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论文研究-Internet扁平化趋势测量与分析.pdf
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目前对Internet拓扑结构的扁平化趋势的研究多集中在定性描述上,没有大规模的测量数据支撑。从域间路由的角度,分析了Internet层级结构和互连策略的演变趋势。发现Internet扁平化的主要原因是绕过Tier-1 ISP以及peer-to-peer链路比例的增加。测量了路由基础设施的变化情况,发现IXP在数量和地理位置上都快速增长,极大地方便了内容提供商和内容分发网络的扩张。测量结果能够加深对Internet生态系统的理解,有助于未来互联网架构的设计。最后分析了Internet扁平化的原因和影响。
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收稿日期:20130816;修回日期:20131008 基金项目:国家自然科学基金资助项目(61303243)
作者简介:景全亮(1988),男,山东莱芜人,硕士研究生,主要研究方向为计算机网络、网络安全、网络监测(540692237@qq.com);梁伟(1983),
男,博士,主要研究方向为网络安全、Internet测量和云计算;赵正伟(1983),男,博士,主要研究方向为网络系统、Internet测量和云计算;毕经平
(1974),女,研究员,博导,主要研究方向为下一代互联网、网络监测与管理、云计算等;刘金刚(1963),男,教授,博导,主要研究方向为计算机操
作系统、云计算、网络安全等.
Internet扁平化趋势测量与分析
景全亮
1
,梁 伟
2
,赵正伟
2
,毕经平
2
,刘金刚
1
(1.首都师范大学 计算机联合研究院,北京 100048;2.中国科学院计算技术研究所,北京 100190)
摘 要:目前对 Internet拓扑结构的扁平化趋势的研究多集中在定性描述上,没有大规模的测量数据支撑。从
域间路由的角度,分析了
Internet层级结构和互连策略的演变趋势。发现 Internet扁平化的主要原因是绕过 Tier1
ISP以及 peertopeer链路比例的增加。测量了路由基础设施的变化情况,发现 IXP在数量和地理位置上都快速
增长,极大地方便了内容提供商和内容分发网络的扩张。测量结果能够加深对 Internet生态系统的理解,有助于
未来互联网架构的设计。最后分析了 Internet扁平化的原因和影响。
关键词:扁平化互联网拓扑;域间路由;BGP;IXP;测量
中图分类号:TP393.4 文献标志码:A 文章编号:10013695(2014)08241805
doi:10.3969/j.issn.10013695.2014.08.043
MeasurementandanalysisofflatteningInternet
JINGQuanliang
1
,LIANGWei
2
,ZHAOZhengwei
2
,BIJingping
2
,LIUJingang
1
(1.CollegeofInformationEngineering,CapitalNormalUniversity,Beijing100048,China;2.InstituteofComputingTechnology,Chinese
AcademyofSciences,Beijing100190,China)
Abstract:TherewasfewlargescalequantitativemeasurementstudyofflatteningtrendsoftheInternettopologyfromtheper
spectiveofinterdomainrouting.ThispaperanalyzedtheevolutionarytrendsoftheInternethierarchyandtheinterconnection
policies,usingfifteenyearsofhistoricaldatasetsfromRouteViewsandRIPE.ItfoundthattheInternetwasbecomingflatter
mainlyduetobypassingtheTier1ISPsonASpathsandthenotableincreaseofpeertopeerlinks.Italsoexaminedtheglobal
routinginfrastructure,andfoundthatIXPswereincreasingrapidlyinnumberandexpandedtobroadareasaroundtheworld,
whichgreatlyfacilitatedtheexpansionofmajorcontentprovidersandcontentdeliverynetworkstomostregionsintheworld.
ThemeasurementresultsstronglyconfirmtheflatteningtrendsofInternet
,andwillhelpunderstandingoftheInternetASlevel
ecosystemandthedesignoffutureInternetarchitecture.
Keywords:flatteningInternettopology;interdomainrouting;BGP;IXP;measurement
自 1969年诞生以来,Internet的结构就在不停地演变。最
初,自治系统(
AS)之间的互连呈现简单的层次化特征,即校园
网和其他的局域网连接到区域性的接入网上,而后者又连接到
由
NSF统一管理的骨干网上。20世纪 90年代中期,随着 In
ternet的商业化,互连模式变得相对复杂了,各个自治系统之间
以商业合约关系为基础相互连接,同时还连接到骨干网的多个
节点上。
近年来,研究界和工业界都注意到
Internet生态系统正在经
历一个重大的转变
[1~4]
。发现 Internet自治系统级拓扑结构、自
治域间路由行为以及底层的基础结构都发生了重大的变化。
目前对 Internet结构演进的研究工作主要集中在定性描述
上,没有大规模的测量数据支撑,因此很有必要对
Internet拓扑
结构进行长时间的大规模的测量与分析,以便更好地理解 In
ternet的演进情况,同时能够指导未来互联网的架构设计。
本文对 Internet的拓扑结构、互连策略和路由基础设施的
演进情况进行了长时间大规模的测量研究:跟踪了长达 15年
的 RouteViews和 RIPE/RIS的路由数据,分析了超过 2.27亿条
BGP
[5]
路径;还测量了内容提供商 /内容分发网络(CP/CDN)
以及
Internet交换点(IXP)的演变情况;最后分析了 Internet扁
平化的原因和影响。
!
相关工作
Labovitz等人
[1]
对 Internet自治域间的流量进行了大规模
的测量,发现 Internet的互连更加稠密、层级更加模糊,少数大
的内容提供商(
CP)/内容分发网络(CDN)以及消费者网络已
经跻身于 Internet核心,Internet上大部分流量都是由这些 CP/
CDN
和用户网络产生的。但是,文献[1]只是从域间流量角度
给了一个定性的描述,为了更好地认识和理解 Internet的结构
演变,很有必要从域间路由的角度对 Internet的演变趋势进行
定量分析。
Gill等人
[3]
采用基于 traceroute的主动式测量,发现最大
的几个内容提供商都在部署自己的广域网,使得网络更接近用
户,同时在很多情况下绕过 Tier1ISP。由 traceroute得到的 AS
级拓扑是不准确的
[6,7]
,是数据层面的测量,规模很小,从 50
个不同的节点向 20个 CP发起 traceroute,持续时间只有 5天,
第 31卷第 8期
2014年 8月
计 算 机 应 用 研 究
ApplicationResearchofComputers
Vol.31No.8
Aug.2014
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