gul_tech | Рейтинг провайдеров - описание алгоритма и софт

Итак, главная задача при построении рейтинга провайдеров - по таблицам маршрутизации понять, кто чей клиент.
Задача кажется примитивной (все, кто виден через AS13249, являются клиентами IT Systems, и т.д.) только на первый взгляд. Проблема в том, что, если есть путь, скажем, "9002 35320 12593", не так просто понять, является ли 35320 (ETT) клиентом 9002 (ReTN), или это пиринг, или 9002 покупает IP-транзит у 35320. Последнее предположение кажется абсурдным для людей, которые знают ситуацию на рынке ISP, но этого не знает программа, ведь именно эти данные она и должна выдать как результат. В этой цепочке взаимоотношения между 35320 и 12593 для программы тоже непонятны.

При построении рейтинга на Caida исходили из (в целом, справедливого) предположения о том, что в нормальном случае в as-path сначала путь идёт от клиентов к апстримам ("наверх"), потом, возможно, один пиринговый линк (но не более одного), и далее - от апстримов к клиентам ("вниз"). В противном случае (например, апстрим-клиент-апстрим, т.е. винз-вверх, либо пиринг-вверх-вниз, либо вверх-пиринг-пиринг и все прочие варианты) что-то не так: либо мы неправильно понимаем, кто чей клиент, либо это route leak, т.е. результат ошибочной конфигурации роутера, когда кто-то передаёт через себя чужой трафик (не принадлежащий его клиентам). Caida сформулировала задачу формально-математически: сделать граф роутинга направленным так, чтобы количество некорректных маршрутов было минимальным. Задача оказалась сложной, формально неразрешимой, была применена эвристика. В частности, если от изменения направления клиент-апстрим на каком-то линке количество некорректных путей не меняется, принимают, что более мелкий провайдер является клиентом более крупного, а более крупным считается тот, у кого больше прямых линков с другими AS. То есть, например, если IT Systems взаимодействует с RTComm на DE-CIX, и у IT Systems прямых линков (мелких клиентов, паритетов) больше, чем у RTComm, то RTComm будет считаться клиентом IT Systems. Если меньше - наоборот. В итоге, не знаю уж, из-за ошибки алгоритма или реализации, в итоговой таблице у них получился мусор: полностью одинаковый набор клиентов (почти весь Интернет) у примерно сотни провайдеров, включая многие украинские и российские, и в пределах этой группы места распределились в соответствии с Degree, т.е. количеством прямых линков. Они делали попытки определять p2p-линки, но, судя по результатам, не очень успешно.

Прежде всего, расскажу, что запутывает схему и усложняет задачу. Во-первых, взаимодействие между двумя AS могут быть сложнее, чем пиринг (p2p) или клиент-апстрим (с2p). Взаимоотношения могут быть разными в разных точках присутствия и для разных префиксов. Например, p2p во Франкфурте и c2p в Киеве. Во-вторых, может быть взаимный бэкап. В-третьих, бывает платный пиринг, либо покупка доступа к части Интернета (к UA-IX или к MSK-IX).

Я для определения отношений между AS исходил, прежде всего, из топологии Интернета, а именно: что существует несколько Tier1, у которых нет ни одного апстрима, и между которыми есть пиринг каждый с каждым. Первая фаза обработки - построение списка таких Tier1. Тут термин "Tier1" понимается топологически, а не административно, то есть, в список вполне могут попасть те, кто имеет платный пиринг с некоторыми "настоящими" tier1. Очевидно, что если с какой-то точки более половины fullview видно по пути "a b с ...", a и b не могут быть tier1. А с - вполне может (если, конечно, не существует пути "a b с d ...", по которому видно более половины). Так сначала строится список кандидатов в tier1, потом, учитывая невозможность пути "... a b c ...", где a, b и c - tier1, из этого списка постепенно удаляются те, кто "не вписывается" (возможность роутликов у самих tier1 отбрасываем). Тут тоже всё происходит не совсем гладко, например, "не вписался" Savvis из-за путей "3356 6453 3561", присутствующих у всего двух префиксов /23. Но в целом, список получается очень близок к истине, то есть, там нет никого лишнего (не имеющего пиринг со всеми остальными), а от того, что кто-то из tier1 в этот список не попал, результаты рейтинга зависят совсем не существенно (дальше будет понятно, почему).

Вторая фаза: построение взаимоотношений между AS. А именно: если в as-path есть два tier1 рядом, то все отношения известны: вся цепочка до первого tier1 - от клиента к апстриму, после второго - от апстрима к клиенту. Если в пути только один tier1, то неизвестны его отношения с ближайшими соседями (c2p или p2p), но известно всё остальное. Если есть более одного tier1 не подряд, скорее всего, имеем route leak, и считаем известными лишь отношения до первого tier1 и после последнего.

Таблицы собираются более чем с сорока роутеров в мире, подключенных к совершенно разным провайдерам в разных странах. Поэтому, если A является клиентом B, практически наверняка хотя бы с одной из этих точек путь к A будет виден через одного из tier1, и взаимоотношения между A и B будут определены. Если B сам является tier1, хотя бы из одной точки A будет виден через другого tier1 (по пути "... tier1 B A"), и отношения тоже будут определены. Тем не менее, если из N определённых взаимодействий между A и B совпадают менее 90%, взаимодействие считается неопределённым.

Далее - собственно подсчёт статистики. Для каждого пути находится первая валидная связь апстрим-клиент ("валидная" - то есть, после которой в пути уже нет связей клиент-апстрим), и начиная с неё префикс добавляется ко всем AS. То есть, например, в пути "a-b>c-d<e-f" (b является клиентом c, e - клиентом d) префикс добавляется в клиентский конус d, e и f. Таким образом, роутлики оказываются отброшены из статистики.

Вот, собственно, и всё.

Сначала была написана перловая версия обработчика. Но она была (естественно) жутко неэффективной как по времени обработки, так и по используемой памяти. У меня в планах - обработка истории, построение графиков, интерфейс в виде cgi, а обработать все старые таблицы перловым скриптом за разумное время нереально, поэтому пришлось делать сишную версию, которая оказалась на порядок (может, на два - не мерял) более эффективной как по скорости выполнения, так и по памяти.

Софт (и перловая, и сишная версии) доступен вот здесь:
cvs -d :pserver:anonymous@happy.kiev.ua:/cvs co asrank

Пожелания по модификации алгоритма и по тому, какую ещё статистику имеет смысл считать, принимаются с благодарностью.

Flat | Top-Level Comments Only

From: (Anonymous)

Павел!

То, что Вы проделали вызывает только восторг. Я для начала буду тупить и занудствовать с вопросами, которые может быть Вам уже элементарны и скучны. Прошу воспринимать это как процесс осмысления мной сделанного вами, а не как наезд и ревность.

Сначала то, что мне не понятно.
1. Фраза загадка: "Если есть более одного tier1 не подряд, скорее всего, имеем route leak, и считаем известными лишь отношения до первого tier1 и после последнего." Просто не понял фразы. Лишь догадываюсь, что связей вниз, а потом вверх не бывает, если верх правильно определен, то их надо просто исключить? Об этом речь?

2. Почему и как для двух операторов А и B отношения будут определены после того, когда найдется путь через общего для них Tier1? А, если там ассиметрия, т.е. А отдает траф на Б, но берет его через С. А над всеми ими через разное количество хопов разные Тир1. Как связь с "точкой сборки" поможет определить отношения А-Б?
Тут я теряюсь в догадках вообще.

3. Алгоритм написан для повального пересчета всех маршрутов всех операторов или находит отношения для списка операторов, отыскивая лишь их связи?

4. Вообще много путей замыкается, не доходя до тирванов. На пирингах и на операторах агрегаторах. И чем дальше развивается провайдинг тем это явление заметнее. Поэтому возникает вопрос, можно ли построить график количества замыкания маршрутов ниже точки сборки на тирванах, скажем от количества хопов до тирванов?

5. А можно опубликовать список транзит-фри операторов по первому шагу алгоритма, например, для трех разных наборов данных с годовой разницей? Очень интересно, как изменяется этот список.

6. Павел, а вы оценивали разбросы результатов от одного файла данных к другому.

Павел и совсем простые вопросы.

7. Сколько времени требуется алгоритму, чтоб выдать данные по первой тысяче?
8. Сколько Вы потратили времени от первоначальной идеи взяться за эту задачу до первых удовлетворительных результатов.

Есть еще куча вопросов, для понимания возможности вытягивать из алгоритма более интересные данные, чем рейтинг. Но не хочу валить все в кучу.

From:

Рейтинг провайдеров - описание алгоритма и софт

Page Summary

Style Credit

Expand Cut Tags