这项研究解释了一个自治系统（AS）的故障如何影响特定区域的全球连通性，尤其是当涉及该国最大的Internet服务提供商（ISP）时。 Internet在网络级别的连接性归因于自治系统之间的交互。 随着AS之间替代路由数量的增加，容错性就会提高，给定国家/地区的Internet稳定性也会提高。 但是，某些路径变得比其他路径更重要，并且拥有尽可能多的替代路径是确保系统可靠性（就AS而言）的唯一可行方法。
任何AS的全球连接性，无论是小型Internet提供商还是拥有数百万服务消费者的国际巨头，都取决于其通往Tier-1提供商的路径的数量和质量。 通常，Tier-1是指一家提供全球IP传输服务并连接到其他Tier-1运营商的国际公司。 但是，在这个精英俱乐部中，没有义务保持这种联系。 只有市场才能激励此类公司无条件相互联系，从而提供高质量的服务。 这是足够的动机吗？ 我们将在下面有关IPv6连接的部分中回答这个问题。
如果您的ISP与其至少一个自己的Tier-1连接失去联系，则很可能在地球的某些地方不可用。
简要事实TL; DR ：
根据2017年的结果，罗马尼亚和卢森堡分别从第11位和第20位离开前20名;
新加坡跃升第18位，升至第5位；
香港下跌13位，降至15位；
荷兰在第17位进入前20名；
与去年相比，这20个国家中有18个仍位居前20名。
互联网可靠性评估
想象一下AS正在经历严重的网络降级。 我们正在寻找以下问题的答案：“该区域中有多少百分比的AS可能会与1级运营商失去联系，从而失去全球可用性？”
为什么要模拟类似情况？ 严格来说，当BGP和跨域路由的世界处于设计阶段时，创建者建议每个非传输AS至少要有两个上游提供程序（上游），以保证其中一个崩溃时的容错能力。 但是，实际上，一切都完全不同-超过45％的ISP与上游传输只有一个连接。 传输Internet提供商之间的一组非常规关系进一步降低了总体可靠性。 那么，中转ISP会下降吗？ 答案是肯定的，而且这种情况经常发生。 在这种情况下，正确的问题是：“特定的Internet服务提供商何时会出现连通性下降？” 如果对某人来说这样的问题遥不可及，您应该记住墨菲的定律：“所有可能出错的地方都会出错。”
为了模拟类似的情况，我们连续第三年使用相同的模型。 在同一年，我们不仅重复了先前的计算，还大大扩展了研究领域。 已采取以下步骤评估AS的可靠性：
对于世界上的每个AS，我们都使用AS关系模型获得所有通往Tier-1运营商的替代路径，该模型是Qrator.Radar产品的核心。
使用IPIP地理数据库，我们将国家/地区与为每个AS提供的地址进行了比较；
对于每个AS，我们计算了其地址空间与所选区域相对应的比例。 这有助于过滤掉Internet提供商可能出现在特定国家/地区的交换点但在整个区域中都没有存在的情况。 一个说明性的例子是香港，其中最大的亚洲互联网上的数百名参与者交换了HKIX的交换流量，而在香港的互联网部分中的存在为零。
我们对该地区的自治系统取得了明确的结果后，我们评估了该自治系统可能发生的故障对其他自治系统及其代表国家的影响；
最后，我们为每个国家/地区找到了一个特定的自治系统，从而影响了该地区其他自治系统的最大百分比。 不考虑外国AS。
IPv4可靠性
在以下方面，您可以查看可靠性排名最高的20个国家，或单个AS发生故障时的容错能力。 实际上，这意味着该国拥有良好的Internet连接，并且该百分比反映了AS的份额，如果最大的AS发生故障，它将失去全球连接。
尽管各个国家/地区的排名可以上下浮动，但自2017年以来总体情况并未发生太大变化。 去年，世界平均故障率是41％，2018年下降了3％，降至38％，只有一小部分。 将对一个AS的依赖性降低到10％以下（这是高容错能力的标志）的国家数量增加了1到30。
另一个值得注意的变化是，南亚和非洲小国的互联网可靠性大大提高。 这些地区仍在发展中，但是IP传输市场多样性的显着改善是进步的迹象。
IPv6游戏
人们认为，如果该技术在IPv4中运行良好，则可以轻松移植到IPv6。 这个错误的假设可能是整个IPv6开发过程中的结构性问题。
测量两个协议版本之间的全局可靠性并不像看起来那样容易。 为了维持IPv4中的全局连接性，任何通往Tier-1提供程序的路径都将是足够的。 但是在IPv6中可能并非如此。 由于IPv6中几个顶级提供程序之间的持续对等战争，它们并没有相互连接。 至少有两对提供商决定中断IPv6中的对等关系：Cogent（AS174）和Hurricane Electric（AS6939），Deutsche Telekom（AS3320）和Verizon US（AS701）。 这些电信公司的冲突可能有多种原因，但是如果网络仅连接到一侧，则IPv6中将不会具有完全连接性。 它还会影响多个上游ISP的可靠性-一个失败会导致连接问题。
为了解决这些问题，我们调整了测量过程，以验证故障期间能否保持完整的IPv6连接。 换句话说，为确保完全的连接性和最高的可靠性，必须始终存在通往1级运营商的路径。 我们还计算了由于对等战争而在IPv6中仅部分连接的国家的AS的百分比。 结果如下：
对单个故障情况下的IPv4和IPv6进行的一般比较显示，全国86％的IPv4网段具有更高的连接性。 IPv6世界中的一个重要发现是，即使在正常条件下，许多Internet服务提供商也没有适当的连接-没有任何故障。 例如，在美国，这适用于支持IPv6的所有AS中的约10％，而在中国，情况甚至更糟，因为中国电信（AS4134）仅从一家提供商（Hurricane Electric）获得全球连接。
如前所述，没有人可以强迫一级供应商相互之间建立联系，而不仅仅是他们的客户。 最近的数据清楚地表明，消费者的需求不足以将他们彼此连接并实现100％的网络可见性。 改善这种情况的唯一方法似乎是要求适当级别的IPv6服务。 Qrator.Radar团队正在考虑各种选择，以使此信息对世界各地的每个Internet服务提供商都更加明显，从而提高社区对该问题的意识。
至于部分连接，一些国家“看不到” IPv6地址空间的超过20％。 这是：
通过查看IPv4总体评级，可以找到两个以前的岛屿殖民地，圣马丁岛和圣巴塞洛缪岛。 在大多数情况下，微状态取决于单个Internet服务提供商。 其余9个州的价值超过20％，特别是阿拉伯联合酋长国的25％部分连接（分别在IPv6中没有完全的全球对等网络），这令人惊讶。
宽带和PTR记录
重复我们去年问自己的一个问题：“中国领先的提供商对地区可靠性的影响是否总是比其他所有提供商或其他某些公司更严重？”，我们制定了一个额外的指标以供进一步研究。
也许在这一领域中最重要的（根据客户群）互联网提供商不一定是自治系统，它将在确保全球连通性方面变得最重要。 可以很快在IPv4排名的最高位置找到一个示例-德国。 去年，很明显，德国的过境至少有2.29％的旅客依赖Versatel。 今年，Versatel被DTAG（Deutsche Telekom）取代，后者使该国的连通性提高了0.03％。
但是了解DTAG的位置并不能使我们长时间睡眠，因此我们尝试开发一种度量标准，该度量标准有时包括不可见的连接（ASN可以更改其位置或地理位置，可以释放数量），以显示在我们可能知道的地方真正发生了什么关于当地统治者的存在。 俄罗斯与Rostelecom合作，美国与无所不能的Comcast合作，在各自国家/地区拥有宽带用户群的最大份额。 那么，如果这样的提供者突然失败，该地区会发生什么呢？
经过大量的实验，我们确定提供者实际重要性的最准确指标可以基于对PTR记录的分析。 通常，它们用于反向DNS查找：使用IP地址，您可以标识关联的主机名或域名。
这意味着PTR可以在单个操作员的地址空间中测量特定设备。 由于我们已经知道世界上每个国家的“最胖” AS，因此我们可以在这些供应商的网络中计算PTR记录，从而确定它们在该地区所有PTR记录中的份额。 您应该立即声明：我们仅计算PTR记录，而没有计算没有PTR记录的IP地址与具有PTR记录的IP地址的比率。
因此，我们进一步专门讨论存在PTR条目的IP地址。 创建它们不是一般规则，因此某些提供程序输入PTR，而另一些则不输入。
我们显示了与指定国家/地区最大的自治系统（根据PTR）断开连接时，与指定PTR记录断开连接的IP地址中有多少个将断开连接。 该图反映了该地区所有启用PTR的IP地址的百分比。
让我们比较一下20个IPv4弹性最高的国家（具有PTR等级）：
显然，考虑PTR记录的方法给出了完全不同的结果。 在大多数情况下，不仅区域中的中央AS发生变化，而且所指示AS的不稳定百分比完全不同。 从全球可用性的角度来看，在所有可靠的区域中，由于AS下降而将断开连接的启用PTR的IP地址的数量要高十倍。
这可能意味着领先的国家互联网服务提供商始终拥有最终用户。 因此，我们必须假定该百分比是ISP用户和客户端基础的一部分，如果发生故障，它将断开连接（如果无法切换到替代提供者）。 从这个角度来看，各国似乎不再像过境一样可靠。 通过将前20个IPv44与PTR评级值进行比较，我们可以为读者提供可能的结论。
地区的细节变化
去年，我们清楚地表明了AS174运营商Cogent的重大影响。 今年，鉴于Cogent为法国，英国，美国和爱尔兰等地区提供服务时，每年的静态评级为90％，我们看到所有这些国家处于所有职位，并且对上游的依赖程度相同。 但是，美国发生了变化，Centurylink的AS209取代了Cogent。 作为回应，Cogent添加到了它是该连接的主要提供者的国家列表中，即西班牙和比利时。
尽管这意味着禁用Cogent会对多个地区同时造成风险，但也必须认识到，特定提供商的市场地位主要是其良好的IPv4连接性的结果。 尽管Cogent在其战略产品组合中又增加了两个国家/地区，但拒绝服务不会导致这些高度分散的国家Internet网段完全无法访问。
但是，重大新闻恰恰是美国发生的事情。 连续两年-2016年和2017年-我们确定AS174 Cogent在该市场中起决定性作用。 情况不再如此-在2018年，AS 209 CenturyLink取代了它，使美国上升了三个位置，在IPv4评级中排名第七。
转向前苏联地区，与去年相比，我们看到了很小的变化。 俄罗斯主要的互联网提供商仍然是Rostelecom（AS 12389），其市场份额非常可观（反映在PTR值中）。 然而，在2018年，断开Rostelecom的连接将导致该国仅5.27％的自治系统缺乏全球连接，这使俄罗斯在可靠性方面排名第13位。
与去年一样，俄罗斯的公交市场主要以中等Tier-2网络为代表，这导致了高可用性。 乌兹别克斯坦也不能这样说，我们已经连续第三年看到对一个供应商的依赖程度达到99.9％（AS 28910）。 土库曼斯坦只有一个优秀的供应商：Rostelecom。 塔吉克斯坦指数的“稳定性”要好得多，为不稳定值的78.14％，使该国在总体排名中排名第20位。 阿塞拜疆是该地区不稳定程度排名第四的国家，尽管其对AS 29049的47％依赖与其他国家相比还算不错。
乌克兰的排名下降了四个，这可以用该国正在进行的立法程序来解释，该国正在设法确定适用的互联网法规的可接受水平。 尽管乌克兰连续20年保持在前20名中的位置相当稳定，但这种干预将不可避免地导致可靠性下降。
只有“ 83个”国家对一个供应商的依赖度超过40％，其中65个国家的价值超过50％。 大多数国家中有39个国家的不稳定指数达到或超过90％。 也有例外：AS 131729的朝鲜指数为100％，无需解释； 厄立特里亚，格陵兰和新喀里多尼亚也有同样的理由。 在一个拥有1亿人口的国家中，埃塞俄比亚拥有的唯一AS 24757（EthioNet）中的99％是2018年的意外事实。 叙利亚依赖AS 29256的比例为99.5％，与去年的88.75％相比，这是一个巨大的损失，这是由于德国电信拥有的去年的AS转移所致。 古巴对AS 11960的依赖度为97％。对于哥斯达黎加网络公司（Columbus Networks）拥有的AS 34520，牙买加指数为91.3％，该公司通常是我们在北美和南美沿岸偏远地区唯一的连通性提供商。
与卢森堡相比，卢森堡在经典评级中排名第30位（取决于AS6661，其价值为9.8％），而对于AS6758而言，摩纳哥的66％指标对于具有这样的生活水平和地理位置的国家而言并不典型。
在过去的两年中，亚洲互联网提供商市场发生了重大变化。
新加坡的连通性日益提高的可靠性，可以通过其在该地区增长最快的经济体亚洲小虎中的地位来解释。 这种竞争在可持续性评级的最高点上是激烈的，因为在百分比方面，这些职位相当紧张。 香港和新加坡基于指数变化2％进行了互换。
根据我们采访的独立观察员所说，新加坡电信在新加坡的地位正在减弱。 去年，核心AS由总部位于新加坡的宽带互联网提供商StarHub拥有。 在2018年，SingNet AS3758（新加坡电信的宽带部门）已经成为新加坡的主要AS。 有人告诉我们，新加坡电信最近经历了资金短缺，因为其在新加坡的主要业务已停止活跃增长（这可以通过查看过去两年中该公司股票的动态来进一步证实）。 与菲律宾ISP Globe的对等集成过程使SingTel的困难更加复杂-这可能是SingNet失去了消费者，从而失去了市场份额和真实连接性的另一个原因。 这些事件加在一起，极大地分散了新加坡ISP市场，使可持续性评级从目前的第5位上升了18位。
说到拥有AS4775的Globe ISP，去年是菲律宾的领先者，2018年不再是一个-AS9299超过了它。 PLDT拥有AS9299，据报道，PLDT在菲律宾市场上正变得越来越积极。 此外，该区域的位置正在恢复。 菲律宾从可靠性排名的第20位下降到2017年的第31位，现在上升到第27位。 仅凭这一事实就清楚表明竞争是好的，尤其是在特定地区的Internet可靠性方面。 但是，与此同时，我们不应忘记Globe代表新加坡电信，而PLDT实际上是NTT在菲律宾的子公司。
香港的可靠性评级下降可能与该地区的电讯盈科活动有关。 当地观察家告诉我们，电讯盈科在2018年选择了积极的客户获取策略，从而在经济区本身赢得了市场份额并吸引了积极的客户。
去年，香港的核心AS属于Level3（AS3356）。 在2017年底与CenturyLink合并之后，Level3的位置不得不改变为更大的位置，但从区域角度来看却不稳定。
随着网络安全风险的不断提高，事实上，有关Internet基础设施攻击的新闻不断不断，现在是所有政府，私人和国有公司的时候了，但首先是普通用户仔细评估自己的位置的时候。 需要认真，诚实地研究与区域连通性相关的风险，并分析可靠性的真实水平。 如果对大型，全国性的关键服务提供商（例如DNS）进行大规模攻击，则不稳定等级的值即使很低也会导致可访问性的实际问题。 同样不要忘记，如果完全失去连接，外部世界将与该区域内的服务和数据断开连接。
我们的研究清楚地表明，基于竞争的Internet提供商和电信提供商的市场最终会更加动态地发展，以便在特定区域内甚至外部的风险方面变得更加稳定和具有弹性。
如果没有竞争激烈的市场，一个AS的故障可能会导致来自某个国家或更大地区的很大一部分用户失去网络连接。