Связность интернета на сетевом уровне является результатом взаимодействия автономных систем (АС) операторов связи. Чем больше число альтернативных маршрутов трафика между автономными системами, тем более отказоустойчивым и стабильным является интернет-сегмент. Наличие как можно большего количества альтернатив является единственным способом диверсификации рынка.

Исследователи Qrator Labs в третий раз изучили влияние возможных сбоев сетей системообразующих операторов связи на глобальную доступность национальных сегментов интернета (первое исследование было опубликовано в 2016 году). Данное исследование объясняет, каким образом отказ одной автономной системы влияет на глобальную связность отдельного региона, особенно в том случае, когда речь идет о крупнейшем провайдере интернета данной страны.

Измерение надежности интернета

Представьте, что AS испытывает значительную сетевую деградацию. Мы ищем ответ на следующий вопрос: «Какой процент AS в этом регионе может потерять связь с Tier-1 операторами, тем самым утратив глобальную доступность»?

Зачем моделировать подобную ситуацию? Строго говоря, когда BGP и мир междоменной маршрутизации находились на стадии проектирования, создатели предположили, что каждая нетранзитная AS будет иметь по меньшей мере двух вышестоящих поставщиков (апстрим), чтобы гарантировать отказоустойчивость в случае, если один из них упадет.

Однако в реальности все обстоит совсем иначе: более 45% ISP имеют только одно соединение с транзитным апстримом. Набор нетрадиционных отношений между транзитными интернет-провайдерами еще более снижает общую надежность. Итак, падают ли транзитные ISP? Ответ — да, и это происходит довольно часто. Правильный вопрос в данном случае: «Когда конкретный интернет-провайдер испытает деградацию связности?». Если кому-то такие проблемы кажутся отдаленными, стоит вспомнить закон Мерфи: «Все, что может пойти не так, пойдет не так».

По результатам исследования национальных сегментов 244 стран мира 2018 года был составлен рейтинг государств, в порядке возрастания показателя, отражающего зависимость доступности  национальных сегментов интернета от отказов в работе наиболее значимых операторов связи (Tier-1).

Расчет показателя для каждой исследуемой страны был произведен по следующей методике.

На первом этапе, с использованием системы моделирования работы глобального интернета Qrator.Radar, для каждого оператора в мире был сделан расчет всех альтернативных маршрутов прохождения трафика до трансконтинентальных Tier-1 операторов.

На втором этапе, используя базу геоданных IPIP, страны были сопоставлены с представленным адресом каждой AS.

Далее для каждой АС была подсчитана доля ее адресного пространства, соответствующую выбранному региону.

Для формирования рейтинга отбирались операторы, отказ которых может привести к потере глобальной доступности наибольшего процента автономных систем заданного национального сегмента.

Сравнительная таблица Топ-20 стран по устойчивости национальных сегментов сети интернет 2017-2018 гг:

2017 Максимальная доля сетей национального сегмента, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, % 2018 Максимальная доля сетей национального сегмента, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, % Изменение в рейтинге 2017 — 2018
Германия (DE) 2.29 Германия (DE) 2.26 1 место
Гонконг (HK) 2.65 Великобритания (GB) 3.10 Вверх на 4 позиции
Швейцария (CH) 3.57 Бразилия (BR) 3.39 Вверх на 9 позиций
Канада (CA) 3.67 Швейцария (CH) 3.55 Вниз на 1 позицию
Франция (FR) 3.68 Сингапур (SG) — новичок 3.68 Скачок вверх на 18 позиций
Великобритания (GB) 3.76 Бельгия (BE) 3.88 Вверх на 1 позицию
Бельгия (BE) 3.93 США (US) 4.02 Вверх на 3 позиции
Украина (UA) 3.95 Канада (CA) 4.12 Вниз на 4 позиции
США (US) 3.97 Франция (FR) 4.55 Вниз на 4 позиции
Бангладеш (BD) 5.29 Бангладеш (BD) 4.81 10 место
Румыния (RO) 5.35 Ирландия (IE) 5.08 Вверх на 3 позиции
Бразилия (BR) — новичок 5.39 Украина (UA) 5.10 Вниз на 4 позиции
Россия (RU) 5.73 Россия (RU) 5.27 13 место
Ирландия (IE) 5.87 Польша (PL) 5.43 Вверх на 2 позиции
Чехия (CZ) 5.88 Гонконг (HK) 5.57 Вниз на 13 позиций
Польша  (PL) 5.99 Испания (ES) 5.71 Вверх на 2 позиции
Болгария (BG) 6.20 Нидерланды (NL) — новичок 5.92 17 место
Испания (ES) 6.58 Чехия (CZ) 6.67 Вниз на 3 позиции
Австрия (AT) 7.14 Болгария (BG) 7.07 Вниз на 2 позиции
Люксембург (LU) — новичок 7.28 Австрия (AT) 7.13 Вниз на 1 позицию

 

Александр Лямин, основатель и генеральный директор QratorLabs, комментирует:

«Проводя исследование третий год подряд, мы можем сказать, что, по сравнению с прошлым годом, Топ-20 изменился незначительно. Если в 2017 году средняя доля сетей, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, составляла 41%, то в 2018 году этот показатель снизился на 3% и составил примерно 38%. Страны с высокой степенью отказоустойчивости, где сбой сетей системообразующих операторов связи затрагивает менее 10% автономных систем региона (в этом году насчитывается 30 таких стран), в целом сохранили свои позиции в рейтинге. Телекоммуникационный рынок этих стран обладает высокой степенью диверсификации, а, значит, работа всего национального сегмента является более стабильной.

В России так же, как и в 2017 году, основным сервис-провайдером является «Ростелеком», чья доля рынка довольно существенна, но, несмотря на это, отказ сети «Ростелекома» затронет лишь 5,27% автономных систем. Как и в прошлом году, транзитный рынок России в основном представлен сетями среднего уровня Tier-2, что и обеспечивает высокую доступность региона.

Основной тенденцией этого года является существенное повышение уровня устойчивости сетей в малых странах Южной Азии и Африки. Эти регионы все еще развиваются, однако значительное повышение разнообразия на рынке IP-транзита свидетельствует о явном прогрессе в данной области».

Широкополосный интернет и PTR-записи

Повторяя вопрос: «Правда ли, что ведущий провайдер в стране всегда влияет на региональную надежность больше, чем все остальные или какой-то другой?», Qrator Labs разработала дополнительную метрику для дальнейшего изучения. Наиболее точный показатель фактической значимости провайдера может быть основан на анализе записей PTR.

PTR-запись – это запись в DNS, позволяющая получить имя узла по его IP-адресу. PTR предоставляет возможность оценки количества конкретного оборудования в адресном пространстве отдельного провайдера. В рамках исследования было подсчитано число PTR-записей в сетях крупнейших провайдеров и определена их доля среди всех PTR-записей региона.

Исследование демонстрирует, сколько из IP-адресов с указанными записями PTR отключится в случае отключения от/вместе с крупнейшей (по PTR) автономной системой в указанной стране. Цифра отражает процент от всех IP-адресов с поддержкой PTR в регионе.

Сравнение рейтинга устойчивости национальных сегментов с рейтингом PTR:

Страна Оператор связи (номер автономной системы) Максимальная доля сетей национального сегмента, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, % Страна Оператор связи (номер автономной системы) Доля  IP-адресов с поддержкой PTR, отключение произойдет при отказе в работе оператора связи %
Германия DTAG (3320) 2.26 VS Германия DTAG (3320) 42.64
Великобритания Cogent (174) 3.10 Великобритания BT (5400) 22.08
Бразилия ALGAR TELECOM (16735) 3.39 Бразилия Telefonica (10429) 28.49
Швейцария Swisscom (3303) 3.55 Швейцария Swisscom (3303) 38.62
Сингапур SingNet (3758) 3.68 Сингапур Amazon (16509) 28.89
Бельгия Cogent (174) 3.88 Бельгия Belgacom (5432) 40.65
США NOVARTIS-DMZ (209) 4.02 США AT&T (7018) 14.94
Канада Bell Backbone (577) 4.12 Канада Bell Backbone (577) 16.99
Франция Cogent (174) 4.55 Франция Opentransit (5511) 28.41
Бангладеш Earth Telecommunication (58715) 4.81 Бангладеш Augere Wireless Broadband Bangladesh (45951) 14.26
Ирландия Cogent (174) 5.08 Ирландия Amazon.com(16509) 62.28
Украина Telia Carrier (1299) 5.10 Украина Ukrtelnet (6849) 20.41
Россия Rostelecom (12389) 5.27 Россия Rostelecom (12389) 28.44
Польша AS-Neia (12741) 5.43 Польша TPNET (5617) 28.18
Гонконг PCCWG (3491) 5.57 Гонконг PCCWG (3491) 32.17
Испания Cogent (174) 5.71 Испания Telefonica (12956) 43.07
Нидерланды Joint Transit (24785) 5.92 Нидерланды KPN (1136) 25.29
Чехия ISPAlliance (47232) 6.67 Чехия O2-CZECH-REPUBLIC

(5610)

27.75
Болгария Spectrumnet (8717) 7.07 Болгария BTC-AS (8866) 31.39
Австрия A1 Telekom Austria (8447) 7.13 Австрия A1 Telekom Austria (8447) 31.99

 

«Как можно видеть, во всех общедоступных регионах (с точки зрения глобальной доступности) количество IP-адресов с поддержкой PTR, отключаемых после выхода из строя одной автономной системы, в десятки раз выше. Это может означать, что ведущий национальный интернет-провайдер всегда владеет конечными пользователями. Таким образом, мы должны предположить, что этот процент представляет собой часть пользовательской и клиентской базы ISP, которая будет отключена (если невозможно переключение на альтернативного поставщика) в случае сбоя. С этой точки зрения, страны уже не кажутся такими надежными, как в рейтинге транзитной устойчивости», – отмечает Александр Лямин.

Print

Надежность IPv4

Ниже вы можете увидеть топ-20 по надежности стран, все точки зрения отказоустойчивости в случае сбоя единственной AS. На практике это означает, что в стране хорошая связность интернета, а процент отражает долю AS, которая потеряет глобальную связность в случае отказа крупнейшей AS.

Print

Краткие факты TL;DR:

Румыния и Люксембург вышли из топ 20 с 11-го и 20-го места, соответственно, по итогам 2017 года;

Сингапур прыгнул на 18 мест до 5-й позиции;

Гонконг упал на 13 мест до 15 позиции;

Нидерланды вошли в топ 20 на 17-ю позицию;

18 из 20 стран остались в топ 20 по сравнению с прошлым годом.

Игра в IPv6

Считается, что если технология хорошо работает в IPv4, ее можно легко портировать в IPv6. Это ошибочное предположение может быть структурной проблемой всего процесса разработки IPv6.

Измерение глобальной надежности между двумя версиями протокола не так легко, как может показаться. Для поддержания глобальной связности в IPv4, любой и единственный путь до Tier-1 провайдера будет достаточен. Но в IPv6 это может быть неверно.

Из-за продолжающихся пиринговых войн между несколькими провайдерами верхнего уровня в IPv6 они не все связаны друг с другом. По меньшей мере две пары провайдеров решили разорвать пиринговые отношения (“de-peer”) в IPv6: Cogent (AS174) и HurricaneElectric (AS6939), а также DeutscheTelekom (AS3320) и Verizon US (AS701). Эти телекоммуникационные компании могут иметь разнообразные причины для своих конфликтов, но если сеть подключена только к одной их стороне, она не будет иметь полноценной связности в IPv6. Это также влияет на надежность интернет-провайдера с несколькими апстримами — отказ одного может привести к проблемам со связностью.

Желая устранить эти проблемы, эксперты Qrator Labs скорректировали процесс измерения, чтобы проверить, поддерживается ли полная IPv6 связность во время сбоя. Другими словами, для обеспечения полной связности и высочайшей надежности, пути до Tier-1 операторов должны присутствовать постоянно. Также исследователи подсчитали процент AS в стране, которые имеют лишь частичную связность в IPv6 из-за пиринговых войн. Результаты таковы:

Print

Общее сравнение IPv4 и IPv6 в случае единственного отказа показывает, что у 86% национальных сегментов IPv4 связность намного выше. Важным открытием в мире IPv6 является то, что многие интернет-провайдеры не имеют надлежащей связности даже в нормальных условиях — без каких-либо сбоев. Например, в США это относится примерно к 10% всех AS, поддерживающих IPv6, а в Китае ситуация еще хуже, так как ChinaTelecom (AS4134) получает глобальную связность только от одного провайдера — HurricaneElectric.

Как утверждалось ранее, никто не может принудить Tier-1 поставщиков соединяться друг с другом (помимо их клиентов). Но свежие данные показывают, что даже потребительский спрос не является достаточным стимулом для их подключения друг к другу и достижения 100% видимости сетей. Единственным способом улучшить данную ситуацию кажутся призывы к надлежащему уровню сервиса IPv6. Команда Qrator.Radar рассматривает различные варианты, как сделать эту информацию более очевидной для каждого интернет-провайдера в мире, тем самым повысив информированность сообщества по данной проблеме.

Что касается частичной связности — несколько стран «не видят» более 20% адресного пространства IPv6.

Print

Оставить мнение