该报告解释了单个AS的中断如何影响受影响区域与世界其他地区的连通性，尤其是当它是市场上占主导地位的ISP时。 网络级别的Internet连接是由自治系统（AS）之间的交互驱动的。 随着AS之间备用路由数量的增加，整个网络上Internet的故障容错性和稳定性也随之增加。 尽管某些路径不可避免地变得比其他路径重要，但建立尽可能多的替代路径是确保足够健壮的系统的唯一可行方法。
任何AS的全球连通性，无论是小型提供商还是国际巨头，都取决于其通往1级ISP的路径的数量和质量。 通常，Tier-1意味着一家国际公司通过与其他Tier-1提供商的连接提供全球IP传输服务。 但是不能保证将保持这种连接。 只有市场才能激励他们与其他Tier-1同行，以提供最高质量的服务。 够了吗 我们将在下面的IPv6部分探讨这个问题。 对于许多各个级别的ISP而言，失去与一个Tier-1对等方的连接可能会导致它们在世界某些地区无法访问。
衡量互联网的可靠性
让我们研究一个AS遭受严重网络降级的情况。
我们想回答以下问题：“该地区有多少个自治系统将失去与1级运营商的连接以及它们在全球的可用性？”研究方法为什么要对这种情况建模？ 严格来说，当BGP和域间路由世界处于设计阶段时，创建者认为每个非传输AS都将至少具有两个上游提供程序，以确保在一个发生故障的情况下的容错能力。 但是，现实是不同的。 超过45％的ISP仅与上游运输提供商建立一个连接。 传输ISP之间的一系列非常规关系进一步降低了可靠性。 那么，中转ISP是否曾经失败过？ 答案是肯定的，并且它以某种频率发生。 更合适的问题是-特定ISP在什么情况下会出现服务质量下降的情况？ 如果这些问题似乎不太可能发生，则值得考虑墨菲定律：“任何可能出错的东西，都会。”
为了对这种情况进行建模，我们连续第三年应用了相同的模型，但我们不仅重复了先前的计算； 第三年，我们正在大力扩展研究。 采取以下步骤对AS可靠性进行评分：
- 对于世界上的每个AS，我们都借助Qrator.Radar的AS关系模型检查了所有通往Tier-1运营商的替代路径。
- 使用IPIP地理数据库，我们将国家/地区与每个AS的每个IP地址进行了匹配。
- 对于每个AS，我们都计算出其地址空间对应于相关区域的份额。 ISP被过滤掉，它们驻留在它们没有大量存在的区域的Internet交换点。 香港就是一个很好的例子，在香港最大的亚洲互联网交易所HKIX的数百个成员之间进行流量交换，这些成员在本地Internet区域中的存在为零。
- 隔离区域自治系统后，我们分析了每个失败对其他自治系统及其特定国家的潜在影响；
- 最后，我们针对每个国家/地区确定了会影响该地区其他AS的最大部分的AS。 未考虑外国AS。
IPv4可靠性
TL； DR速览 ：
- 美国下降了11位，从7位下降到18位；
- 孟加拉国位居前20名；
- 乌克兰上升了8位，排名第4；
- 奥地利排名前20位；
- 有两个国家分别在2017年和2018年下滑之后重返前20名：意大利和卢森堡。
每年可靠性排名都有有趣的变化。 去年我们写道，排名前20个国家/地区的总体绩效与2017年相比没有变化。但是，今年，我们强调了提高可靠性和整体可用性的积极的全球趋势。 为了说明这一点，我们比较了所有233个国家的IPv4可靠性等级的4年平均值和中位数变化。
成功将断电限制在10％以下（表示高容错能力）的国家数量比去年增加了5个，总数达到35个。
因此，我们确定在研究期间观察到的最重要的趋势是，在IPv4和IPv6中，全世界的可靠性都得到了显着提高。
IPv6可靠性
多年来，我们一直在重复说IPv6与IPv4的工作方式相同的错误假设是IPv6开发过程的主要结构性问题。
我们去年概述的对等战争的问题，以及Cogent和Hurricane Electric并没有彼此对等，不仅在IPv6中仍然存在，在IPv4中也一直存在。 今年，令我们感到惊讶的是，另一对v6竞争对手-德国电信和Verizon美国公司在5月成功建立了Ipv6对等网络。 您可能没有在新闻中看到它的报道，但是这一举动是巨大的-两家大型Tier-1 ISP停止了争吵，并最终在该协议中建立了对等连接，我们都希望看到它比以前更加积极地发展。远。
必须建立所有第1层提供商保持完整连接的路径。 由于这些对等战争，我们还计算了每个国家中仅具有部分连通性的AS的数量。 结果如下：
一年后，IPv4仍然比IPv6更加可靠。 2019年，IPv4的平均IPv4可靠性和稳定性数字分别为62.924％和54.53％（IPv6）。 仍然有一些国家的IPv6可用性较差（部分连接数较高）。
与去年相比，我们发现这三个国家都有显着改善，特别是在部分连接方面。 委内瑞拉去年为33％，中国为65％，阿联酋为25％。 委内瑞拉和中国通过解决部分互连网络的严重问题极大地改善了它们的连通性，而阿联酋却几乎没有任何改善。
宽带互联网和PTR记录
根据我们去年提出的问题-“领先国家的ISP是否总是比其他所有人对地区可靠性的影响更大？” -我们制定了其他指标来进一步调查该主题。 也许，一个地区中最重要的（按用户群或客户群）ISP对于整个网络连接不一定是最关键的。
去年，我们确定了宽带ISP可靠性的最准确指标是基于对PTR记录的分析。 通常，PTR记录用于反向DNS查找：使用IP地址标识关联的主机名或域名。
这意味着PTR可以测量单个提供商的IP地址空间内的特定设备。 由于我们已经知道世界上每个国家/地区最大的AS，因此我们可以在这些提供商的网络内统计PTR记录，并确定它们在该地区总体PTR记录中所占的份额。 我们应该在此处添加免责声明：我们仅统计了PTR记录，并且没有计算没有PTR记录的IP地址与具有PTR记录的IP地址的比率。 因此，我们严格地讲带有当前PTR记录的IP地址。 添加PTR记录的做法尚未完全实施； 有些提供程序会这样做，但有些则不会。
我们想确切显示出多少个启用PTR的IP地址会因每个国家/地区的ASN中断而离线，以及代表相关地区的百分比。
让我们将2019年IPv4评级的20个最可靠的国家与启用PTR的评级进行比较：
显然，这种考虑PTR记录的方法会产生非常不同的结果。 在大多数情况下，不仅主要区域自治系统发生变化，而且百分比也完全不同。 从全球可用性的角度来看，在所有通常可靠的区域中，由于一个自治系统中断而关闭的启用PTR的IP地址的数量要增加数十倍。 这可能意味着领先的国家ISP总是在某一点或另一点处理最终用户。 因此，我们应该假设该百分比代表了发生故障时ISP的用户群和客户群中将脱机的部分（如果无法切换到第二个Internet服务提供商）。 从这个角度看，各国似乎比从过境的角度看更不可靠。 我们将从启用PTR的评级中得出可能的结论给读者。
各地区的详细信息
与往常一样，我们从Cogent的AS174的特殊位置开始。 去年，我们概述了Cogent在整个欧洲的影响，我们将AS174确定为IPv4评级中前20个国家中的5个国家的核心AS。 今年，Cogent仍然是可靠性排名前20位的公司，在过去的12个月中，我们仅看到了几处变化。 最值得注意的是，在比利时和西班牙，AS174被替换为最关键的AS。 比利时在2019年的主要ASN是Telenet的AS6848，而在西班牙，则是沃达丰的AS12430。
现在，让我们更仔细地看看行动最可靠，最可靠的两个国家：乌克兰和美利坚合众国。
首先，乌克兰大大提高了其地位。 我们与乌克兰互联网协会董事会成员Max Tulyev取得了联系，以了解该国过去12个月中发生的情况的详细信息：
“我们在乌克兰看到的最重要的变化是过境价格的下跌。 这使大多数有利可图的互联网业务可以跨越我们的边界获取多个上游连接。 飓风电气公司在市场上特别活跃，无需直接签订合同即可提供“国际运输”，因为它们不会删除交易所的前缀-他们只是在本地交易所宣布客户中心。”
乌克兰的主要AS已从Telia的AS1299更改为UARNET的AS3255。 先生 Tulyev解释说，作为以前的教育网络，它在转运方面非常活跃，尤其是在乌克兰西部。
现在，遍布全球的美国。
我们的主要问题很简单-美国可靠性排名下降11位的背后有哪些细节？
在AS209中断的情况下，美国在2018年排名第七，占该国的4.02％，可能会失去全球可用性。 我们的2018年报告对一年前美国发生的变化提供了一些看法：
“但是，涉及Cogent的重大新闻来自美国。 在2016年和2017年的两年中，我们确定了Cogent的AS174是该市场的关键产品。 情况已不再如此-在2018年，CenturyLink AS209取代了ogent，这一变化使美国名列第三，升至第七位。”
2019年的结果显示，美国排名第18位，其可靠性得分下降至6.83％-变化超过2.5％，通常足以使其跌落前20位。
我们联系了飓风电气的创始人Mike Leber，对他的情况发表了评论：
“随着全球互联网的不断发展，这种变化是自然的。 每个国家/地区的IT基础架构都在增长和升级，以支持不断发展和变化的信息经济。 绩效可提升客户体验和收入。 IT基础结构的本地性提高了性能。 这些是宏观技术经济力量。”
剖析世界上最大经济体中可能发生的事情总是很有趣，尤其是当我们目睹可靠性排名大幅下降时，更是如此。 提醒我们的读者-去年，我们重点介绍了在美国用CenturyLink的AS209替代Cogent的AS174。 今年，CenturyLink将其作为该国主要AS的地位移交给了Level3的AS3356-这并不奇怪，因为自2017年收购以来，两家公司现在代表一个实体，而CenturyLink的连接性已完全与Level3绑定。 一个人可能会得出结论，可靠性的整体下降与2018年底的Level3 / CenturyLink事件有关，当时有4个数据包中断了这个世界上最大经济体的互联网服务几个小时。 该事件无疑影响了CenturyLink / Level3向该国最大的运营商提供公交服务的能力，其中一些运营商已切换至其他公交服务提供商，或者只是分散了其上行链路。 尽管如此，2019年Level3仍是美国最重要的供应商，其中断可能会使依赖运输的所有本地自治系统中近7％的全球可用性无法使用。
意大利以相同的Fastweb AS12874排名第17位，这可能是通向该特定ISP的路径数量显着改善的结果。 是同一家ISP在2017年将意大利降至第21位。
在2019年，新加坡的可靠性排名仅次于前20名，仅稍有变化，就再次看到了新的主要ASN。 去年，我们试图尽力解释东南亚地区的变化。 在2019年，主要的新加坡ASN从去年的SingNet AS3758更改为Starnet的AS4657。 随着这一变化，新加坡地区从去年的第5位下降到2019年的第6位，失去了第1名。
中国从2018年的第113位跃升至今年的第78位，其方法论变化约5％。 在IPv6中，中国的“部分连接性”从去年的65.93％下降到今年的20％以上。 IPv6中的主要ASN从去年属于中国移动的AS9808变为今年的AS4134。 在IPv4中，AS4134多年来一直是主要的关键ASN。
不幸的是，中国的IPv6可靠性等级下降了20位-从去年的10％可靠性下降到今年的23.5％。 可能所有这些都意味着一件简单的事情-中国电信正在积极改善其网络，保持中国与外部Internet连接的骨干。
随着网络安全风险的不断增加以及互联网基础设施遭受攻击的消息不断，现在是时候让政府，私人和上市公司以及普通用户重新考虑他们的立场了。 需要通过分析实际风险和可靠性水平来认真，诚实地研究区域风险。 对大型全国性的关键任务服务提供商（例如DNS服务）的大规模攻击造成的故障转移率实际上可能会给可用性造成真正的麻烦。 不要忘记，如果完全失去了访问权限，外界也将无法访问位于故障区域内的服务和数据。
我们的报告清楚地表明，受到内部市场竞争影响的区域ISP市场最终将变得更加稳定，并且能够应对内部和外部风险。 没有竞争激烈的市场，任何AS故障都可能导致一个国家或什至更广阔地区的大部分用户失去网络。