Een update over AS pad-lengten in de afgelopen tijd

Een manier om de dichtheid van het internet of de ‘verbondenheid’ te bepalen, is te kijken naar de route tussen autonome systemen (AS-en). Een tijdje geleden hebben we er al eens naar gekeken en ook naar de verschillen tussen IPv4-en IPv6-netwerken. Is dit veranderd in de tussentijd? Zie hieronder onze bevindingen.

Introductie
Het Border Gateway Protocol (BGP) biedt een functie genaamd ‘AS path length’. Het vertegenwoordigt de opeenvolging van ‘AS hops’ dat een BGP-route volgt van een bepaalde AS (de zender van het dataverkeer) in de richting van de oorspronkelijke AS (de ontvanger het dataverkeer).

Eén van de gebruikelijke route-selectieregels in BGP is ‘kortste AS pad’. Dat betekent dat het verkeer van AS A de kortste weg zal kiezen die leidt door het minste aantal ASen om bij AS B uit te komen. Hoe meer AS-en direct met elkaar verbinden, hoe korter de AS-route wordt tussen twee punten op het internet (peering).

Dus de gemiddelde AS-route over het wereldwijde Internet is een factor die kan worden gebruikt om de ‘interconnectiviteit’ (fijnmazigheid) van netwerken te meten. Voor meer details en een beschrijving van de methodologie, verwijzen wij u naar interessante grafiek – AS-route in de tijd. Merk op dat de onderliggende gegevens zijn afkomstig uit de RIPE NCC Routing Information Service (RIS). Andere metingen over het internet laten wellicht andere cijfers zien.

Resultaten
Het aantal AS-en dat is verbonden met het internet neemt voortdurend toe. Je zou dus verwachten dat de lengte van de paden AS eveneens zou toenemen als het netwerk in omvang groeit. Echter lijkt dit niet het geval te zijn.

In figuur 1 hieronder, tonen we de gemiddelde lengte van AS-paden in de afgelopen tijd, zoals gezien door de RIS-route verzamelaars. Je kunt zien dat het aantal AS hops voor IPv4-netwerken vrij stabiel is op 4,3 hops in de afgelopen drie jaar, wat aangeeft dat de nieuwe AS-en lijken bij te dragen tot een verhoogde dichtheid van het internet in plaats van topologische expansie.

Het aantal AS hops voor IPv6-netwerken is lager, maar neemt sinds afgelopen anderhalf jaar langzaam toe. Dit geeft aan dat IPv6-netwerken ergens in de toekomst het hetzelfde niveau van onderlinge verbondenheid zouden kunnen bereiken als IPv4-netwerken.

AS-Path-Length

AS prepending (het opzettelijk en meerdere keren toevoegen van hetzelfde AS in het pad) is een factor die de totale gemiddelde route kan beïnvloeden, omdat dezelfde AS meerdere keren zal worden geteld.

In figuur 2 hieronder zie je dezelfde grafiek, maar deze keer negeren we AS prepending. Op die manier hebben we elke AS, inclusief alle toevoegingen, geteld als slechts één hop. Dat brengt het gemiddelde aantal AS hops voor IPv4-netwerken tot ongeveer 3,9. Het aantal AS hops voor IPv6-netwerken zijn niet significant minder en blijft op ongeveer 3,5 hops.

AS-Path-Length-Excluding Prepending

Deze grafiek laat ook zien dat indien de kunstmatige laag van prepending wordt genegeerd, de gemiddelde route over IPv4 gedaald zou zijn sinds 2009. Dit zou erop kunnen wijzen dat, toen meer IPv4-netwerken zijn uitgerold, het Internet in werkelijkheid steeds meer met elkaar verbonden is geraakt. Maar het toenemende gebruik van AS prepending voor traffic engineering doeleinden heffen deze factor op en heeft voorkomen dat het was te zien in de statistieken.

De groene lijn laat zien dat tijdens het begin van de invoering van IPv6 (2007-2009), de gemiddelde pad-lengte is gedaald tot 3,5 hops. Waarschijnlijk geeft het aan dat IPv6 vooral werd ingezet in de kern van het internet.

De fluctuatie in de IPv6-route-waarden van de voorgaande jaren kan ook worden verklaard door het feit dat er veel minder AS-en IPv6-voorvoegsels aankondigden. Daarom hebben enkele wijzigingen in de netwerktopologie een groter effect gehad op de totale waarde voor IPv6. Naarmate er meer IPv6-netwerken werden ingezet, en de statistische reeks meer relevant werd, is dit effect verminderd.

Het is ook noemenswaardig dat het gebruik van AS prepending geleidelijk lijkt toe te nemen, ook al is het nog veel zeldzamer in IPv6 dan in IPv4. Momenteel levert het een bijdrage in toename van ~12% van de pad-lengte op IPv4, in vergelijking met ~5% in IPv6.

Figuur 3 toont aan hoe deze trend zich in de loop der jaren heeft ontwikkeld.

Prepending-Ratio

De grafiek laat voor zowel IPv4 als IPv6 zien dat de hoeveelheid in toename van de lengte van AS-paden, veroorzaakt door prepending AS-en, gestaag stijgt. Dit wijst in de praktijk op een algemene stijging AS prepending technieken per netwerk.

Conclusies
Deze update toont aan dat in de afgelopen twee jaar de gemiddelde AS-paden voor IPv4-netwerken niet langer zijn geworden, ook al is het totale aantal AS-en op het internet toegenomen. In feite is de lengte iets afgenomen in de afgelopen jaren. Dat betekent dat het Internet niet perse groter wordt, maar wel dichter en daarom meer interconnected.

Voor IPv6-netwerken zijn de paden over het algemeen nog steeds korter dan in IPv4-netwerken met meer dan .5 hops, al is een lichte stijging te zien. Als IPv6 geleidelijk meer de randen van internet bereikt, kan dit stabiliseren en hetzelfde dichtheidsniveau bereiken als IPv4.

AS prepending lijkt geleidelijk toe te nemen, ook al is het nog veel zeldzamer in IPv6 dan in IPv4.

Opmerking: Dit artikel is volledig gebaseerd op het werk van Vasco Asturiano, software engineer bij RIPE NCC.



Mirjam Kühne
is Community Builder bij RIPE NCC, waar ze sinds 2009 is betrokken bij het opzetten van RIPE Labs.

Dit artikel (Engels) verscheen op 10 september 2012 op de blog van RIPE Labs en is met toestemming overgenomen op deze website.

Over Mirjam Kühne

Laatste artikelen