقدم "النقل الدولي" دون عقد مباشر ، لأنها لا تزيل البادئات من البورصات - فهي ببساطة تعلن عن مخروط عميل في نقاط تبادل حركة المرور المحلية. "
تم تغيير AS AS الرئيسي لأوكرانيا من AS1299 Telia إلى AS3255 UARNET. وأوضح السيد توليف أنه ، كشبكة تعليمية سابقة ، أصبحت UARNET الآن وسيلة نقل نشطة ، خاصة في غرب أوكرانيا.
الآن يتم نقلنا إلى جزء آخر من الأرض - في الولايات المتحدة الأمريكية.
سؤالنا الرئيسي بسيط للغاية - ما هي تفاصيل الاستقرار في الولايات المتحدة تتراجع بنسبة 11 وظيفة؟
في عام 2018 ، احتلت الولايات المتحدة المرتبة السابعة في التصنيف بحصولها على 4.04٪ من البلاد ، مما قد يفقد التوافر العالمي في حالة فشل AS209. يقدم تقريرنا لعام 2018 نظرة ثاقبة لما حدث في الولايات المتحدة قبل عام:
لكن الخبر الكبير هو بالضبط ما حدث في الولايات المتحدة. لمدة عامين متتاليين - 2016 و 2017 - حددنا AS174 ، Cogent ، على أنه حاسم في هذا السوق. لم تعد هذه هي الحالة - في عام 2018 ، قام AS 209 CenturyLink باستبدالها ، مما أدى إلى ارتفاع الولايات المتحدة إلى ثلاثة مراكز ، إلى المركز السابع في تصنيف IPv4. "
تظهر نتائج 2019 أن الولايات المتحدة احتلت المرتبة 18 مع مؤشر الاستدامة الذي انخفض إلى 6.83 ٪ - أي تغيير أكثر من 2.5 ٪ ، وهو ما يكفي عادة للانسحاب من أعلى 20 تصنيفًا لاستدامة IPv4.
اتصلنا مؤسس شركة Hurricane Electric ، مايك ليبر ، للحصول على تعليق حول هذا الموقف:
"هذا تغيير طبيعي مع استمرار نمو الإنترنت العالمي. تتطور البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات في كل بلد وتحديثها لدعم اقتصاد المعلومات ، الذي يتغير ويتطور باستمرار. الإنتاجية تحسن خدمة العملاء والإيرادات. البنية التحتية المحلية لتكنولوجيا المعلومات تحسن الإنتاجية. هذه هي قوى الاقتصاد الكلي ".
من المثير للاهتمام دائمًا تحليل ما يحدث في أكبر اقتصاد في العالم ، خاصةً عندما نلاحظ انخفاضًا كبيرًا في تصنيف الموثوقية. أذكر - احتفلنا العام الماضي باستبدال AS174 Cogent بـ AS209 CenturyLink في الولايات المتحدة. هذا العام ، تنازلت CenturyLink عن موقعها باعتبارها AS ذات أهمية حاسمة لأي نظام مستقل آخر - AS3356 ، مملوك لـ Level3. هذا ليس مفاجئًا ، نظرًا لأن الشركتين تمثلان فعليًا نفس المؤسسة منذ الاستحواذ على 2017. من الآن فصاعدًا ، تعتمد اتصال CenturyLink تمامًا على اتصال Level3. يمكننا أن نستنتج أن الانخفاض الكلي في الموثوقية يرتبط بحادث وقع على شبكة Level3 / CenturyLink في نهاية عام 2018 ، عندما قطعت 4 حزم شبكات مجهولة الهوية الإنترنت لعدة ساعات ، في منطقة كبيرة من الولايات المتحدة. لقد أثر هذا الحدث بالتأكيد على قدرة CenturyLink / Level3 على توفير وسائل النقل لأكبر اللاعبين في الدولة ، والتي يمكن أن يتحول بعضها إلى موفري خدمات عبور آخرين أو ببساطة تنويع قنوات الاتصال والاتصالات ذات المستوى الأعلى. ومع ذلك ، على الرغم من كل ما سبق ، لا يزال Level3 هو أهم مزود اتصال للولايات المتحدة ، مما قد يؤدي إلى تعطيل توفر ما يقرب من 7 ٪ من أنظمة الحكم الذاتي المحلية التي تعتمد على هذا النقل.
عادت إيطاليا إلى أعلى 20 في المركز 17 بنفس AS12874 Fastweb ، والذي ربما يكون نتيجة تحسن كبير في جودة وعدد المسارات إلى هذا المزود. بعد كل شيء ، في عام 2017 ، سقطت إيطاليا في المرتبة 21 معه ، تاركةً أعلى 20.
في عام 2019 ، حصلت سنغافورة ، التي دخلت أعلى 20 تصنيف في العام الماضي فقط ، ولكن على الفور إلى المركز الخامس ، مرة أخرى على ASN حرجة جديدة. في العام الماضي ، حاولنا شرح التغييرات في مناطق جنوب شرق آسيا. هذا العام ، تم تغيير AS AS في سنغافورة الحرجة من AS3758 SingNet إلى AS4657 Starnet. مع هذا التغيير ، فقدت المنطقة مركزًا واحدًا فقط ، حيث انخفضت إلى المركز السادس في التصنيف في عام 2019.
حققت الصين قفزة كبيرة من المركز 113 في عام 2018 إلى 78 في عام 2019 ، مع تغيير حوالي 5 ٪ في استقرار IPv4 وفقًا لمنهجيتنا. في IPv6 ، انخفضت التوصيل الجزئي للصين من 65.93٪ العام الماضي إلى ما يزيد قليلاً عن 20٪ هذا العام. تم تغيير ASN الأساسي في IPv6 من AS9808 China Mobile في 2018 إلى AS4134 في 2019. في IPv4 ، كان AS4134 الذي تملكه China Telecom حاسمًا لسنوات عديدة.
في IPv6 ، انخفض قطاع الإنترنت الصيني 20 مكانًا في تصنيف الاستدامة لعام 2019 - من 10٪ في العام الماضي إلى 23.5٪ في عام 2019.
ربما ، كل هذا يشير إلى شيء واحد بسيط - تشاينا تليكوم تعمل بنشاط على تحسين بنيتها التحتية ، مع الحفاظ على شبكة الاتصال الرئيسية مع الإنترنت الخارجي للصين.
مع تنامي مخاطر الأمن السيبراني ، وفي الواقع ، التدفق المستمر للأخبار حول الهجمات على البنية التحتية للإنترنت ، فقد حان الوقت لجميع الحكومات والشركات الخاصة والمملوكة للدولة ، ولكن قبل كل شيء للمستخدمين العاديين تقييم مواقفهم بعناية. يجب دراسة المخاطر المرتبطة بالاتصال الإقليمي بعناية وبصراحة ، مع تحليل المستويات الحقيقية للموثوقية. حتى القيم المنخفضة في تصنيف عدم الاستقرار يمكن أن تسبب مشاكل حقيقية في إمكانية الوصول في حالة حدوث هجوم كبير على مزود خدمة وطني كبير ، على سبيل المثال ، DNS. لا تنسَ أيضًا أن العالم الخارجي سوف ينفصل عن الخدمات والبيانات الموجودة داخل المنطقة ، في حالة فقد الاتصال بالكامل.
تُظهر دراستنا بوضوح أن أسواق مزودي الإنترنت ومقدمي خدمات الاتصالات القائمة على المنافسة تتطور في نهاية المطاف بشكل أكثر ديناميكية من أجل أن تصبح أكثر استقرارًا ومرونة فيما يتعلق بالمخاطر داخل منطقة معينة وحتى خارجها. بدون وجود سوق تنافسي ، قد يؤدي فشل AS إلى فقدان اتصال الشبكة لجزء كبير من المستخدمين من بلد أو منطقة أكبر.