estudio y análisis de la evolución de la topología de internet

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI)
INGENIERO EN INFORMÁTICA
PROYECTO FIN DE CARRERA
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA
EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE
INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
ALFONSO MANUEL GARRIDO FRUTOS
Madrid, Junio 2007
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Me gustaría agradecer la dirección de José Luis Gahete,
la coordinación de David Contreras,
y a mis compañeros, en especial a Gabriel Jiménez,
por su ayuda prestada.
Sin ellos no hubiera sido posible la realización de este proyecto.
Del mismo modo, a mi familia y amigos,
gracias al apoyo que han puesto en mí.
Alfonso Garrido
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
I. Resumen
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE
INTERNET MEDIANTE LAS TABLAS BGP
Autor: Garrido Frutos, Alfonso Manuel
Director: Gahete Díaz, José Luis
Entidad Colaboradora: ICAI – Universidad Pontificia Comillas.
Internet ha sufrido un crecimiento imparable a lo largo de los años desde su creación. La
necesidad diaria de comunicarse mediante este servicio, así como la calidad de servicio
han aumentado de manera vertiginosa y no tiene intención de cesar.
Continuamente aparecen servicios que proporciona Internet ofreciendo a los usuarios
nuevas posibilidades y formas de negocio. Para poder mantener todos estos servicios,
Internet ha de crecer en varias dimensiones y desarrollar tecnologías que mantengan
esta estructura.
Internet es una gran red formada por una estructura de redes más pequeñas, dicha red no
pertenece a ninguna organización ni existe un control sobre ella. Este estudio va a
identificar las causas de este gran crecimiento y los motivos por el cual no va a dejar de
hacerlo en un futuro.
Por tanto, el proyecto realizará análisis de cómo estaba compuesta Internet y su
topología en sus inicios, cómo ha ido evolucionando en la última década, el estado
actual y manera en que va a seguir evolucionando a lo largo de los años.
Se va a centrar con mayor intensidad en el análisis en un cierto instante en el tiempo,
estudiando las métricas básicas que van a definir la topología, así como el reparto
geográfico de la estructura de Internet por el mundo. Un factor realmente importante es
el nivel de conexión de los Sistemas y va a ser un término esencial ya que se puede
distinguir cuales son los proveedores más significativos.
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Para conseguir este objetivo es necesario acudir a ciertas recopilaciones de datos que
existen en la red y pueden accederse de manera sencilla. Por tanto este proyecto va a ser
la continuación de otros estudios realizados anteriormente y que dan cabida a poder
tener una visión global de Internet, pero no completa.
Muchas personas han dedicado su tiempo a entender el funcionamiento de esta
estructura, cómo es posible comunicarse al instante con una persona situada en otra
parte del mundo, pudiendo realizar con ella cualquier tipo de servicio, desde
intercambio de datos, hasta conversaciones por voz, pasando por transferencias
bancarias y asuntos de trabajo.
Por tanto, la base de este proyecto junto con mi motivación personal será comprobar
con datos reales cómo funcionan los protocolos que rigen el encaminamiento de
información por toda la red. Del mismo modo me despierta un gran interés la manera en
que se divide Internet en ciertos Sistemas y cómo es posible acceder a sus datos tanto
geográficos como de sus interconexiones.
En conclusión, Internet es una necesidad diaria para la mayoría de las personas, es
utilizado constantemente siendo una tecnología que esta en auge y un servicio que
despierta motivaciones para realizar un análisis exhaustivo.
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II. ABSTRACT
ANALYSIS AND EVOLUTION OF THE TOPOLOGY OF INTERNET
BY MEANS OF THE TABLES BGP
Internet has suffered an unstoppable growth throughout the years from its creation. The
daily need to communicate by means of this service, as well as the quality of service
they have increased in a dizzy way and it does not have intention of stopping.
Continuously there are new services that Internet provides offering to the users new
possibilities and forms of business. In order To be able to support all these services,
Internet has to grow in several dimensions and to develop technologies that maintain
this structure.
Internet is a great network formed by a structure of smaller networks, this network does
not belong to not organization nor exists a control on her. This study is going to identify
the causes of this great growth and the reasons by which it is not going to let do it in the
future.
Therefore, the project will make analysis of how it was compound Internet and its
topology in his beginnings, how it has been evolving in the last decade, the present state
and way in which it is going to continue evolving throughout the years.
It is going to centre with greater intensity in the analysis at a certain instant on the time,
being studied the metric basic that are going to define the topology, as well as the
geographical distribution of the Internet structure by the world. A really important
factor is the level of connection of the Systems and is going to be an essential term since
it is possible to distinguish which are the most significant suppliers.
In order to obtain this objective it is necessary to obtain some data summaries that exist
in the network and can be acceded of simple way. Therefore this project is going to be
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the continuation of other studies realized previously and that offer the possibility of
giving a global vision of Internet, but it does not complete.
Many people have dedicated their time to understand the operation of this structure,
how it is possible to communicate right away with a person located elsewhere of the
world, being able to realize with him any type of service, from interchange of data, up
to conversations by voice, happening through banking transferences and subjects of
work.
Therefore, the base of this project along with my personal motivation will be to verify
with real data how the protocols work that govern the routing of information by all the
network. In the same, I have a great interest in which Internet in certain Systems is
divided and how it is possible to accede to his as much geographic data as of his
interconnections.
In conclusion to this, Internet is a daily necessity for the most of the people, is used
constantly being a technology that this in height and a service that gives motivations to
make an exhaustive analysis.
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III. ÍNDICE
1. Introducción
14
2. Objetivos
19
DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS
3. Infraestructura de Internet
22
23
3.1 Redes de Área
24
3.2 Niveles OSI
26
3.3 Tipos de Redes de Área
29
3.4 Tipologías de las redes de Área Local
31
3.5 El Protocolo TCP/IP
35
3.5.1 Protocolo IP
36
3.5.1.1 Direccionamiento IP
36
3.5.1.2 Tipos de direcciones IP
37
3.5.1.3 Descripción de las direcciones IP
38
3.5.1.4 Direcciones IP especiales y reservadas
39
3.5.1.5 Tabla ARP
40
3.5.1.6 Otros Conceptos
40
3.5.2 Protocolo TCP
42
3.5.2.1 Fiabilidad en el envío de información
43
3.5.2.2 Transmisión de datos
45
3.5.2.3 DNS
46
4. Los Sistemas Autónomos y el Protocolo BGP
4.1 Los Sistemas Autónomos
49
50
4.1.1 Tipos de Sistemas Autónomos
52
4.1.2 Interconexión de Sistemas Autónomos
52
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4.1.3 Protocolos Internos IGP
53
4.1.4 Protocolos Externos EGP
54
4.2 Protocolo BGP
56
4.2.1 Proceso de Interconexión de routers
58
4.3 Las tablas BGP
59
4.4 IRR
62
4.5 Relaciones Comerciales entre Sistemas Autónomos
64
4.6 Servicios de Internet
65
4.6.1 ISP
65
4.6.2 IXP
66
4.6.2.1 Espanix
4.6.3 Backbone
66
67
4.7 Las Zonas de Internet
METODOLOGÍA
5. Metodología Implementada
68
70
70
5.1 Recopilación de datos de los Sistemas Autónomos
71
5.2 Tablas de encaminamiento BGP
74
5.3 Proyecto RouteViews
74
5.4 Proceso de la tabla BGP
76
5.4.1 Creación de los Ficheros Intermedios
77
5.4.2 Creación de la Matriz de Adyacencias
78
5.4.2.1 Matriz de Adyacencias versión Java
79
5.4.2.2 Matriz de Adyacencias versión Vb
80
5.4.3 Cálculo de las Métricas básicas
83
5.4.3.1 Redes – Prefijos
84
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5.4.3.2 Rutas
84
5.4.3.3 Interfaces / Red
85
5.4.3.4 Enlaces
85
5.4.3.5 Parejas
86
5.4.3.6 Sistemas Autónomos
87
5.4.3.7 Países con Sistemas Autónomos
88
5.4.3.8 Prepend
89
5.4.3.9 Grado Medio
90
5.4.3.10 Tiempo de Creación de Estructuras
91
5.4.4 Análisis RouteViews
91
5.4.4.1 Prefijos de redes
91
5.4.4.2 Top20 de Enlaces
93
5.4.4.3 Top20 de Prepend
93
5.4.4.4 Ordenación mediante Burbuja
94
5.4.4.5 Localización Geográfica
95
5.4.4.6 Análisis de un Sistema Autónomo
95
5.4.5 Relaciones Comerciales
96
5.4.6 Relaciones Comerciales en Vb
97
5.4.7 Cálculo de las relaciones comerciales particulares
100
5.4.8 Visualización de enlaces
100
5.4.9 Estudio Evolutivo
101
5.4.10 Datos Históricos
102
ESTUDIO
6. Evolución y Análisis de Resultados
6.1 Evolución de las métricas basadas en el campo Network
103
103
104
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6.1.1 Evolución del número de prefijos
105
6.1.2 Evolución del número de rutas
106
6.1.3 Evolución del número de Interfaces / Red
107
6.2 Evolución de las métricas basadas en el campo Path
108
6.2.1 Evolución del número de enlaces
109
6.2.2 Evolución del número de parejas
110
6.2.3 Evolución del número de Sistemas Autónomos
110
6.3 Evolución del Grado
111
6.3.1 Evolución del Grado Máximo
112
6.3.2 Evolución del Grado Medio
113
6.4 Evolución del Prepend
114
6.4.1 Evolución del grado de Prepend
115
6.4.2 Evolución del porcentaje de Prepend
115
6.5 Evolución de las Relaciones Comerciales
116
6.6 Evolución de las tablas BGP
117
6.6.1 Evolución de los Tiempos de Creación
118
6.6.2 Evolución del tamaño de la tabla BGP
119
6.7 Evolución de la Repartición Geográfica
120
6.7.1 Clasificación por Países
120
6.7.1.1 Distribución Geográfica
120
6.7.1.2 Repartición Geográfica Actual
123
6.7.1.3 Número de países con algún AS
124
6.7.2 Estudio de los IRR
6.8 Evolución del Top20
7. Coste Económico
125
128
132
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8. Conclusiones
135
8.1 Conclusiones Generales
136
8.2 Conclusiones Numéricas y datos de Interés
136
8.3 Trabajos Futuros
139
9. Glosario
140
10. Referencias
145
Anexo 1. Manual de Usuario Versión Vb.net
148
Anexo 2. Manual de Usuario Versión Java
169
Anexo 3. Índice de Imágenes
179
Anexo 4. Índice de Tablas
181
Anexo 5. Índice de Gráficas
183
Anexo 6. Índice de Algoritmos
185
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1. INTRODUCCIÓN
Internet está en continuo crecimiento, éste ha sido siempre constante a lo largo de los
años, en varias dimensiones generales:
•
Número de Usuarios: Cada vez existen mayor número de usuarios que utilizan
Internet. Crece el número de máquinas, dispositivos y usuarios que usan este
servicio.
•
Servicios Ofrecidos: Antiguamente el único servicio que proporcionaba
Internet era el corre vía electrónica, y como mucho el acceso a información vía
Web., actualmente se puede desde comprar entradas de cine hasta ver televisión.
•
Modos de Acceso: La única manera de poder conectarse hace un par de década
era mediante el ordenador personal. Dicho crecimiento también ha afectado a la
manera de conectarse, ya que en nuestros tiempos es posible acceder mediante
PDAs, navegadores en el coche, móviles, etc.
Todo esto se soporta a través de una gran infraestructura de Internet que también crece
al mismo ritmo.
•
Número de Enlaces: Crecimiento en el número nodos de unión o enlaces para
poder interconectarse las máquinas.
•
Número de Redes: También afecta en el número de redes para unir dichas
máquinas en una jerarquía.
•
Tecnologías desarrolladas: Tal vez este sea el ámbito en el que más se nota
dicho crecimiento ya que continuamente están desarrollándose tecnologías
nuevas para llevar a cabo los servicios que van saliendo a la luz.
Este proyecto estudia el crecimiento de la infraestructura de Internet, así como las
métricas básicas de relación entre máquinas en la red, y así como la evolución general
en estos últimos años.
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LOS PRINCIPIOS DE INTERNET
Antiguamente, Internet estaba formada por pocas redes interconectadas por routers que
compartían la información de encaminamiento.
Cada tabla contenía información de todas las redes IP conectadas en ese momento.
Debido al crecimiento de las redes y los usuarios, surgieron los problemas típicos como
el aumento de las tablas de encaminamiento, así como el envío de flujo de información.
Se llegó a una solución que resolvía éste problema: Internet estaba compuesto por la
unión de Sistemas Autónomos, siendo estos la parte más consistente de la estructura de
Internet.
LOS SISTEMAS AUTÓNOMOS
Un Sistema Autónomo (en adelante, AS) es un conjunto de redes y routers
interconectados bajo una misma política de encaminamiento. Cada AS tiene una gestión
propia del tráfico de información dentro de sí mismo y con los AS del exterior. Esta
gestión es distinta a la de otros AS, siendo esta su característica principal.
Poseen un bloque de direcciones IP, que intercambian con los demás routers para tener
conocimiento de su existencia.
Un AS está formado por redes más pequeñas, sucesivamente hasta llegar a la red interna
más pequeña.
Los routers de los AS se interconectan internamente mediante protocolos IGP, y
externamente mediante protocolos EGP, siendo el protocolo estándar el BGP.
Un AS puede estar relacionado de diversas formas según el contrato que tengan
establecido:
- 16 -
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•
Relación de P2C-C2P: Un AS provee a otro de varios servicios estipulados a
cambio de una compensación económica.
•
Relación de Peering: Tiene un intercambio de información de sus rutas y de sus
proveedores.
•
Relación de Sibling: Mantienen un intercambio total de información entre los
dos AS.
BORDER GATEWAY PROTOCOL
Es un protocolo que relaciona dos AS, utiliza el TCP como protocolo de transporte
creando una conexión TCP entre dos nodos.
Existen varias sesiones BGP dentro de un AS, incluso un router puede tener varias al
mismo tiempo, pero únicamente una con un AS en concreto.
Los routers intercambian esta información a otros mediante el envío de las tablas de
encaminamiento BGP. Dichas tablas se han recopilado en un proyecto por la
Universidad de Oregón
LAS ZONAS DE INTERNET
Los AS se pueden clasificar según la zona de Internet donde estén situados y el rol que
ocupen en la red.
•
Customers: Son AS que proveen a los usuarios finales. A este grupo pertenece
la gran mayoría de los ISP.
•
Regional ISP: Son AS que proveen a los Customers y están formados por los
ISP más importantes.
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•
Core: Es la zona con mayor interconexión de la red y forma el núcleo de
Internet.
LOS REGISTROS DE INTERNET
Los registros de Internet (en adelante, IRR), son repositorios de políticas de
encaminamiento, topologías entre AS, posibles rutas y componentes que tienen.
Están divididos en varias bases de datos distribuidas geográficamente que poseen
información general de los AS, a estos registros se les accede mediante el servicio
Whois.
EXTRACCIÓN DE CONCLUSIONES
Se va a realizar un estudio de dichas tablas BGP, y con la ayuda de los registros de
Internet, se creará una estructura de datos que relacione los AS para poder analizar la
topología actual de Internet, así como su evolución.
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2. OBJETIVOS
Este proyecto está basado en el estudio de la evolución de la topología de Internet
mediante las tablas BGP. Analizando la tabla BGP de un router es posible tener una
visión global de Internet, aunque no exacta, así mismo como la obtención de resultados
y conclusiones sobre esta enorme red.
Cada router de un AS conectado a otro AS mantiene una tabla BGP que contiene la ruta
para que un paquete de datos llegue hasta una red cualquiera de Internet. En estas tablas
se encuentran para cada prefijo de red destino, el siguiente salto a visitar y el camino de
AS que debe atravesar para llegar a su destino. Por tanto, los AS intercambian tráfico
con sus AS vecinos a través de estas rutas definidas con BGP de manera totalmente
dinámica.
A partir de aquí es posible analizar la relación que tiene cada AS con uno adyacente,
obtener a que zona de Internet pertenece incluso sus políticas de encaminamiento. En
este proyecto se va a analizar gráficamente una tabla BGP en concreto obtenida del
proyecto RouteViews, y además se va a realizar un estudio evolutivo a lo largo de los
once últimos años. Se escogerá una tabla BGP del primer mes de cada año.
Se llevará a cabo una estructura de datos que relaciones los AS, visualizándolo en una
Interfaz donde se podrán obtener los siguientes objetivos:
•
Estudio de las métricas básicas que dan una visión global de la topología de
Internet. Se basara en el análisis del grado medio, número de enlaces, número de
AS, entre otros.
•
Análisis de la relación que tienen los AS con otros adyacentes, así como de el
rol que ocupan en la red: Customer, Regional ISP, Core.
•
Evolución geográfica que engloba tanto al número de países que poseen algún
AS, tanto como el estudio de los IRR y su evolución.
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•
Creación de gráficas y conclusiones generales que aporten datos consistentes
para realizar afirmaciones sobre la topología de la red.
•
Crear una comparativa histórica para observar el continuo y lineal crecimiento
de Internet en los últimos once años.
Para llevar a caso este estudio, se van a necesitar las tablas BGP contenidas en los
routers de los ISP más importantes. El proyecto RouteViews tiene relación con dichos
ISP y genera dinámicamente unas tablas BGP con la unión de todas esas talas de
encaminamiento.
Del mismo modo, se creará una base de datos común que tenga toda la información
necesaria de los AS. Esta recopilación está presente en los IRR, por el que se tendrá que
acceder mediante el servicio Whois, y así poder obtener esa vital información.
Finalmente, todos estos resultados han de tratarse estadísticamente y mediante su
análisis inferir las conclusiones finales del estudio sobre la evolución temporal de la
topología de Internet.
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3. INFRAESTRUCTURA DE INTERNET
La Infraestructura de Internet o Background, es un término que está referido a la
estructura interna que tiene montada Internet para el intercambio de información entre
aplicaciones que se ejecutan en máquinas distintas. Dicha base esta totalmente abstraída
al usuario final que la usa como si fuera una caja negra vista desde el exterior.
En este apartado se va analizar como está instalada esta estructura y las tecnologías que
requiere para facilitar su uso haciéndolo más cómodo, rápido, eficaz, y eficiente, para
llevar a cabo la finalidad de Internet: envío de paquetes de información de un nodo
origen a un nodo destino.
3.1 Redes de Área
En cada máquina puede haber ejecutándose varias aplicaciones simultáneas que
posiblemente necesiten conectarse con otras aplicaciones de máquinas situadas en
cualquier parte del mundo.
Por tanto deberán conectarse entre ellas mediante la WAN (Wide Area Network) de
Internet. Cada aplicación podrá estar en una área local ó LAN (Local Area Network),
que puede ser regida por distintas tecnologías (Token Ring, Frame Relay, FDDI…) y
mediante la WAN, si es necesario, es posible enviarse paquetes de información.
Si se encuentran en la misma red local no hará falta salir de dicha red y los paquetes se
intercambiarán mediante su LAN.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Imagen1: Redes de Área
Ref. [1]
Por tanto cada aplicación en una máquina debe tener un software específico para
conseguir este envío de paquetes, que lo realizará a través de protocolos de
comunicación, para poder hacer llegar la información a la otra aplicación en otra
máquina de manera que la conversión de datos pueda ser leído e interpretado
correctamente por la máquina destino.
La interconexión de redes heterogéneas, la comunicación de aplicaciones situadas en
distintas redes y el acoplamiento de arquitecturas distintas que desean conectarse entre
sí, son requisitos fundamentales de la interconexión de redes.
La arquitectura de protocolos que se propone para resolver estos requisitos se desglosa
en un modelo por niveles para reducir la complejidad. El problema global se subdivide
en diversas áreas con problemas aislados y a cada uno de ellos se le asocia un nivel. El
modelo de referencia es el Modelo OSI de siete niveles pero en la práctica la
arquitectura de Internet sólo se implementa en cuatro.
En resumen, los sistemas, por muy distintos que sean, tienen que proporcionar un
entorno de comunicación que impida realizar cambios en la arquitectura de redes y se
acoplen perfectamente a cada una de las distintas arquitecturas posibles.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
3.2 Niveles OSI
La ISO (International Organisation for Standarisation) ha generado una gran variedad
de estándares para la comunicación de datos, siendo uno de ellos la norma ISO-7494
que define el modelo OSI, este modelo está basado en como se comunican las redes.
Este modelo no garantiza la comunicación entre equipos pero pone las bases para una
mejor estructuración de los protocolos de comunicación. El protocolo TCP/IP es el que
mejor se acopla.
El modelo OSI describe siete niveles para facilitar los interfaces de conexión entre
sistemas abiertos, que tiene la siguiente estructura.
Imagen2: Arquitectura de niveles OSI
Ref. [2]
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•
Nivel 1. Capa Física
Se encarga de la transmisión de la información mediante enlaces físicos (Cables,
tarjetas, hubs…) entre los distintos nodos. Describe el aspecto mecánico, eléctrico y
funcional de la interfaz física.
Tipos de enlaces físicos: Cable coaxial, Cable de fibra óptica, Cable de par trenzado,
Microondas, Radio, RS-232.
•
Nivel 2. Capa de Enlace
Se encarga de la transmisión de la información dividida en unidades de envío llamadas
tramas. Establece la comunicación lógica y el método de acceso que la máquina debe
seguir para transmitir y recibir mensajes por medio de los puentes.
Protocolos de enlace: ATM, Ethernet, Frame Relay, HDLC, PPP, Token Ring, Wi-Fi,
STP.
•
Nivel 3. Capa de Red
Se encarga de establecer, mantener y terminar las comunicaciones, y determina el
camino que tomarán los paquetes en la red. También realiza la función de controlar la
congestión de paquetes de información en una subred. Este trabajo es realizado por los
routers.
Protocolos del nivel de red: AppleTalk, IP, IPX, NetBEUI, X.25.
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•
Nivel 4. Capa de Transporte
Se encarga de una buena y fiable transmisión entre los nodos. Asegura que el nodo
destino reciba exactamente la misma información que ha querido enviar el emisor, e
informa al nodo origen si se ha enviado correctamente el paquete, en caso contrario,
vuelve a realizar la transmisión. Lo realiza mediante las llamadas Pasarela.
Protocolos de Transporte: SCTP, SPX, TCP, UDP.
•
Nivel 5. Capa de Sesión
Se encarga de establecer la comunicación entre las aplicaciones, la mantiene y la
finaliza en el momento adecuado. Permite a un mismo usuario, realizar y mantener
diferentes conexiones o sesiones a la vez.
Protocolo de Sesión: NetBios.
•
Nivel 6. Capa de Presentación
Se encarga de la conversión de datos entre las distintas representaciones de datos de los
nodos implicados y organizaciones de sistemas de ficheros con características diferentes
traduciéndolos para una fácil y correcta comprensión por cada nodo. Lo realiza sin
importarle su sintáctica y semántica.
Protocolos de Presentación: Compresión, encriptado, VT100. ASN.1, MIME, SSL/TLS,
XML.
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•
Nivel 7. Capa de Aplicación
Se encarga de proporcionar unos servicios estandarizados para poder realizar unas
funciones específicas en la red. Son aplicaciones que los usuarios requieren para llevar a
cabo una finalidad.
Servicios de nivel de aplicación: DNS, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NFS, NNTP, NTP,
POP3, SMB/CIFS, SMTP, SNMP, SSH, Telnet, SIP.
3.3 Tipos de Redes de Área
Un posible criterio para hacer una clasificación de redes es el que se basa en su
extensión geográfica, y pueden ser de cinco categorías:
•
Wireless Local Area Network (WLAN)
Es un sistema de comunicación de datos inalámbrico flexible muy utilizado como
alternativa a las redes LAN cableadas o como extensión de éstas. Utiliza tecnología de
radiofrecuencia que permite mayor movilidad a los usuarios al minimizar las
conexiones cableadas.
•
Local Area Network (LAN)
Las redes de área local son redes de propiedad privada, y se usan para interconectar
máquinas personales o estaciones de trabajo, para conseguir compartir recursos e
intercambiar información.
Su alcance suele ser de unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo una oficina o
un centro educativo.
- 29 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Están restringidas en tamaño, por tanto, el tiempo de transmisión, en el peor de los
casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo
podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red.
Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están
conectadas todas las máquinas operando a velocidades entre 10 y 100 Mbps, tienen bajo
retardo y experimentan pocos errores.
•
Metropolitan Area Network (MAN)
Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar. Actualmente
esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes
LAN y WAN.
•
Wide Area Network (WAN)
Las Redes de Área Amplia se extienden sobre un área geográfica extensa. Esta formado
por una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas o aplicaciones de
usuarios (hosts). Cada host está conectado por la red que lleva los mensajes de uno a
otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por
tanto redes punto a punto.
Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el router que se encarga de
enviar la información por la subred. Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite
o de radio en tierra en los que cada router tiene una antena con la cual poder enviar y
recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.
•
Generic Access Network (GAN)
Anteriormente conocida como Unlicensed Mobile Access (UMA), describe los sistemas
de telecomunicación que permiten un roaming transparente con handover entre LANs y
WANs utilizando un mismo teléfono móvil que ha de ser de modo-dual. Lo que se
persigue con los sistemas GAN es alcanzar una convergencia plena de servicios fijos y
móviles basados en IP, incluida la telefonía vocal.
- 30 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Imagen3: Tipos de Redes de Área
Ref. [3]
3.4 Tipologías de las Redes de Área Local (LAN)
La arquitectura de una LAN puede estar formada por distintos atributos y pueden ser
clasificados según:
•
1.Técnicas de transmisión: Redes de difusión y punto a punto.
•
2.Modo de acceso al medio: CSMA y Token.
•
3.Topología: estrella, bus, anillo y mixtas.
1.TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN
•
1.1 Redes de difusión
Constan de una sola vía o canal de comunicación que es compartido por todas las
máquinas de la red. Los mensajes van dirigidos a un destinatario únicamente, aunque
todos los miembros de la red pueden capturar ese mensaje. Cuando un mensaje es
enviado por la red, normalmente sólo lo capturan a quienes van dirigido.
- 31 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
•
1.2 Redes punto a punto
Este tipo de redes tienen muchas conexiones entre parejas de máquinas pudiendo
atravesar varias máquinas antes de conseguir llegar al destino. Se puede acceder a este
destino por varios caminos, con lo que se hacen muy importantes la gestión de
enrutamiento y la obtención del mejor camino. Es más frecuente en redes MAN y
WAN.
2. MODO DE ACCESO AL MEDIO
•
2.1 CSMA
Es una tecnología basada en que los miembros de la red observan el medio o lo
escuchan para determinar si está disponible y poder enviar el mensaje, si no está libre
entonces esperará hasta poder usarlo.
•
2.2 Token Ring
Este método asegura que todos los componentes de la red van a poder utilizar el medio
para transmitir en algún momento. Ese momento será cuando el nodo reciba un paquete
de datos especial denominado testigo o token.
Aquel nodo que se encuentre en posesión del testigo podrá transmitir y recibir
información, y una vez haya terminado, volverá a dejar libre el testigo y lo enviará a la
próxima estación. Es el llamado método del token.
3.TOPOLOGÍAS
Se entiende por topología de una red local la distribución física de las máquinas en
relación a cómo se encuentran distribuidas. Se pueden clasificar en tres categorías:
•
Estrella
•
Bus
•
Anillo
•
Híbridas
- 32 -
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•
3.1 Topología en Estrella
Se caracteriza por existir en ella un nodo central, al cual se conectan todos los equipos.
Un hipotético fallo en el nodo central, la red fallaría. Es posible aislar un nodo
defectuoso con bastante facilidad sin perjudicar a los demás nodos. Los nodos se
pueden incorporar a la red sencillamente sin interrumpir nada.
Las redes Ethernet tienen su topología física en estrella.
ArcNet también la utiliza.
•
3.2 Topología en Bus
En esta tipología no existe un nodo central, si no que todos los nodos que componen la
red quedan unidos entre sí linealmente, uno a continuación del otro. No se acumula
cableado alrededor de ningún nodo. Si se produce un fallo en una parte del cableado, la
red se rompe parcial o totalmente.
Si un nuevo nodo se quiere unir a la red hay que detener una parte de la red, siendo este
proceso rápido y sencillo.
Añadir nuevos puesto a una red en bus, supone detener al menos por tramos, la
actividad de la red. Sin embargo es un proceso rápido y sencillo.
Las redes Ethernet tienen su topología lógica en bus.
•
3.3 Topología en Anillo
Esta topología conecta linealmente todos los nodos de la red. La información se
transfiere en un solo sentido a través del anillo, mediante un paquete especial de datos,
llamado testigo, que se transmite de un nodo a otro, hasta alcanzar el nodo destino.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
El cableado de la red en anillo es el más complejo por su mayor coste del cable, así
como a la necesidad de emplear unos dispositivos denominados Unidades de Acceso
Multiestación (MAU) para implementar físicamente el anillo.
Si se produce un fallo, se aísla la parte defectuosa de la red, mientras se corrige el
problema. Es sencillo de incorporar nuevos nodos a la red gracias a los MAU
Las redes Token-Ring y FDDI (fibra óptica) usan esta topología.
•
3.4 Topologías Híbridas
Son las más frecuentes y se derivan de la unión de estas tres topologías: estrella-estrella,
bus-estrella, etc.
- 34 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
3.5 El Protocolo TCP / IP
Tal y como se ha comentado con anterioridad, el modelo OSI es una arquitectura
funcional por niveles para facilitar las tareas de comunicación, pero no especifica un
estándar para dichas tareas. Hay definidos varios estándares y protocolos que se acoplan
con el Modelo OSI.
La arquitectura TCP/IP se acopla realmente bien con los niveles OSI, pero solamente
distingue cuatro niveles. Mediante este protocolo se lleva a cabo la funcionalidad de
Internet.
•
El Protocolo TCP del nivel transporte, para gestionar el flujo de información.
•
El protocolo IP del nivel de Red (Interred en TCP/IP), para encaminar la
información y conseguir transmitirla hasta el destino.
La correspondencia Modelo OSI - TCP/IP es la siguiente:
Imagen4: Correspondencia modelo OSI-TCP/IP
- 35 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
NIVEL INTERRED
3.5.1 Protocolo IP
La capa de Interred tiene como protocolo principal el IP (Internet Protocol). Se encarga
de encaminar un paquete de datos (unidad básica de envío llamada datagrama IP) desde
el origen hasta el destino atravesando la red. Posee software avanzado para detectar la
mejor ruta más adecuada para cada caso. Las características principales del protocolo
son:
•
Es un protocolo no orientado a conexión. Cada uno de los paquetes puede seguir
rutas distintas entre el origen y el destino. Entonces pueden llegar duplicados o
desordenados.
•
Es no fiable porque los paquetes pueden perderse, dañarse o llegar retrasados. Para
conseguir esta seguridad habría que crearla ya que este protocolo no la otorga.
3.5.1.1 Direccionamiento IP
La dirección IP es el identificador de cada host dentro de su red. Cada host conectado a
una red tiene una dirección IP asignada, la cual debe ser distinta a todas las demás
direcciones que estén vigentes en ese momento en el conjunto de redes visibles por el
host.
En el caso de la red Internet, no puede haber dos host con dos direcciones IP, que son
direcciones públicas iguales. Se puede dar el caso de existir dos host con la misma
dirección IP siempre y cuando pertenezcan a redes independientes entre sí in ningún
camino posible que las comunique.
- 36 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
3.5.1.2 Tipos de Direcciones IP
Las direcciones IP se clasifican en dos categorías:
•
Direcciones IP públicas.
Para que una máquina se pueda conectar a Internet, es necesario que posea una
dirección IP, estas son visibles en todo Internet. Un host con una IP pública es accesible
desde cualquier otro ordenador conectado a Internet.
•
Direcciones IP privadas.
Son direcciones reservadas y los host que las poseen sólo son visibles por otros hosts de
su propia red o de otras redes privadas interconectadas por routers.
Son las direcciones utilizadas dentro de las empresas. Un host que quiera salir a Internet
lo tendrá que hacer por medio de un router (Proxy) que tenga una dirección IP pública.
En el caso opuesto no se puede acceder desde la Internet a un host con una dirección
privada.
Otra distinción de las direcciones IP es:
•
Direcciones IP estáticas.
Un host que se conecte a la red con dirección IP estática siempre lo hará con una misma
IP. Las direcciones IP públicas estáticas son las que utilizan los servidores de Internet
con objeto de que estén siempre localizables por los usuarios de Internet. Estas
direcciones hay que contratarlas.
•
Direcciones IP dinámicas.
Un host que se conecte a la red con dirección IP dinámica, cada vez lo hará con una
dirección IP distinta. Las direcciones IP públicas dinámicas son las que se utilizan en las
conexiones a Internet mediante un módem. Los proveedores de Internet utilizan
direcciones IP dinámicas debido a que tienen más clientes que direcciones IP ya que es
muy improbable que todos se conecten a la vez.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
3.5.1.3 Descripción de las Direcciones IP
Las direcciones IP están formadas por 4 bytes (32 bits). Se suelen representar de la
forma x.x.x.x, donde x es un número comprendido entre el 0 y el 255.
Por ejemplo: 129.42.18.99 es la dirección IP del servidor de IBM
Pueden pertenecer a cinco clases diferentes según a quien estén asignadas. Si pertenecen
a una red u a otra pueden ser de clase A, B, ó C, según la extensión de la red.
Imagen5: Clases de direcciones IP
Ref. [4]
Direcciones de clase D o direcciones de grupo:
•
Broadcast: Los mensajes se envían a todos los hosts de una red.
•
Multicast: Los mensajes se envían a varios hosts registrados a un mismo grupo al
que se enviarán ciertos mensajes de grupo.
•
Unicast: El mensaje se envía a un único host.
- 38 -
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Para una mejor administración de la red, ésta puede dividirse en subredes. Éstas aportan
direcciones IP consecutivas. La dirección de las subredes de una red se crean teniendo
en cuenta el número de host conectados a ellas y el tipo de clase a la que pertenezca la
red padre, ente otros factores.
Se otorgan direcciones IP a estas subredes mediante la ayuda de las máscaras de red.
Con la dirección IP de la red padre y las máscaras es posible obtener el
direccionamiento de las subredes pertenecientes a la red.
Existe una notación del direccionamiento IP basado en la no existencia de clase, son las
llamadas CIDR (Classless Inter-Domain Routing). Implica un rango de direcciones IP y
su máscara, del modo que el formato de la dirección tendrá ahora este formato:
x.x.x.x/n, siendo n el número de “unos” en la máscara de red.
Como en el ejemplo: 129.42.18.99/28
Máscara: 11111111.11111111.11111111.11110000 (255.255.255.128) = 28 bits a 1.
Con los 4 bits a cero, se pueden formar 16 subredes distintas.
3.5.1.4 Direcciones IP especiales y reservadas
No todas las direcciones comprendidas entre la 0.0.0.0 y la 225.255.255.255 son válidas
para un host. Su interpretación depende del host desde el que se utilicen. Existen
algunas de ellas con un significado especial, resumiéndose a continuación las de uso en
redes privadas:
Tabla1: Direcciones IP reservadas
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Una dirección IP que pertenezca a una de estas redes se dice que es una dirección IP
privada.
3.5.1.5 Tabla ARP
Cada host almacena una tabla de direcciones IP y direcciones físicas. Formula una
pregunta y los demás nodos le responden, entonces inserta una nueva entrada en su
tabla. Debido a los cambios de direcciones IP o adaptadores de red y con el fin de
evitar incongruencias, se asigna un tiempo de vida a cada entrada de la tabla.
Cuando se agote el tiempo de vida de una entrada, ésta será eliminada de la tabla. Esta
caché ARP mejoran el rendimiento de la red ya que un destino conoce la dirección IP y
física del origen.
4.5.1.6 Otros Conceptos
•
Intranet
La Intranet es una red privada que utiliza los protocolos TCP/IP con salida o no a
Internet.
En el caso de tener salida a Internet, el direccionamiento IP permite que los hosts con
direcciones IP privadas puedan salir a Internet pero impide el acceso a los hosts internos
desde Internet.
Dentro de una intranet se pueden configurar todos los servicios típicos de Internet (web,
correo, mensajería instantánea, etc.) mediante la instalación de los correspondientes
servidores.
La idea es que las intranets son como Internets en miniatura o lo que es lo mismo,
Internet es una intranet pública gigantesca.
- 40 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
•
Extranet
Unión de dos o más intranets. Esta unión puede realizarse mediante líneas dedicadas
(RDSI, X.25, frame relay, punto a punto, etc.) o a través de Internet.
•
Internet
La mayor red pública de redes TCP/IP.
- 41 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
NIVEL TRANSPORTE
3.5.2 Protocolo TCP
El protocolo TCP (Transmission Control Protocol) está basado en el protocolo IP que
es un protocolo no fiable y no orientado a conexión.
Sin embargo este protocolo TCP tiene las siguientes características.
•
Está orientado a conexión, es decir, es necesario establecer una sesión previa entre
los dos nodos antes de poder transmitir ningún dato. A través de esta conexión los
datos llegarán siempre a la aplicación destino de forma ordenada y sin duplicados.
Por tanto no es necesario implementa ningún tipo de seguridad de flujo de datos
adicional. Por último, es necesario cerrar la conexión.
•
Es fiable ya que la información llega ordenada y sin errores.
Las aplicaciones de las máquinas que utilicen el protocolo TCP tienen la certeza de que
este protocolo va a proporcionarles integridad de toda la información, y todo lo que
envíen y reciban va a ser correcto, por tanto es un protocolo fiable, teniendo control de
flujo.
El flujo de datos entre una aplicación y otra viajan por un circuito virtual. Los
datagramas IP pueden seguir rutas distintas (aunque parezca que sólo existe un único
camino), dependiendo de los routers intermedios para alcanzar el destino. Antes de
cualquier envío de los datagramas se debe establecer una sesión. Al establecerse esta
sesión se crea un cana bidireccional (full-duplex) Para que esta comunicación pueda ser
posible es necesario abrir previamente una conexión. Es posible mantener varias
conexiones TCP simultáneas (Multiplexación) entre dos máquinas usando puertos.
La información generada por la aplicación de va guardando en buffers para cuando se
haya rellenado un segmento (parte de datos de un datagrama). Es información no esta
- 42 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
estructurada, por tanto son sólo Bytes enviados, ambas aplicaciones han de estar de
acuerdo para comprender esa información.
3.5.2.1 Fiabilidad en el envío de información
Cada vez que una aplicación origen envía un mensaje a un destino, se devuelve una
confirmación ACK (acknowledgement) el origen, para de este modo que el emisor sepa
que ha llegado correctamente. Si no recibe este ACK de confirmación pasado un cierto
tiempo, el emisor reenvía el mensaje.
Por tanto, el emisor envía un dato, arranca su temporizador y espera su ACK.
•
Si recibe su ACK antes de agotar el temporizador, envía el siguiente dato.
•
Si se agota el temporizador antes de recibir el ACK, reenvía el mensaje.
Eventos en el lado del emisor
Mensajes en la red
Eventos en el lado del receptor
Envío del paquete 1
Recepción del paquete 1
Envío del ACK 1
Recepción del ACK 1
Envío del paquete 2
Recepción del paquete 2
Envío del ACK 2
Recepción del ACK 2
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En el primer gráfico se comprueba que el envío de mensajes y recepción ha sido
correcto, en el segundo gráfico se pierde un mensaje, el emisor no recibe el ACK y lo
reenvía. Por tanto, en ambos casos se ha enviado correctamente.
Eventos en el lado del emisor
Mensajes en la red
Eventos en el lado del receptor
Paquete perdido
Envío del paquete 1
Arranca
Temporizador
El paquete debería llegar
ACK debería enviarse
Envío del ACK 1
ACK normalmente
llegaría en este tiempo
Expira el temporizador
Retransmisión del
paquete 1
Arranca Temporizador
Recepción del paquete 1
Envío del ACK 1
Recepción del ACK 1
Se cancela el
temporizador
Imagen6. Fiabilidad en el envío de paquetes
Ref. [5]
Este esquema es válido pero se desperdicia demasiado tiempo, por tanto es ineficiente.
Para solucionar esto se utiliza un protocolo de ventanas deslizantes que consiste en el
envío de varios paquetes seguidos y la recepción del identificador del último para saber
que hasta él han llegado correctamente.
- 44 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Imagen7. Técnica de ventanas deslizantes
3.5.2.2 Transmisión de datos
Los paquetes de datos se envían de un nodo origen a uno o varios destinos de la misma
red mediante el encaminamiento IP. Para ello existen los routers cuya funcionalidad es
la de comunicar una red con otra. No sería eficaz utilizar una máquina para realizar esta
transmisión de datos, ya que no se mantendría la estabilidad.
Los encaminadotes o routers son conmutadores de paquetes que operan a nivel de red en
el modelo OSI, teniendo como características:
•
Interconectan tanto redes locales como redes extensas.
•
Realizan el encaminamiento de datos eligiendo el mejor camino. Para ello observan
la dirección de red de los paquetes analizándola según la tabla de encaminamiento.
•
Realizan control de flujo de datos.
Estas tablas de encaminamiento están formadas por los destinos posibles alcanzables y
la ruta que tienen que seguir para lograrlo eligiendo su mejor camino según las
especificaciones de cada nodo Origen.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Sólo es necesario tener la dirección de la red o subred destino, ya que ésta será la
reflejada en las tablas de encaminamiento. En estas tablas sólo se reflejarán los prefijos
de las redes que pueden ser directamente alcanzables por dicha red. Si no se encuentra
la red destino en esta tabla quiere decir que no está conectada directamente a dicho
prefijo.
Por tanto, esas direcciones podrán accederse a través de la ruta por defecto, y ya a partir
de ahí encontrar la red deseada.
Las rutas de las tablas de encaminamiento pueden ser de dos categorías:
•
Estáticas: Estas rutas son fijas y no se pueden cambiar, son creadas manualmente
por los administradores de la red.
•
Dinámicas: Son variables y modificadas automáticamente por los routers al
intercambiarse información con los demás routers. Éstas se actualizan mediante el
protocolo ICMP.
En resumen, para transmitir los paquetes se lleva a cabo de la siguiente manera:
•
Si existe en la tabla de encaminamiento, o en nuestro caso, tabla BGP, los paquetes
de datos se obtendrán de manera directa.
•
Es posible que haga falta pasar por más routers para obtener el destino.
•
Si no existen en la tabla de encaminamiento, se pasarán a la ruta por defecto y a
partir de ahí se encaminará a otros routers y otras tablas para llegar a la red destino.
3.5.2.3 DNS (Domain Name System)
Normalmente no se trabaja con direcciones IP sino con Nombres de dominio como por
ejemplo: www.google.com, esto se realiza con una conversión direcciones IP-Nombres
de dominio, a este proceso se le llama resolución de nombres.
- 46 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
RESOLUCIÓN DE NOMBRES
Se utilizan distintos métodos de resolución de nombres a direcciones IP, siendo
aplicables al TCP/IP.
Al introducir un nombre de dominio se realiza cada uno de estos seis métodos hasta
conseguir descifrar la dirección IP:
Método de Resolución
Descripción
1. Local host name
Nombre del host configurado para la máquina (Entorno de Red,
TTCP/IP, configuración DNS
2. Fichero HOSTS
Fichero de texto situado en el directorio de Windows que contiene
una traducción de nombres de dominio en direcciones IP.
3. Servidor DNS
Servidor que mantiene una base de datos de direcciones IP y
nombres de dominio
4. Servidor de nombres
NetBIOS
Servidor que mantiene una base de datos de direcciones IP y
nombres NetBIOS
5. Local Broadcast
Broadcasting a la subred local para la resolución de nombres
NetBIOS
6.Fichero LMHOSTS
Fichero de texto situado en el directorio de Windows que contiene
una traducción de nombres NetBIOS en direcciones IP
Tabla2. Métodos de resolución de nombres
Ref. [6]
DNS
Anteriormente cuando la tabla de nombres de dominio era pequeña, ya que no había
conectadas demasiadas máquinas, esta información se encontraba almacenada en una
tabla llamada hosts.txt.
Esta máquina se llegó a saturar ya que a medida que empezaron a conectarse
computadores nuevos, empezó a hacerse demasiado extenso este fichero, por tanto se
desarrolló esta tecnología nueva: el DNS
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
El DNS utiliza tres componentes:
•
Resolvers
Los resolvers ó clientes DNS envían las peticiones de resolución de nombres a un
servidor DNS, para obtener una dirección IP a partir de un nombre de dominio.
•
Name Servers
Los name servers ó servidores DNS contestan a las peticiones de los clientes
consultando su base de datos. Si no disponen de la dirección solicitada pueden reenviar
la petición a otro servidor.
•
Domain Name Service
El espacio de nombres de dominio es una base de datos distribuida entre distintos
servidores.
TIPOS DE SERVIDORES DNS
Los servidores DNS pueden ser de distintas categorías según la función que
desempeñen.
•
Servidores primarios: Almacenan la información de su zona en una base de datos
local.
•
Servidores secundarios: Obtienen los datos de su zona desde otro servidor que
tenga autoridad para dicha zona.
•
Servidores maestros: Los servidores maestros son los que transfieren las zonas a
los servidores secundarios.
•
Servidores locales: Los servidores locales no tienen autoridad sobre ningún
dominio: se limitan a contactar con otros servidores para resolver las peticiones de
los clientes DNS.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
4. Los Sistemas Autónomos y el Protocolo BGP
Inicialmente cuando Internet estaba formado por la unión de unas pocas redes
interconectadas mediante routers se guardaba todo el encaminamiento en tablas de rutas.
Estas tablas de rutas tenían información sobre todas las redes conectadas en ese
momento.
Como era de prever dichas tablas de rutas incrementaron exponencialmente hasta
hacerse insostenibles, así como el intercambio de información, tablas de ruta,
crecimiento del número de redes y enlaces…
A causa de esto se crearon los Sistemas autónomos, regidos por el protocolo BGP.
4.1 Los Sistemas Autónomos
Se decidió administrar la Internet de una manera distinta, realizándose una división de la
Internet en AS, Autonomous System, que estaban regidos internamente por una política
común y distinta a los demás AS. (Ref. [19])
Estos AS están compuestos fundamentalmente por la unión de redes más pequeñas,
interconectadas entre sí por un protocolo interno, y por routers que realizan todo el
encaminamiento. La totalidad del AS esta regido por una misma administración y
protocolo interno.
Un AS puede estar compuesto por una empresa, una universidad, un proveedor de
servicios de Internet (ISP, Internet Services Providers), que es lo más habitual, una
unión de sedes de una empresa localizadas en varias partes del mundo…
Como ejemplo, el AS711 está localizado en España y pertenece a la base aérea de
Torrejón de las fuerzas armadas.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Imagen8. Sistema Autónomo
Este número (ASN, Autonomous System Number) es el que identifica al AS y está
formado por 16 bits. Por tanto un AS puede tener un ASN entre el rango del AS1 hasta
el AS65536.
Un AS ha sido asignado por un centro Registrador de Rutas de Internet (IRR, Internet
Routing Registry). Estos IRR tienen reservados cierto rango de ASN que podrán asignar
a los AS registrados en su región.
La red de AS tiene forma de grafo, donde cada AS es un nodo y cada conexión entre
dos AS forma un enlace. Dicho enlace con otro AS tendrá un tipo de relación.
Como conclusión, cuando se usaban las tablas de rutas se miraba Internet desde el punto
de vista de la arquitectura, pero con la introducción de los AS y esta nueva tecnología,
se miraba desde el punto de vista de la administración.
Por tanto, un AS es una red componente de Internet en el máximo nivel jerárquico.
Internet es simplemente el resultado de la agregación de AS conectados entre sí.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
4.1.1 Tipos de Sistemas Autónomos
Los Sistemas Autónomos pueden agruparse en tres categorías, dependiendo de sus
conexiones y modo de operación.
•
SA stub: se conecta únicamente con un sistema autónomo.
•
SA de tránsito: se conecta con varios sistemas autónomos y además permite que se
comuniquen entre ellos.
•
SA multihomed: se conecta con varios sistemas autónomos, pero no soporta el
tráfico de tránsito entre ellos.
4.1.2 Interconexión de Sistemas Autónomos
Los Sistemas Autónomos se relacionan y conectan entre sí mediante routers con el
protocolo BGP realizándose el intercambio de información desde las distintas redes
conectadas en el mundo.
Del mismo modo una aplicación situada en una red puede comunicarse con otra
aplicación que esté situada en la otra parte del mundo, mediante estos routers.
A su vez cada AS es como una Internet más pequeña, ya que normalmente tiene nodos
físicamente separados, aunque sí lógicamente unidos.
Un AS está formado por otras redes más pequeñas, las cuales pueden ser también
conjuntos de redes y así sucesivamente hasta llegar al nivel mínimo que es la red local o
el equipo individual de un usuario.
Estos AS internamente también están enlazados entre sí mediante protocolos internos
(IGP, Interior Gateway Protocol) utilizando este protocolo para encaminar la
información dentro de dicho AS.
A su vez, están interconectados con otros sistemas Autónomos mediante routers que
comunican con el exterior (EGP, Exterior Gateway Protocol) del Sistema Autónomo,
- 52 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
mediante este protocolo estándar los routers de los AS distintos intercambian la
información de encaminamiento para poder encontrar el router destino.
Imagen9. Interconexión de Sistemas Autónomos
4.1.3 Protocolos Internos IGP
Dado que un AS está compuesto por un conjunto de redes, y dichas redes pueden tener
una tecnología distinta para el intercambio de información (Token Ring, Frame Relay,
FDDI…), por tanto un AS puede estar formado por distintas topologías y tecnologías
que serán regidas por protocolos internos distintos.
Normalmente dentro de un AS se usa un sólo protocolo interno ya que es inusual que
varios IGP distintos encaminen la información de una red interna a otra en un AS. No
existe un protocolo estándar.
Se destacan dos IGP que son los más usados y extendidos:
•
RIP: Routing Information Protocol, basado en Vector Distancias.
•
OSPF: Open Shortest Path First Protocol, basado en Estado de Enlaces.
- 53 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
4.1.3 Protocolos Externos EGP
A diferencia de los protocolos internos, para las comunicaciones con el exterior a otros
AS, se usa el BGP que sí es estándar.
Se pueden clasificar en el modo que el protocolo representa la topología de la red
interna y la forma de alcanzar una red mediante los distintos interfaces posibles.
Existen dos categorías de estos protocolos:
•
Vector Distancias
Este modo de encaminamiento es el más sencillo de entender e implantar,
adicionalmente es el menos costoso computacionalmente hablando.
El encaminamiento de un protocolo basado en Vector Distancias requiere que un router
informe a sus vecinos de los cambios en la topología periódicamente y en algunos casos
cuando se detecta un cambio en la topología de la red. El algoritmo Vector Distancias se
basa en calcular la dirección y la distancia hasta cualquier enlace en la red.
El coste de alcanzar un destino se lleva a cabo usando cálculos matemáticos como la
métrica del camino. RIP cuenta los saltos efectuados hasta llegar al destino mientras que
IGRP utiliza otra información como el retardo y el ancho de banda. Los cambios son
detectados periódicamente ya que la tabla de encaminamiento de cada router se envía a
todos los vecinos que usan en mismo protocolo. Una vez que el router tiene toda la
información, actualiza su propia tabla reflejando los cambios y luego informa a sus
vecinos de los mismos.
Un problema es el de la transmisión de información de manera errónea por la red tal
como la ruptura de un enlace o la desaparición de un nodo. Este algoritmo converge
lentamente en estos casos. Aunque el principal inconveniente de este algoritmo es el de
la cuenta a infinito.
- 54 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
•
Estado Enlaces
Se basa en que un router comunique a los restantes nodos de la red cuáles son sus
vecinos y a qué distancias está de ellos. Con la información que un nodo de la red recibe
de todos los demás, puede construir un mapa o grafo de la red y sobre él calcular los
caminos óptimos.
Cada nodo comunica a toda la subred sus distancias con los enlaces vecinos, es decir, su
entorno local. Así, los nodos llegan a conocer la topología de la red. La clave y
dificultad de este método es la difusión. En 1979 se reemplazó el uso de
encaminamiento de vector de distancia en ARPANET por un algoritmo de este tipo.
La razón del cambio fue la mala adaptación del algoritmo existente al crecimiento y
cambios de Internet.
El algoritmo tiene cinco partes:
1. Descubrir sus vecinos y sus direcciones.
2. Medir el retraso o costo a cada vecino.
3. Construir un paquete con la información que ha averiguado.
4. Mandar este paquete a todos los routers.
5. Calcular la ruta mínima a cada router mediante el algoritmo de Dijkstra.
Una distinción importante entre los protocolos DV y LS es que los nodos que utilizan
protocolos LS tienen información completa acerca de la topología de la red y de todos
los caminos posibles.
- 55 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
4.2 Protocolo BGP (Border Gateway Protocol)
BGP es el protocolo usado para interconectar AS mediante los routers de las distintas
redes. Este protocolo usa algoritmos de la categoría Vector Distancia para los
protocolos de encaminamiento externo.
La comunicación entre dos nodos con aplicaciones que quieren transmitirse información
se realiza mediante el protocolo de nivel 4 de transporte, TCP. La comunicación entre
dos routers mediante el protocolo BGP es única y no puede realizarse dentro de una
misma red de un AS, otra comunicación entre dichos routers.
Adicionalmente pueden existir muchas conexiones (sesión) BGP dentro de un AS o una
red, también un router pude tener varias sesiones con distintos routers, pero con la
excepción de que sólo puede haber una conexión entre dos routers cualesquiera.
Toda sesión BGP está precedida de una conexión TCP entre dos nodos que se quieren
comunicar.
Una sesión BGP se pierde o finaliza cuando un router anuncia a los routers de su red de
manera explícita que ya no existe una conexión TCP con dicho router, por tanto este
modo de conexión no requiere que los vecinos aprendan el grafo de red cada cierto
tiempo.
Imagen10. Protocolo BGP
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Actualmente el protocolo BGP es el utilizado en la gestión entre los AS intercambiando
sus tablas de rutas a través de este
protocolo, el cual, requiere tener un router
configurado adecuadamente y conectado a otro router vecino para el cambio de
información de las rutas que cada uno conozca.
Asimismo, se encarga de mantener, aprender y comunicar las rutas entre AS y también
de encaminar cada paquete de datos que circula a través del AS. El funcionamiento de
BGP es complejo y extenso, pero para su análisis solamente es necesario comprenderlo
estructuralmente almacenando las rutas en las tablas BGP.
Cuando un router anuncia un prefijo a su vecino, se asocian distintos atributos, a este
proceso se le llama anuncio de vecino:
•
Nexthop o siguiente salto a realizar para encaminar el paquete al nodo destino.
•
Distintas Métricas de preferencia para una elegir una ruta u otra como pueden ser,
número de saltos, coste del salto, coste total de la ruta, calidad, estas métricas vienen
especificadas en la tabla de ruta.
•
El camino de AS para alcanzar el nodo destino.
Toda red puede ser alcanzada por uno o varios interfaces, cada uno de ellos tiene sus
ventajas e inconvenientes, según las métricas para la elección de una ruta u otra, por
tanto, una red tendrá asignada una interfaz y ruta preferida para la que se pueda
acceder. Esta interfaz tendrá siempre un AS que será el primero en ser visitado para
llegar el nodo destino.
Todos estos atributos se estudiarán más adelante en la tabla BGP.
PREPEND
Muchos ASs intentan “engañar” a los distintos routers de manera que en la tabla BGP se
repite un AS determinadas veces para hacer creer que la ruta es más larga y más
costosa. A este método se le llama Prepend.
Por ejemplo: 266 332 40 40 40 1 i
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Esta estrategia también puede ser usada para evitar que una empresa reciba paquetes de
otra empresa de la competencia y así no usar sus routers, o bien, un AS localizado en un
país que no admite el paso de un país con el que no esté afiliado.
4.2.1 Proceso de Interconexión de routers
Cuando dos nodos desean conectarse mediante una sesión se realizan los siguientes
pasos para llevar a cabo el proceso de transmisión de información:
•
Adquisición de vecino.
Un router desea intercambiarse información de encaminamiento con otro router situado
en la misma subred, para ponerse en contacto envía un mensaje OPEN al destino, que si
acepta enviará al origen un mensaje KEEPALIVE.
•
Mantenimiento de vecino.
Para que un router siga estando en contacto con su vecino debe enviarle periódicamente
un mensaje de KEEPALIVE para saber que la sesión sigue estando viva.
•
Detección de red alcanzable.
Para que una red pueda ser alcanzable por un router, esta se guarda en una base de datos
de todas las redes que son alcanzables por un router, cuando esta información cambia,
se envía un mensaje de UPDATE a todos los dispositivos de encaminamiento que
implementan BGP para que puedan actualizar su tabla de encaminamiento.
Todos estos mensajes se envían en la cabecera de los paquetes de información que
consta además de un identificador del origen para poder comprobar que el origen es
quien dice ser y esté identificado, la longitud del mensaje en Bytes, y el tipo de mensaje
enviado.
- 58 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Es posible que al llegar este mensaje de UPDATE se quiera cambiar la preferencia de
una ruta por otra, según la política de encaminamiento que tenga un AS u otro,
normalmente suelen ser el camino más corto y el de menor coste. Dichas políticas están
regidas por los distintos tipos de relaciones comerciales entre AS que se verán más
adelante.
4.3 Las Tablas BGP
Estas tablas son el resultado de una recopilación de toda la información de
encaminamiento y se guarda en los nodos e informa de las interconexiones, rutas,
métricas de preferencia, sistemas autónomos, etc.
Una tabla BGP consiste, como ya se ha especificado, en una lista con todos los prefijos
de red IP disponibles en Internet que estén registrados, y para cada prefijo, una
secuencia de números de AS que indica la ruta que tiene que seguir un paquete de datos
para llegar a la red destino de dicho prefijo.
Las tablas BGP pueden ser consultadas y obtenidas desde la página oficial del proyecto
RouteViews realizado por la universidad de Oregón. Estos ficheros de datos están
disponibles desde Noviembre del año 1997 hasta la actualidad. Aproximadamente se
generan doce tablas al día (una cada dos horas), con un margen de error de pocos
minutos entre unos días y otros. Desde las primeras tablas BGP que tenían un peso
aproximado de 32Mb por tabla, con casi medio millón de rutas, hasta los 715Mb
actuales, con cerca de nueve millones de rutas.
Se muestra en la siguiente figura un ejemplo de una tabla BGP:
- 59 -
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Tabla3. Tabla BGP
El significado de los campos es el siguiente:
•
Network: Redes o prefijos que se pueden alcanzar.
•
Next Hop: Interfaz del router para alcanzar dicha red.
•
Metric, LocPrf, Weight: Métricas usadas para la preferencia de una ruta. Son
atributos para las políticas de encaminamiento cuya finalidad es destacar una ruta
preferida. Dicha ruta óptima será representada por el símbolo “ > “ y quiere decir
que el interfaz preferido para alcanzar dicho prefijo es el indicado. Toda red tiene un
prefijo-ruta preferido.
•
Path: Camino completo que deben seguir para alcanzar la red indicada en el campo
Network. También se indica si la ruta es IGP, EGP o es incompleta.
El AS guarda todas las actualizaciones importadas en su tabla BGP por cada recepción
de los mensajes UPDATE. El AS, sigue un proceso de selección que asigna la mejor
ruta para cada prefijo.
Para la elección de la mejor ruta se escoge la que tenga mayor LocPrf, en caso de
igualdad se escoge la menor o la que pase por menor número de AS. En caso de
mantenerse la igualdad existen otras reglas que pueden aplicarse.
- 60 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Cada AS envía sólo su mejor ruta para un prefijo a sus vecinos. Las políticas de
exportación permiten a un AS determinar si deben o no enviar su mejor ruta a un
vecino.
Un AS puede especificar para sí mismo distintos tipos de políticas, con sus preferencias
en la selección de rutas y filtrado. Normalmente, las políticas de encaminamiento suelen
estar restringidas a acuerdos comerciales negociados entre pares administrativos. Como
por ejemplo, un AS no puede pasar por routers de cierto país.
Ya que los operadores y administradores del dominio suele configurar manualmente
estas políticas, se ha generado un gran conflicto, que se intenta suavizar con la creación
de los IRR (Internet Routing Registry).
La finalidad del IRR es hacer de repositorio de políticas de encaminamiento donde
guardar todos estos datos y realizar análisis de la consistencia de la información
registrada. No todos los ISP aceptan mostrar todas sus políticas y por ello el IRR no es
una base de datos completa.
- 61 -
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4.4 Internet Routing Registry (IRR)
El Registro de Enrutamiento de Internet IRR describe los registros mantenidos por
varias organizaciones de redes nacionales e internacionales. Son bases de datos donde
se guardan las políticas de encaminamiento para los distintos AS, los cuales publican
sus propias políticas de enrutamiento previstas sin tener que hacer acuerdos con cada
uno de los distintos AS.
Mediante estos registros se puede conocer las relaciones y las políticas de
encaminamiento entre AS, así como la topología utilizada y la ruta que tienen que
seguir.
Estas bases de datos de los registros de Internet están distribuidas en varias zonas.
Se ha realizado un script que más adelante se verá en profundidad, para obtener un
fichero con todos los datos de todos los AS registrados. Accediendo a la base de datos
del Service Whois, se ha logrado un archivo con los siguientes atributos:
•
ASN
•
IRR
•
Localización
•
Fecha de Alta
•
Nombre / Descripción del AS
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Imagen11. Repartición de los IRR
APNIC (Asia-Pacific Network Information Centre)
Situado en Asia y Pacífico.
Ref. [7]
ARIN (American Registry for Internet Numbers)
Situado en América del Norte y Central, y parte
del Caribe.
Ref. [8]
LACNIC (Latin-American and Caribbean Ip Addrdess
Registry)
Situado en América del Sur y el resto del
caribe.
Ref. [9]
RIPE NNC (Réseaux IP Européens)
Situado en Europa, Medio Oriente, Asia central y
África septentrional.
Ref. [10]
AFRINIC (African Regional Internet Resgistry)
Situado en África.
Ref. [11]
Imagen12. Logotipos de los IRR
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
4.5 Relaciones Comerciales entre Sistemas Autónomos
Los Sistemas Autónomos se relacionan entre sí mediante un enlace cuando establecen
una sesión. Estos Sistemas pueden relacionarse de varias formas desde el punto de vista
funcional. Las parejas de AS enlazados pueden relacionarse de la siguiente manera:
•
Proveedor-Consumidor (P2C) / Consumidor-Proveedor (C2P)
Esta relación se da cuando existe un AS que provee de ciertos Servicios a otro AS
cliente, con la consiguiente compensación económica.
•
Peer-Peer (P2P) Peering
Los dos AS implicados intercambian la información de sus rutas y de sus clientes,
pero no de sus proveedores y sus peerings.
•
Sibling (SIB)
La relación de Sibling se da cuando los dos AS enlazados comparten totalmente
toda su información, tanto proveedores, clientes, rutas, etc.
Estas relaciones comerciales han sido estudiadas por Lixin Gao (Ref. [12]), que
desarrolló un algoritmo para decidir que tipo de relación tienen dos AS interconectados.
Este algoritmo se verá más profundizado en adelante.
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4.6 Servicios de Internet
En este apartado se van a analizar algunos conceptos sobre ciertos servicios de Internet.
4.6.1 Internet Service Provider (ISP)
Un proveedor de servicios de Internet es una empresa dedicada a conectar a Internet
dando servicio a los usuarios finales u a otras empresas, y dar el mantenimiento
necesario para que el acceso funcione correctamente. También ofrecen servicios
relacionados, como correo electrónico, alojamiento Web o registro de dominios entre
otros.
Inicialmente, este acceso se realizaba mayoritariamente a través de ordenadores
personales dotados de módems, y utilizando como medio de transmisión las líneas de
cobre usadas por la telefonía. Esto permite aprovechar la estructura de comunicaciones
ya implantada por las compañías telefónicas.
Sin embargo, el desarrollo de la tecnología ha permitido que el acceso a Internet pueda
realizarse desde una amplia gama de dispositivos. Los teléfonos móviles, PDAs, y PC
(comunes y portátiles el uso de tecnologías inalámbricas de transmisión de datos (GSM,
WAP, GPRS, Wifi).
Un ISP se conecta a otras redes e ISP, actuando como un router para el tráfico entre los
ordenadores clientes y cualquier otra máquina conectada a Internet.
Los clientes envían peticiones a los ISPs que son gestionadas y enviadas a la línea del
backbone de su operador de telecomunicaciones. De este modo los clientes de dicho ISP
no tienen que compartir la conexión con otros clientes de terceros ISPs que también
usen ese proveedor de telecomunicaciones.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
4.6.2 Internet Exchange Point (IXP)
Los IXP o puntos neutros son asociaciones o Peering entre los proveedores de Internet
mediante el cual se interconectan para gestionar el tráfico de Internet, siendo los clientes
de estos los verdaderos beneficiados ya que no hace pasar por routers intermedios, sino
que irán directamente al destino con la consecuente gran velocidad de transmisión.
Unos ejemplos de IXP son:
•
Galnix: IXP localizado en Santiago de Compostela.
•
Catalnix: IXP localizado en Cataluña.
•
Espanix: IXP español situado en Madrid, en el Centro de Datos de Banesto.
•
Linx: IXP inglés más grande de Europa donde hay registradas el 50% de las rutas de
Internet.
4.6.2.1 Espanix
El Punto Neutro Español (ESPANIX) es la asociación que permite mantener el tráfico
Internet español en España (Ref. [13]). ESPANIX permite que los proveedores Internet
intercambien de manera directa su tráfico nacional, mejorando la calidad de servicio
ofrecida a sus clientes.
Todos los proveedores Internet existentes que cuenten con su propia infraestructura
internacional están invitados a ser miembros de ESPANIX. La pertenencia da derecho a
utilizar las facilidades de interconexión que ESPANIX tiene contratadas.
Para convertirse en miembros de ESPANIX, los proveedores Internet deben cumplir
algunos requisitos, tanto técnicos como formales. Estos criterios están definidos en la
Normativa de ESPANIX, que debe ser aceptada por los socios. Dicha normativa incluye
asimismo la información necesaria para unirse a ESPANIX.
- 66 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Para pasar a ser miembro de Espanix hay que cumplir los siguientes requisitos:
•
Contratos de Peering con al menos 2 proveedores distintos
•
Tener una IP reconocida
•
Criterios de calidad mínimos (sin llegar a entrar en parámetros de calidad de
servicio).
•
Uso del protocolo BGP en su versión 4.
•
Cada proveedor tiene que tener un número de SA.
El centro de registros a nivel Europeo es el llamado RIPE.
4.6.3 Backbone
El Backbone es la vía principal por donde se transmiten los datos de los nodos
principales de una red. Permite conectar varias redes a una misma línea de alta
velocidad y fiabilidad. Está compuesta de un gran número de routers comerciales,
gubernamentales, universitarios y otros de gran capacidad interconectados que llevan
los datos entre países, continentes y están directamente conectados a estas líneas de
telecomunicaciones. Esto les ofrece una conexión con mayor rendimiento y velocidad
para acceder a los recursos de la red.
El backbone original de Internet fue ARPANET. En 1989 se creó el backbone NSFNet,
el ejército de Estados Unidos se separó creando la red MILNET, y ARPANET fue
cerrada. A partir de ahí, Internet consistía totalmente en varios ISPs comerciales y redes
privadas conectadas a puntos de Peering.
El término backbone de Internet ahora se usa a veces para referirse a las relaciones entre
proveedores y puntos de Peering. Sin embargo, con el uso universal del protocolo de
encaminamiento BGP, Internet funciona sin ninguna red central.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
4.7 Las Zonas de Internet
Una forma de realizar una división de los AS es por zonas en Internet y por el papel que
llevan a cabo, existen tres categorías:
•
Customers: Son los AS que dan servicio a los usuarios finales de Internet. Son
clientes conectados a un único AS. Son el origen y el destino del tráfico, por tanto
no son AS de paso. Estarían asignados a este grupo la mayoría de ISPs y un total del
70% de todos los AS.
•
Regional ISP: Son ISPs importantes que dan servicio de interconexión a los
Customers. Son AS que conectan los Customers con el Core. Representan el 25% de
los AS.
•
Core: Los AS restantes forman una red muy interconectada y forman el backbone
real de Internet circulando por ellas el tráfico mayoritario de Internet.
Las categorías de Regional ISP y del Core no llegan a usuarios finales.
Imagen13. Las Zonas de Internet
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
En la siguiente tabla se puede observar el número de Sistemas Autónomos que hay en
cada zona de Internet, así mismo como el número de Enlaces que hay en cada zona y el
grado medio de los AS.
Zonas
Customer
Regional ISP
Core
Número de AS
19.042
3.328
2.132
Número de Enlaces Grado Medio
38.464
2,92
5.345
2,44
16.355
12,11
Tabla4. Las Zonas de Internet en números
Se puede observar que la gran mayoría de los AS son Customers, un 70% del total.
Estos tienen la mayoría de enlaces en su zona de Internet. Cada uno de éstos AS tiene
dos o tres enlaces únicamente.
Los regional ISP tienen muchos menos AS, algo más que el Core, que son los que están
mayormente interconectados, con un total de doce enlaces de media.
- 69 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5. METODOLOGÍA IMPLEMENTADA
En este capítulo se muestra la metodología desarrollada para llevar a cabo este proyecto,
y conseguir tanto los resultados como las conclusiones que se han tomado. Se han
desarrollado un gran número de funcionalidades para poder conseguir un análisis
completo. Se mostrarán más adelante cada una de ellas, con su descripción, metodología
de desarrollo, con alguna ilustración si procede, y un pequeño algoritmo en
pseudocódigo.
Las aplicaciones se han desarrollado en dos lenguajes de programación: java y
VisualBasic.net.
La totalidad de las funcionalidades fueron desarrolladas en vb.net, mientras que en java
se han desarrollado la mayoría. Muchas de ellas siguen la misma metodología.
Se ha creado una interfaz gráfica para la versión en .net, por tanto se hará mas hincapié
en ésta, haciéndolo sólo en la de java en lo referente a los cambios notorios con la
versión .net y en el manual de usuario.
5.1 Recopilación de datos de los Sistemas Autónomos
Hay recopilaciones de datos que guardan información sobre los AS, sus
interconexiones, topologías, componentes etc.
Estos datos se encuentran en las bases de datos de cada uno de los IRR, y se puede
acceder a ellos mediante el servicio Whois, o mediante ftp.
En este caso se ha accedido mediante la creación de un script en java ejecutado en el
sistema operativo Linux, distribución Ubuntu, usando el servicio de Whois.
Existe también un link para poder acceder en Windows a este servicio de Whois. Ambas
modalidades se mostrarán a continuación:
En la dirección http://www.cymru.com/BGP/asnlookup.html se puede obtener
información múltiple sobre lo referido a los AS, los IRR y sus bases de datos internas.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
En esta página existe un link para acceder al servicio Whois mediante el link:
v4.whois.cymru.com. Se adjunta un ejemplo: (Ref. [14])
Imagen14. Servicio Whois
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Se muestran los siguientes datos en el fichero:
•
ASN
•
Localización
•
IRR
•
Fecha de Alta en el IRR
•
Nombre y descripción del AS
Estos datos se han recopilado en un fichero con el formato:
ASN,Localización,IRR,Fecha,Nombre
Tabla5. Fichero recopilatorio de los Sistemas Autónomos
Esta información está actualizada al mes de Marzo del año 2007.
Para cada ASN, desde ASN 1 hasta ASN 65536 hacer
Acceder a la BBDD Whois para el ASNi
Ejecutar Whois –h Whois.cymru.com \” –v AS”
Guardar en fichero los datos del ASNi
ASN++
FinPara
Algoritmo1. Obtención del fichero recopilatorio de AS
En realidad se han creado trece scripts y trece ficheros resultados, ya que es un proceso
batch demasiado costoso en tiempo y podría darse cualquier fallo a mitad de la
ejecución. Seguidamente una vez obtenidos los trece ficheros de resultados, se ha
creado otro script para concatenarlos y darles el formato deseado.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
El tiempo total aproximado de obtención de este fichero final ha sido de 2-3 días
aproximadamente.
5.2 Tablas de Encaminamiento BGP
Una vez conseguido el fichero con todos los datos de los AS, se requiere obtener la
relación que tienen éstos. Para ello es necesario obtener las tablas BGP, que reflejan las
relaciones. Éstas se encuentran almacenadas en cualquier router que implemente el
protocolo BGP. Estas tablas de encaminamiento son diferentes entre sí, cada router
tendrá las que haya obtenido mediante preguntas a los routers vecinos.
El problema reside en elegir qué tabla BGP de qué router obtener para hacer el estudio.
Adicionalmente, se sabe que ninguna tabla BGP ofrece una visión global de Internet ya
que es imposible que estén conectados a todos los routers existentes. Por tanto, habría
que elegir un router que esté muy interconectado y que su ruta por defecto albergue a
menos rutas (ya que las tendrá en la tabla).
Para ello se desarrolló un proyecto en la Universidad de Oregón llamado proyecto
RouteViews.
5.3 Proyecto RouteViews
La finalidad del proyecto RouteViews es obtener desde 1997 en tiempo real una visión
global del encaminamiento en Internet. Se han instalado y creado un sistema de routers
que guardan relación con los proveedores más importantes y con mayor grado de
conexión.
Estos proveedores envían su tabla BGP a dichos routers que se encargan de unirlas y
generarlas cada dos horas en su página oficial. A las tablas BGP del proyecto
RouteViews se puede acceder mediante ftp o mediante su servicio de descarga vía Web.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Los principales proveedores del proyecto se pueden ver en el siguiente gráfico:
RouteViews
Imagen15. Algunos Proveedores del Proyecto RouteViews
La visión del encaminamiento que ofrece RouteViews, aunque no es completa, pues
faltan ISPs, sí que es global a diferencia de otras aplicaciones que ofrecen una
perspectiva reducida, como son las herramientas Looking Glass.
El proyecto RouteViews ejecuta un script cada dos horas para generar una tabla de
encaminamiento.
Estos
ficheros
se
generan
en
la
página
oficial
http://archive.routeviews.org de manera dinámica. (Ref. [15])
Para el estudio se ha elegido una tabla BGP de cada año, desde 1997 hasta 2007.
BGPLAY
Existe una aplicación llamada BGPlay en el siguiente link perteneciente al proyecto
RouteViews: http://bgplay.routeviews.org/bgplay/ (Ref. [16])
Se trata de una aplicación JAVA que permite monitorizar el tráfico BGP que atraviesa
un nodo dado por el usuario. Para esto solicita una hora de inicio y de fin que deberán
coincidir con horas ya pasadas de las cuales RouteViews tenga la tabla BGP.
En base a la información almacenada por RouteViews este programa monitorizará el
tráfico que ha ido atravesando el nodo en el intervalo solicitado.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Imagen16. Aplicación BGPlay
5.4 Proceso de la Tabla BGP
Primeramente lo que se va a realizar es el proceso de la tabla BGP. Para ello
necesitaremos escoger una tabla cualquiera a realizar su estudio. Solamente nos interesa
la columna de las rutas. Con ella podremos formar un grafo para conseguir una visión
aproximada de la interconexión de las redes.
Este se realizará en dos pasos:
•
Creación de los ficheros Intermedios.
•
Creación de la matriz de adyacencia.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.1 Creación de los Ficheros Intermedios
Antes de la creación de la matriz, se van a generar unos ficheros intermedios para hacer
más sencilla su lectura. Esta va a leer una ruta y va a dividirla en parejas de AS, a su vez
las va salvando en dos ficheros distintos:
•
El fichero “analisis.dat” contiene únicamente las parejas de AS. Utilizado para el
análisis de los ficheros RouteViews y obtención de los parámetros de resultado.
•
El fichero “relaciones.dat”, además de dividirlo en parejas, pone una bandera
representada con un “*” para indicar que es una ruta distinta. Utilizado para la
obtención de las políticas comerciales, ya que es necesario observar la ruta
completa.
Por tanto, únicamente se necesita la columna Path, una vez realizado el filtrado, los
ficheros quedarían de la siguiente manera.
Análisis.dat
Relaciones.dat
234 266
234 266
266 266
266 266
266 3561
266 3561
3561 1221
3561 1221
3561 1221
*
…………
3561 1221
…………
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Para cada ruta (carácter de columna 60) hacer
Para cada AS hacer
Leer AS origen
Si AS destino es numérico (si es un AS)
Leer AS destino
Guardar pareja en analisis.dat y
relaciones.dat (vb.net)
Guardar pareja en parejas.dat (java)
Parejas++
Sino
Leer siguiente ruta
FinSi
Leer siguiente AS
FinPara
Guardar “*” en relaciones.dat
Leer siguiente ruta
FinPara
Devolver Parejas
Algoritmo2. Creación de los Ficheros Intermedios
5.4.2 Creación de la Matriz de Adyacencias
La matriz de adyacencia es una estructura que guarda los AS adyacentes de cada nodo.
Para su creación es necesario utilizar el archivo intermedio, analisis.dat, para la versión
de .net, ó del fichero parejas.dat en la versión en java.
Para este proyecto existen dos versiones de matriz adyacencia, calculadas de manera
diferente. Las estructuras obtenidas aunque sean distintas, producen los mismos
resultados. A continuación se expondrán más detalladamente y con mayor claridad.
- 78 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.2.1 Matriz Versión Java
INTRODUCCIÓN
En principio se decidió obtener un fichero conteniendo todas las rutas para a partir de él
generar, con un segundo script, la matriz de adyacencias. La obtención de todas las rutas
en el fichero intermedio llamado “rutas.txt” se realizó correctamente. Sin embargo, al
intentar representar rutas.txt mediante un Vector de vectores conteniendo todas las rutas
(para a continuación obtener la matriz) se produjo el siguiente error:
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Para evitar agotar la memoria reservada para la JVM se amplió su tamaño de forma que
no se vea superado. Esta ejecución esta se hizo extremadamente lenta y pesada, por lo
tanto habría que dar un nuevo punto de vista.
REPLANTEANDO EL PROBLEMA
Para el nuevo planteamiento el fichero inicial genera como fichero de salida
(parejas.txt) las parejas de AS encontradas en las rutas, sin excluir aquellas que se
repitan. A partir de este fichero será mucho más fácil calcular para cada sistema su lista
de adyacentes.
El número de enlaces del fichero parejas.dat no es el real, ya que en el fichero de
RouteViews una pareja de AS puede estar repetida en múltiples ocasiones, o
encontrarse en orden inverso.
MATRIZ DE ADYACENCIAS
Para obtener la matriz se ha empleado una tabla hash (Hashtable) que almacena
instancias de la clase AS.java. Esta clase contiene el identificador del SA y un vector
con los identificadores de los AS adyacentes al mismo. La clave empleada para el
almacenamiento en la tabla hash es el ASN.
- 79 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Imagen17. Matriz de Adyacencias Java
Se va a crear la clase Matriz.java que contiene un método estático que generará la
matriz de adyacencia El tiempo estimado de obtención de la matriz de adyacencias a
partir del fichero intermedio es de dos minutos.
Para cada pareja del fichero parejas.dat hacer
Leer AS origen
Leer AS destino
Si AS origen = AS destino
Se ha producido Prepend
Sino Si AS origen es ya un id de la Hashtable y no existe en el
vector de adyacentes
Añadir AS destino al vector de adyacencias del AS origen
Sino Si AS origen es ya un id de la Hashtable y existe en el vector
de adyacentes
Es un vecino repetido
Sino
Crear instancia de la clase AS.java con id=AS origen y añadir
AS destino al vector de adyacentes del AS origen
FinSi
Leer siguiente pareja
FinPara
Algoritmo3. Matriz de Adyacencias Java
5.4.2.2 Matriz Versión Vb.net
Sin hacer mayor hincapié en los problemas encontrados para esta versión, ya que se
tenía ya la experiencia suficiente en no volver a caer en ellos, teniendo bien clara la
estructura a realizar.
- 80 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Como en el caso anterior, se parte de un fichero de parejas, en este caso, llamado
analisis.dat. Se ha creado un array enlazado con una estructura de varios campos. Este
array guarda los AS origen, y se va generando dinámicamente la memoria requerida
para albergar dichos datos. Éste array está ordenado por ASN, teniendo enlazado para
cada AS con adyacentes, una estructura de cuatro campos enlazada.
Cada adyacente encontrado nuevamente para un AS origen, se crea una estructura que
va enlazándose automáticamente con memoria dinámica, con los siguientes campos:
•
ASN destino
•
Variable entera de Tránsito, que mide el grado de tránsito entre el AS origen y ese
AS destino
•
Variable booleana not-peer, que mide la posibilidad de Peering para e enlace AS
origen y AS destino.
•
Tipo de relación que sustenta el AS origen con el AS destino.
A continuación se muestra un ejemplo gráfico de cómo esta implementada esta
compleja estructura.
5
10
22
33
0
0
0
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451
0
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565
0
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…….
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0
0
0
false false false
…….
1
0
1221
false
…….
266 1221
1
0
0
0
3561
false false false
234
0
false
Imagen18. Matriz de adyacencias Vb
- 81 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Para cada pareja del fichero analisis.dat hacer
Leer AS origen
Leer AS destino
Si AS origen = AS destino
Se ha producido Prepend
Prepend++
Sino Si adyacencia [AS origen] existe and adyacencia [AS
origen].Adyacentes[AS destino].ASN != AS origen
(Si el AS origen es ya un id del array y no
existe en ASN destino de la estructura)
Redimensionar(adyacencia [AS origen].adyacentes[AS
destino])
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS destino].asdestino=AS
destino
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS destino].transito= 0
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS
destino].not_peer=false
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS destino].relacion=””
Sino Si adyacencia [AS origen] existe and adyacencia [AS
origen].Adyacentes[AS destino].ASN = AS origen
(Si el AS origen es ya un id del array y existe
en ASN destino de la estructura)
Es un vecino repetido
Sino
Crear nueva estructura enlazada para el AS origen con
adyacente suyo el AS destino
Redimensionar (adyacencia [AS origen])
adyacencia[AS origen] = AS origen
Redimensionar (adyacencia [AS origen].adyacentes[AS
destino])
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS destino].asdestino=AS
destino
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS destino].transito= 0
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS
destino].not_peer=false
adyacencia[AS origen].adyacentes[AS destino].relacion=””
FinSi
Leer siguiente pareja
FinPara
Devolver Prepend
Algoritmo4. Matriz de Adyacencias Vb
PROBLEMAS ENCONTRADOS
A modo de corolario de los pasos seguidos para la obtención de los resultados que a
continuación se mostrarán, se indican algunos problemas encontrados a la hora de leer
la tabla de encaminamiento:
- 82 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
La longitud de cada línea no es fija en los diferentes ficheros históricos (no siempre
en la misma posición comienzan las rutas). Incluso a veces no es fija en todas las líneas
de un mismo fichero, por ejemplo en el fichero utilizado del 1 de Enero de 1998.
Para solventar este problema se descartaron todas las líneas con longitud inferior a 60.
Además al leer una nueva línea se descartan todos sus caracteres anteriores al 51, para
finalmente, leer aquello que se encuentre tras el substring “ 0 “ existente justo antes de
cada ruta.
En las rutas se pueden encontrar varios SAs concatenados como pertenecientes a
un mismo destino. Por ejemplo:
1849 702 701 1673 {1677,1327,1324,1333,1325}
Dará lugar a las parejas:
1849 702
702 701
701 1673
1673 1677
1673 1327
1673 1324
1673 1333
1673 1325
5.4.3 Cálculo de las Métricas Básicas
Cuando la aplicación crea la matriz de adyacencia, calcula ciertos parámetros que se
antojan importantes a la hora del estudio a realizar. Todas éstas estadísticas se calculan
a medida que se va generando la matriz, por tanto en los algoritmos sólo se especificará
dicho cálculo.
Las estadísticas que se calculan son las siguientes:
- 83 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.3.1 Redes - Prefijos
Es el número de redes o prefijos que se pueden acceder de manera directa, pueden ser
accedidos por uno ó más interfaces. Únicamente habría que contabilizar los prefijos
reflejados en la columna Network.
En la tabla BGP están ordenados descendentemente, algunos suelen tener incluida su
máscara de red y una ruta óptima para accederles. El algoritmo de contabilización de
prefijos es el siguiente:
Abrir tabla BGP
Mientras existan rutas (mientras se crea la matriz)
Para cada ruta
Si Network es prefijo
Datos_estadisticas.Num_redes++
Sino
Es un Interfaz del prefijo anterior
FinSi
FinPara
FinMientras
Escribir Datos_estadisticas.Num_redes
Cerrar tabla BGP
Algoritmo5. Prefijos
5.4.3.2 Rutas
Es el número de caminos posibles que tiene la tabla BGP, habiendo una ruta por línea
de la tabla. Puede haber una o más por prefijo. Es la base de toda tabla de
encaminamiento. El algoritmo es el siguiente:
Abrir tabla BGP
Mientras existan rutas (mientras se crea la matriz)
Datos_estadisticas.N_rutas++
FinMientras
Escribir N_rutas
Cerrar tabla BGP
Algoritmo5. Prefijos
- 84 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.3.3 Interfaces / Red
Es interesante observar el número de rutas accesibles que tiene cada prefijo. Para cada
tabla de encaminamiento se contabiliza el número medio de interfaces por red, con el
fin de observar como aumenta cada año.
Toda red tiene un interfaz óptimo. En el caso de tener sólo un interfaz para acceder a
dicha red, éste será obviamente el óptimo por el que pasará todo el tráfico de
información.
……...
Datos_Estadistica.InterfazRed =
Datos_Estadistica.N_rutas/Datos_Estadistica.Num_
Redes
………
Algoritmo6. Interfaces / Red
5.4.3.4 Enlaces
Es el grado de interconexión que tiene la tabla de encaminamiento, es decir, el número
de parejas distintas que existe en el fichero intermedio eliminando los caminos
hinchados o Prepend.
Se calcula para cada AS origen, obteniendo el número de adyacentes de cada uno de
éstos. Cada enlace entre dos AS tiene su tipo de relación que se obtendrá mediante el
algoritmo de Lixin Gao.
El algoritmo para el cálculo del número de enlaces distintos eliminando los Prepend es
el siguiente:
- 85 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Para cada AS origen. Desde 0 hasta Adyacencia.longitud -1 hacer
Si existen adyacentes. Adyancencia(AS origen).NumAdyacentes
<> nothing
Para Desde 1 hasta Adyacencia(AS origen) -1 hacer
Si enlace no existe en sentido inverso
N_Enlaces(AS origen) ++
Sino
Enlace repetido
FinSi
Leer siguiente adyacente del AS origen
FinPara
Sino
No tiene más Adyacentes
FinSi
SumaEnlaces+= N_Enlaces(AS origen)
Leer siguiente AS origen
FinPara
DatosEstadistica.N_Enlaces=SumaEnlaces
Escribir DatosEstadistica.N_Enlaces
Algoritmo7. Enlaces
5.4.3.5 Parejas
El número total de parejas que se pueden dar en la tabla de encaminamiento es muy alto
y se contempla en el fichero analisis.dat que se genera mientras se lee la tabla BGP.
Aquí se muestran tanto las parejas y enlaces repetidos, como los AS que hacen Prepend.
………
Llamar a función crear archivos
intermedios
Devolver Parejas
Escribir DatosEstadistica.N_Parejas
………
Algoritmo8. Parejas
- 86 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.3.6 Sistemas Autónomos
También es importante el estudio del número de Sistemas Autónomos distintos
localizados en la tabla BGP, y la visión de cómo han ido evolucionando a lo largo de la
historia. Se puede comprobar la introducción y creación de AS nuevos, y el reparto de
los mismos por los registros de Internet.
El número de AS se obtiene sumando todos los AS origen que tengan algún adyacente,
sin olvidarnos de los AS destino que nunca son proveedores, por tanto sólo se
encontrarán en la estructura anidada y no en el array.
Para cada AS origen. Desde ASN1 hasta Adyacencia.longitud -1 hacer
Si existen adyacentes.
Adyancencia(AS origen).NumAdyacentes
<> nothing
AS++
Para Desde 1 hasta Adyacencia(AS origen) -1 hacer
Si adyacencia[AS origen].adyacentes[AS
destino].asdestino <> adyacencia[AS origen]
Distinto = true
Sino
AS repetido
FinSi
Si Distinto
AS++
FinSi
Leer siguiente adyacente del AS origen
FinPara
Sino
No tiene más Adyacentes
FinSi
Leer siguiente AS origen
FinPara
DatosEstadistica.N_SA=AS
Escribir DatosEstadistica.N_SA
Algoritmo9. Sistemas Autónomos
- 87 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.3.7 Países con Sistemas Autónomos
También a su vez, es importante conocer el número de países que tienen registrado
algún AS. En este caso se ha guardado en memoria una tabla que relaciona AS con su
localización.
Usando el algoritmo anterior, cada vez que se encuentre un AS nuevo, se va a hallar su
localización y se va a agregar a un array de países para mantener guardado el nombre
del país y el número de veces que un AS es de un mismo país.
En el siguiente algoritmo se contempla la metodología utilizada:
Para cada AS origen. Desde ASN1 hasta Adyacencia.longitud -1 hacer
Si existen adyacentes.
Adyancencia(AS
origen).NumAdyacentes <> nothing
AS++
.
País=Localizar Adyancencia[AS origen] en
Localización.txt
Si País = nothing
País=Desconocido
FinSi
Para Top_Paises(0) hasta Top_Paises.longutd-1
Si Top_Paises(i).Pais=País
Top_Paises(i).Num+=1
Sino
Redimensionar(Top_Paises)
Top_Paises(Top_Paises.longutd).País=País
Top_Paises(i).Num=1
FinSi
Leer siguiente País con AS
FinPara
Para Desde 1 hasta Adyacencia(AS origen) -1 hacer
Si adyacencia[AS origen].adyacentes[AS
destino].asdestino <> adyacencia[AS origen]
Distinto = true
Sino
AS repetido
FinSi
- 88 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Si Distinto
AS++
País=Localizar Adyancencia[AS origen]
en Localización.txt
Si País = nothing
País=Desconocido
FinSi
Para Top_Paises(0) hasta
Top_Paises.longutd-1
Si Top_Paises(i).Pais=País
Top_Paises(i).Num+=1
Sino
Redimensionar(Top_Paises)
Top_Paises(Top_Paises.longutd).País=País
Top_Paises(i).Num=1
FinSi
Leer siguiente País con AS
FinPara
FinSi
Leer siguiente adyacente del AS origen
FinPara
Sino
No tiene más Adyacentes
FinSi
Leer siguiente AS origen
FinPara
Ordenar (Top_Paises.Num) descendentemente
Escribir Top_Paises.Pais
Escribir Top_Paises.Num
Algoritmo10. Países con Sistemas Autónomos
5.4.3.8 Prepend
El Prepend o camino hinchado es una estrategia usada por los AS para engañar a los
router que busquen la ruta óptima, de tal modo que en la tabla de encaminamiento
aparece que tienen que pasar por más número de AS, pero en realidad es el mismo AS
que se relaciona consigo mismo.
- 89 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Hay un relativo alto porcentaje de ASs que usan esta técnica. Por tanto, consiguen
desviar el tráfico de sus routers para que tomen caminos alternativos. En el siguiente
algoritmo se explica el método usado con la ayuda de otros algoritmos.
………
Llamar a la función crear Matriz
Llamar a la función Numero de AS
Leer Prepend
Leer DatosEstadistica.N_AS
Escribir DatosEstadistica.Prepend
Si es AS Prepend nuevo
PrependAS ++
Sino
AS con Prepend repetido
FinSi
Escribir
DatosEstadistica.PorcentajePrepend=PrependAS/DatosEstadis
tica.N_AS
……….
Algoritmo11. Prepend
5.4.3.9 Grado Medio
El grado medio es uno de los datos más significativos para el estudio de la
interconexión, ya que mide el nivel de conectividad de los AS. Es probable que un AS
que esté situado en el Core esté realmente interconectado, en cambio un gran número de
AS Customer puede que estén únicamente conectados con otro AS.
Como ya se ha visto, el Core está muy fuertemente interconectado, por tanto el grado
medio de estos AS aumentará el grado medio de los AS de la tabla.
………
Llamar a la función Enlaces
Llamar a la función AS
Leer DatosEstadistica.Enlaces
Leer DatosEstadistica.N_AS
GradoMedio=DatosEstadistica.Enlaces/
DatosEstadistica.N_AS
Escribir DatosEstadistica.GradoMedio
………
Algoritmo12. Grado Medio
- 90 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.3.10 Tiempo de Creación de Estructura
Por último, una funcionalidad que no se refleja directamente en las tablas BGP pero dan
idea de la magnitud de las mismas, es el tiempo en conseguir crear los ficheros
intermedios y la matriz de adyacencias.
Este tiempo se ha ido controlando con un timer, justo al comienzo y término de los dos
procesos. Después, con un sencillo algoritmo se ha obtenido el tiempo total de creación.
5.4.4 Análisis RouteViews
En este apartado se van a analizar los algoritmos de las funcionalidades referentes a las
métricas básicas. En la aplicación se distingue por ser el Análisis RouteViews.
5.4.4.1 Prefijos de Redes
Una vez creada la matriz con todas las interconexiones de la tabla BGP reflejadas en
una misma estructura, es posible comenzar a analizarla paso a paso. Primeramente se va
a estudiar los prefijos de las redes y cuáles son los interfaces para poder alcanzarlas.
Se localizan en la tabla BGP en el campo Network. A ese prefijo se le pude acceder
mediante los interfaces reflejados en el campo NextHop mediante el primer AS de la
ruta que corresponda. Se adjunta un ejemplo:
Tabla6. Interfaces de una Red
- 91 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Toda red al tener normalmente más de un interfaz para poder acceder a ella, elige según
políticas de encaminamiento, un interfaz preferido que es óptimo para poder llegar a al
red, éste está representado por un “>”.
Abrir tabla BGP
Leer prefijo a encontrar
Mientras existan prefijos
Para cada prefijo de la tabla BGP hacer
Si prefijo = prefijo a encontrar
Mientras Interfaz pertenezca a prefijo
Escribir Interfaz en la tabla
Escribir AS puerta
Si es interfaz óptimo (carácter 2 es “>”)
Marcar en rojo interfaz y ruta óptima
FinSi
Leer siguiente interfaz
FinMientras
Sino
Leer siguiente ruta
FinPara
No existe dicha ruta en la tabla BGP
FinMientras
Cerrar tabla BGP
Algoritmo13. Prefijos de Rutas
Adicionalmente, en esta funcionalidad se adjuntan los interfaces más usados en cada
tabla BGP con los siguientes datos de cada uno:
•
Relación del Top de Interfaces con mayor tráfico.
•
Dirección IP del Interfaz por el que se debe atravesar para ir a una red.
•
Localización exacta del router.
•
Nombre / Descripción del Router.
•
AS puerta, por el que se debe ir para alcanzar la red destino.
Estos datos se reflejan en una tabla para poder analizar cuales son los Interfaces más
usados en dicha tabla BGP.
- 92 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.4.2 Top20 de Enlaces
La importancia de un AS, se mide por su grado de interconexión, por tanto el siguiente
objetivo es hacer un seguimiento a los 20 Sistemas Autónomos con mayor nivel de
interconexión, ordenados obviamente descendentemente según su grado.
Así se podría obtener cual es el AS más importante de cada año. Consultando en la base
de datos de los Sistemas Autónomos también se obtiene: su ASN, Grado, Localización,
Fecha de Alta, Descripción del AS. El algoritmo para hallar el top20 es:
Para cada AS origen. Desde 0 hasta Adyacencia.longitud -1 hacer
Si. Adyancencia(AS origen).NumAdyacentes <> nothing
Top20 Enlaces (i)=AS origen
i++
Si i=20
FinPara
FinSi
FinSi
FinPara
Ordenar(Top20Enlaces)
Si i<20
FinSub
Para cada AS origen. Desde 0 hasta Adyacencia.longitud -1 hacer
Si Adyancencia(AS origen).NumAdyacentes <> nothing
Si Adyancencia(AS origen).NumAdyacentes>
Adyacencia(Top20(19).Numadyacentes and Top20 Enlaces
(19) < AS origen
Top20 Enlaces (19) = AS origen
Ordenar(Top20Enlaces)
FinSi
FinSi
FinPara
Algoritmo14. Top20 Enlaces
5.4.4.3 Top20 de Prepend
Del mismo modo, es posible realizar un estudio de aquellos AS que realizan Prepend,
que realizan este engaño a los routers para conseguir esta modificación de la ruta
preferida, y lograr que no pasen por cierto AS.
Del mismo modo que el análisis de los AS con mayor grado, se puede obtener un Top20
de los AS que realizan la estrategia de caminos hinchados.
- 93 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Para cada AS origen. Desde 0 hasta Adyacencia.longitud -1 hacer
Si Adyancencia(AS origen).Prepend <> nothing
Top20 Prepend (i)=AS origen
i++
Si i=20
FinPara
FinSi
FinSi
FinPara
Ordenar(Top20Prepend)
Si i<20
FinSub
Para cada AS origen. Desde 0 hasta Adyacencia.longitud -1 hacer
Si Adyancencia(AS origen). Prepend <> nothing
Si Adyancencia(AS origen). Prepend >
Adyacencia(Top20Prepend (19).Prepend and Top20 Prepend
(19) < AS origen
Top20 Prepend (19) = AS origen
Ordenar(Top20Prepend)
FinSi
FinSi
FinPara
Algoritmo15. Top20 Prepend
5.4.4.4 Ordenación mediante el método de la Burbuja
Para conseguir el Top20 tanto de enlaces como de Prepend, se ha considerado realizar la
ordenación por el método de la Burbuja.
Para realizar la ordenación de ambas, primeramente se rellena el Array Top20 con los
veinte AS más enlazados/Prepend, se realiza una ordenación, y a partir de ahí se va
realizando comparaciones con los siguientes, si eran mayores que el situado en la
posición veinte, se realizaba el cambio, y se ordenaba de nuevo, para obtener cual es la
posición dentro del Top20 que debe colocarse dicho AS, así hasta recorrer el Array
entero. Dicho proceso se ha especificado anteriormente en el Top20 de ambos.
En el siguiente algoritmo se explica el método de la burbuja, que queda de la siguiente
manera:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Para i desde 0 hasta 18
Para j desde 0 hasta 18
Si Adyacencia(Top20(j)).NumAdyacentes/Prepend
< Adyacencia(Top20(j + 1)).NumAdyacentes/Prepend
Aux = Top20(j)
Top20(j) = Top20(j + 1)
Top20(j + 1) = Aux
FinSi
FinPara
FinPara
Algoritmo16. Ordenación mediante Burbuja
5.4.4.5 Localización Geográfica
Se ha decidido también analizar la localización geográfica de cada uno de los Sistemas
Autónomos, así como el reparto global de los mismos.
Para ello se ha consultado el siguiente análisis geopolítico de Caída:
http://www.caida.org/analysis/geopolitical/bgp2country/ utilizando el fichero
http://www.caida.org/analysis/geopolitical/bgp2country/as2country.txt que se ha
renombrado como “localizacion.txt”. (Ref. [17])
Por tanto, consultando un AS es fácilmente reconocible cual es su localización.
El algoritmo está especificado anteriormente en la metodología para hallar el número de
Países con algún AS, mostrando por pantalla el Orden del Top10 de los países con más
AS.
5.4.4.6 Análisis de un Sistema Autónomo
Es de gran utilidad que la aplicación obtenga los datos más significativos de un AS,
estos datos fueron recopilados en un fichero de Sistemas Autónomos, por tanto realiza
el mismo trabajo que el servicio de Whois, integrado en esta aplicación.
- 95 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Por tanto al estar ordenado por ASN, es fácilmente localizable dicho AS y rápido de
obtener sus datos.
Abrir fichero Datos_Localización
Leer ASN a analizar
Para ASN1 hasta ASN a analizar hacer
Leer siguiente fila
FinPara
Escribir ASN,IRR,Fecha,Nombre
Escribir Adyancencia(AS a analizar). Prepend
Escribir Adyancencia(AS a analizar).NumAdyacentes
Cerrar fichero
Algoritmo17. Análisis de un AS
5.4.5 Relaciones Comerciales
Para un correcto análisis de las políticas comerciales
se ha decidido emplear el
pseudocódigo de Lixin Gao.
Lixin Gao propone almacenar para cada enlace una serie de variables, tales como
“transito” y “not_peer”, en función de las cuales (junto con otros factores
correspondientes a los propios SAs, como es el grado) se establecerá la relación
comercial correspondiente al enlace.
Para poder representar esta estructura fielmente se tiene que ampliar la matriz de
adyacencias desarrollada, de forma que diese cabida a estos nuevos atributos.
Estos cambios fueron realizados en la versión Java, ya que la versión de vb.net ya viene
integrado estas variables en la estructura.
- 96 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
CAMBIOS REALIZADOS EN LA VERSIÓN DE JAVA
En primer lugar hay que modificar el vector de adyacencias de cada AS, en el cual se
iban añadiendo los identificadores de los SAs adyacentes, por una tabla hash formada
por instancias de la clase Enlace usando como clave el identificador del AS adyacente.
Se realizan los cambios pertinentes en el cálculo de la matriz de adyacencias para
almacenar, en cada AS, sus adyacentes de la forma explicada anteriormente.
Además, por cada ruta leída se establecerán en todos los enlaces que tomen parte en ella
el valor que corresponda a las variables indicadas por Lixin Gao (transito y not_peer).
Esta segunda forma de calcular la matriz requiere una mayor capacidad de cálculo, así
como un fichero intermedio distinto en el cual se indiquen los finales de ruta (puesto
que para el análisis de relaciones comerciales entre SAs es necesaria la valoración del
grado de cada Sistema dentro de las rutas en que tome parte). De esta manera
obtendremos el tipo de relación que unen a dos AS.
5.4.6 Relaciones Comerciales en Vb
El objetivo es identificar el tipo de relación comercial de cada enlace. Para conseguirlo
se usa una heurística creada por Lixin Gao en el artículo On inferring autonomous
System relationships in the Internet que se basa en tres principios:
•
Se necesita localizar el AS de la ruta con mayor grado de interconexión (mayor
proveedor), con esto se consigue obtener el sentido de los enlaces para hallar su
tránsito.
•
Es muy importante comprobar si para una pareja de AS, éstos están comunicados
unidireccional o bidireccionalmente.
- 97 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
•
Para delimitar cuales de los AS que mantienen una relación bidireccional, son
Peering o Sibling, se debe analizar un coeficiente de los grados de cada
interconexión de los AS.
Este algoritmo de detección de la relación comercial entre dos AS se realiza en tres
pasos:
1. CÁLCULO DEL TRÁNSITO
Previamente al cálculo del tránsito se ha debido calcular el grado de todos los AS. El
tránsito es una variable definida por Lixin Gao y nos informa de si hay tránsito entre
dos AS. Para ello, lo primero se analiza para cada ruta, cual es el AS con mayor grado
de interconectividad entre toda la ruta, es el llamado Top-Provider, y una vez
localizado, recorremos la ruta, desde el primer AS hasta el TopProvider, y desde el
siguiente hasta el TopProvider de la ruta, incrementando para dicho enlace un punto de
tránsito.
Para cada ruta de la tabla de encaminamiento hacer
Localizar el AS TopProvider
Para cada AS. Desde el Primer AS de la ruta hasta el
TopProvider
Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).transito+=1
FinPara
Para cada AS. Desde el Último AS de la ruta hasta el
TopProvider
Adyacencia(AS i+1).Adyacencias(AS i).transito+=1
FinPara
FinPara
Algoritmo18. Cálculo del tránsito
2. IDENTIFICACIÓN DE TIPOS
El segundo paso es realizar una identificación de los tipos de relaciones comerciales,
para ello se vuelve a recorrer la matriz identificando los enlaces anteriores al
TopProvider, siendo éstos de tipo C2P o Sibling, y los enlaces posteriores al
TopProvider, serían de tipo P2C o Sibling.
- 98 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Para cada ruta de la tabla de encaminamiento hacer
Para cada pareja de ASi y ASi+1
Si Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).transito=1 and Adyacencia(AS
i+1).Adyacencias(AS i).transito =1
Adyacencia(AS i+1).Adyacencias(AS i).relacion=”Sibling”
FinSi
Si Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).transito=1
Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).relacion=”C2P”
FinSi
Si Adyacencia(AS i+1).Adyacencias(AS i).transito=1
Adyacencia(AS i+1).Adyacencias(AS i).relacion=”P2C”
FinSi
FinPara
Algoritmo19. Identificación de Tipos
3. IDENTIFICACIÓN DE PEERING
El último paso es decidir cuales de las parejas de AS que son Sibling, mantienen una
relación de Peering. Esto se comprueba mediante la variable not-peer de la siguiente
manera. Una pareja de AS son P2P si no se produce tránsito entre ellas y si el
coeficiente de grados entre los dos AS es menor a una variable R. En la aplicación
se ha designado a R como 60.
Para cada ruta de la tabla de encaminamiento hacer
Para cada pareja de ASi y ASi+1 hasta el TopProvoder-1
Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).not-peer=true
FinPara
Para cada pareja de ASi y ASi+1 desde el TopProvoder+1 hasta Último
AS
Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).not-peer=true
FinPara
Si pareja de ASi-1 y ASi <> “Sibling” and ASi y ASi+1 <> “Sibling”
Si Adyacencia(ASi).NumAdyacentes >
Adyacencia(ASi+1).NumAdyacentes
Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).not-peer=true
Sino
Adyacencia(AS i-1).Adyacencias(AS i).not-peer=true
FinSi
FinSi
FinPara
Para cada ruta de la tabla de encaminamiento hacer
Para cada pareja de ASi y ASi+1
Si Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS i+1).not-peer=false
and
Adyacencia(AS i+1).Adyacencias(AS i).not-peer=false and
Adyacencia(ASi).NumAdyacentes/
Adyacencia(ASi+1).NumAdyacentes < 60 and
Adyacencia(ASi+1).NumAdyacentes/
Adyacencia(ASi).NumAdyacentes < 1/60
Adyacencia(AS i).Adyacencias(AS
i+1).relacion=”P2P”
FinSi
FinPara
FinPara
Algoritmo20. Identificación de Peering
- 99 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
5.4.7 Cálculo de las Relaciones Comerciales Particulares
El objetivo de esta funcionalidad es mostrar todas las relaciones o adyacentes que tiene
un AS origen, y clasificarlos por su relación comercial. De este modo se tendrá una lista
con todos los vecinos y su relación.
Para el AS a analizar.
Leer AS a analizar
Si Adyancencia(AS a analizar).NumAdyacentes <> nothing
Para cada adyacente i
Escribir Adyacencia(AS a analizar).Adyacencias(AS i).asdestino
Escribir Adyacencia(AS a analizar).Adyacencias(AS i).relación
FinPara
Sino
El AS no tiene Adyacentes o no existe en la tabla BGP
FinPara
Algoritmo21. Relaciones Comerciales Particulares
5.4.8 Visualización de Enlaces
Una herramienta muy útil de la aplicación es la posibilidad de visualizar en un mapa
mundi la relación de enlaces de dos modos distintos:
•
Ver los enlaces de un AS origen con los países que tiene relación con algún AS.
•
Ver el enlace entre dos AS
En el primer caso, se usará una notación de colores según el tráfico registrado entre el
AS origen y los distintos países con los que gurda relación. Teniendo tráfico bajo,
moderado y alto. Únicamente hay que ver con qué AS guarda interconexión, localizar el
país de éstos, y trazar una línea al país que pertenezca a dicho AS.
El color de la línea vendrá definido por el número de líneas que hay trazar. Para ello se
ha configurado un fichero de coordenadas de los países que tienen registrado algún AS
en los registros de Internet.
- 100 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
El fichero llamado coordenadas.txt tiene las coordenadas X,Y en el mapamundi de más
de 170 países.
#Modo 1. Enlaces de un AS
Para el AS a analizar.
Leer AS origen
Localizar AS origen en localización.txt
Localizar coordenadas AS origen en Coordenadas.txt
Si Adyancencia(AS origen).NumAdyacentes <> nothing
Para cada adyacente i
Leer Adyacencia(AS origen).Adyacencias(AS i).asdestino
Localizar AS destino en localización.txt
Localizar coordenadas de AS destino en Coordenadas.txt
Trazar línea entre las coordenadas XY origen y XY destino
Cambiar color de la línea de tráfico si es moderado o alto.
FinPara
Sino
El AS no tiene Adyacentes o no existe en la tabla BGP
FinPara
#Modo 2. Enlace entre dos AS
Leer AS origen, AS destino
Localizar AS origen, AS destino en localización.txt
Localizar coordenadas AS origen, AS destino en Coordenadas.txt
Leer tipo de relación entre los dos AS
Trazar línea entre las coordenadas XY origen y XY destino
Escribir Adyacencia(AS origen).Adyacencias(AS destino).relación
Algoritmo22. Visualizar Enlaces
5.4.9 Estudio Evolutivo
A su vez, para poder realizar una comparativa de las métricas básicas para las tablas
BGP registradas entre los diez últimos años, se han elaborado unas gráficas accesibles
desde la aplicación que muestran la evolución en el tiempo de las siguientes métricas:
•
Redes
•
Enlaces
•
Rutas
•
Número de Sistemas Autónomos
•
Sistemas Autónomos que hacen Prepend
•
Países con algún AS registrado
- 101 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
•
Grado Medio
•
Interfaces / Red
En los resultados y análisis de las tablas BGP se adjuntan para cada métrica, una tabla
de los once años de registros de las tablas, y un gráfico de cómo ha ido evolucionando
dicha métrica.
5.4.10 Datos Históricos
Del mismo modo se puede consultar en la aplicación una recopilación de las quince
métricas que se han considerado más importantes para cada año.
Estas están en un fichero llamado histórico.txt, ordenados por año. Desde la aplicación
es posible elegir el año a consultar y se mostrarán todos los datos obtenidos,
habiéndolos calculado para cada año.
Leer año a consultar
Abrir fichero histórico.txt
Para Año a consultar
Leer las quince métricas del fichero
Escribir los datos en la tabla
FinPara
Cerrar fichero
Algoritmo23. Datos Históricos
- 102 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
- 103 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
6. Evolución y Análisis de Resultados
Para este estudio se han escogido, como ya se ha comentado anteriormente, la primera
tabla BGP de cada año durante estos once años de registros en el proyecto RouteViews.
Estas tablas han sido ejecutadas por la aplicación obteniendo una gran multitud de
resultados que se han guardado en tablas y a continuación se van a analizar. Todos estos
resultados quedan recogidos en el recopilatorio de datos del fichero histórico.txt.
Se va a proceder al estudio evolutivo de las distintas métricas que se han destacado en el
análisis.
MÉTRICAS BÁSICAS
6.1 Evolución de las Métricas basadas en el campo Network
Los primeros pasos para realizar ésta visión global de Internet, pueden guiarse en
comenzar por el estudio de las redes y los prefijos accesibles mediante la tabla de
encaminamiento.
Estas métricas son las obtenidas mediante el estudio del campo Network y Next Hop
analizados por la aplicación.
De este modo se podrá observar la evolución en tres aspectos diferentes referidos al
estudio de los prefijos, pero íntimamente relacionados:
•
Número de Redes
•
Número de Rutas
•
Número de Interfaces medios por ruta
A continuación se muestra una tabla con la evolución de las métricas relacionadas con
lo prefijos:
- 104 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Número de Redes
56.531
60.419
55.839
70.706
94.935
115.306
126.162
148.795
165.892
190.561
228.052
Número de Rutas
457.784
510.338
756.905
929.285
2.182.017
4.403.058
5.735.662
7.579.238
7.173.447
8.655.955
8.784.102
Interfaces/Ruta
8,10
8,45
13,56
13,14
22,98
38,19
45,46
50,94
43,24
45,42
38,52
Tabla7. Evolución de las métricas de prefijos
Es fácilmente observable el incremento exponencial de estas métricas hasta el año 2004
aproximadamente, donde se produce una evolución en menor medida aunque también
significativa.
Todos estos parámetros han evolucionado sustancialmente excepto el número de
Interfaces por red que en el año 2004 tiene un punto de inflexión, con un consiguiente
descenso en los años posteriores.
6.1.1 Evolución del número de Prefijos
El número de redes, cuando se empezaron a registrar de modo público las tablas BGP,
en el año 1997, era de apenas unas 56.000 redes distintas. Éstas están ordenadas
descendentemente en la tala BGP, y son el resultado de la unión de todas las tablas de
encaminamiento BGP de los mayores proveedores del mundo registrados en el proyecto
RouteViews.
Éstas se han mantenido prácticamente constantes, sino con un pequeño incremento,
hasta el año 2000, donde habría incrementado hasta 70.000 prefijos. Su auge tuvo lugar
desde el 2001 hasta el 2007 donde cada año aumentaban en 20.000 prefijos hasta llegar
a las 230.000 redes actuales que tienen registrado su ruta de acceso por los proveedores
- 105 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
más importantes. En estos once años se ha cuadruplicado el número de prefijos. A
continuación se puede observar en la gráfica este hecho:
Evolución del Número de Prefijos
Prefijos
250.000
200.000
150.000
100.000
50.000
0
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
Gráfica1. Evolución del número de Prefijos
6.1.2 Evolución del número de Rutas
El número de rutas equivale al número de líneas que contiene la tabla BGP, a parte cada
una de ellas especifica el camino para alcanzar un prefijo.
Al igual que la evolución de los prefijos, el aumento del número de rutas se ha
mantenido constante hasta el año 2000, ya que desde los inicios con poco menos de
medio millón de rutas registradas hasta tres años después, en el 2000, solamente se ha
incrementado al doble, llegándose al millón de rutas.
A partir del 2000 y en los cuatro siguientes años se ha multiplicado por siete veces el
registro de rutas, alcanzándose los siete millones y medio. Actualmente sigue
incrementándose pero en menor medida hasta alcanzar los casi nueve millones de rutas
por tabla BGP.
- 106 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Es previsible este aspecto ya que es obvio que el número de rutas siga incrementándose,
en menor medida en la época actual, teniendo en 2004 la subida de mayor auge. A
continuación se puede observar en la gráfica este hecho:
Evolución del Número de Rutas
Rutas
10.000.000
9.000.000
8.000.000
7.000.000
6.000.000
5.000.000
4.000.000
3.000.000
2.000.000
1.000.000
0
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
Gráfica2. Evolución del número de Rutas
6.1.3 Evolución del número de Interfaces / Red
En número medio de rutas designadas para cada prefijo al igual que los prefijos y las
rutas como es obvio. Teniendo su auge en 2004 donde se dan de media 51 interfaces por
red. Esta métrica ha aumentado constantemente excepto en 1998 y 2000 donde tuvo un
estancamiento. Actualmente existen de media 39 interfaces por red.
Este hecho no quiere decir que se haya reducido el número de AS o de enlaces, sino que
el número de prefijos ha aumentado en mayor proporción que el número de rutas, por
tanto la media de interfaces por red desciende. Es deducible que cada vez se crean un
mayor número de redes, que es lo que realmente incrementa. En el siguiente gráfico se
puede observar esta métrica:
- 107 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Interfaces
Por Ruta
60
Evolución de la media de Interfaces / Ruta
50
40
30
20
10
0
Gráfica3. Evolución del número de Interfaces / Ruta
6.2 Evolución de las Métricas basadas en el campo Path
Mediante el estudio de estas métricas es posible ver como ha aumentado el crecimiento
global de Internet en el aspecto de la interconexión de Sistemas Autónomos. Las
siguientes tres métricas han sido obtenidas del estudio y análisis por medio de la
aplicación del campo Path. Las siguientes métricas a estudiar son:
•
Número de enlaces
•
Número de parejas
•
Número de Sistemas Autónomos
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Número de Enlaces Número de Parejas
5.657
1.447.030
6.143
1.575.206
8.727
2.118.802
12.816
2.619.015
14.589
6.488.781
25.764
12.240.293
30.740
16.907.248
37.745
22.973.395
41.753
21.043.635
46.775
25.984.013
53.149
27.264.208
Número de AS.
3.040
3.226
4.509
6.475
6.913
12.049
14.575
16.916
18.960
21.456
25.397
Tabla8. Evolución de las métricas de Enlaces y ASs
- 108 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Los resultados de estas métricas nos darán un enfoque de la evolución del tamaño y de
la topología global de Internet.
6.2.1 Evolución del Número de Enlaces
El número de enlaces, en los cinco años que van desde 1997 hasta 2001, tuvo un
crecimiento moderado y constante. En el año 2001 había ya tres veces más enlaces que
1997, hasta tener un total de 14.500 enlaces.
Su auge llegó en el año 2001 donde el número de enlaces se incrementaron en 11.000 en
sólo un año, llegando a 25.000. A partir de dicho año hasta el 2007, se ha incrementado
de forma constante en unos 5.000 enlaces por año hasta llegar a los 53.000 enlaces
actuales.
Por tanto en estos once años, se ha multiplicado el número de enlaces en precisamente
once veces. En el siguiente gráfico se puede ver este hecho:
Enlaces
Evolución de Enlaces
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
Gráfica4. Evolución del número de Enlaces
- 109 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
6.2.2 Evolución del Número de Parejas
El número de parejas es una medida algo engañosa, ya que si influye, si una ruta es muy
grande o bien si existen muchas rutas.
Su evolución es parecida a la de enlaces hasta el año 2004, donde se ve incrementado
de forma constante hasta 2001 y a partir de dicho año toma su auge incrementándose en
6.000.000 parejas en el 2001 ó lo que es lo mismo, doblando su cantidad.
A partir de dicho año se incrementará de manera exponencial hasta el 2004, como los
enlaces. En 2005 se verá esta evolución sorprendida por un leve descenso. Actualmente
existen un total de 27 millones de parejas, dieciocho veces más que en 1997. La
siguiente gráfica muestra su evolución:
Evolución de las Parejas
Parejas
30.000.000
25.000.000
20.000.000
15.000.000
10.000.000
5.000.000
0
Gráfica5. Evolución del número de Parejas
6.2.3 Evolución del Número de Sistemas Autónomos
El número de Sistemas Autónomos siempre ha aumentado, ya que no es normal que un
AS deje de estar registrado en un IRR, ya que tiene una infraestructura montada y la
comunicación con sus proveedores.
De los 65.535 posibles Sistemas Autónomos que pueden asignar los IRR, existen
alrededor de 25.000 AS en la tabla BGP del año 2007.
- 110 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Desde sus inicios en la tabla de encaminamiento de 1997 sólo se encontraron 3000 AS
distintos, que incrementaron en la misma medida que los enlaces y las parejas hasta
2001, donde se duplicó el número de AS.
En 2001 prácticamente se duplicaron hasta alcanzar los 12.000 AS. Y a partir del año
2002 hasta el 2007 se ha incrementado constantemente hasta llegar a los 25.000 AS.
En los últimos seis años se ha cuadruplicado el número de AS. Es posible observarlo en
la siguiente gráfica:
Evolución de los Sistemas Autónomos
ASs
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0
Gráfica6. Evolución del número de Sistemas Autónomos
6.3 Evolución del Grado
Se va a analizar el número de interconexiones que tienen de media los Sistemas
Autónomos. Estas métricas estudiadas se obtienen a partir de los nodos y de los enlaces.
A continuación se muestra una tabla con la evolución del grado de los Sistemas
Autónomos:
- 111 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Grado Máximo
589
640
1.012
1.458
1.518
2.491
2.559
2.393
2.381
2.407
2.405
Grado Medio
3,722
3,808
3,871
3,959
4,221
4,284
4,224
4,463
4,409
4,360
4,185
Tabla9. Evolución del Grado
Aproximadamente para alcanzar la red más alejada, o por la que hace falta pasar por
mayor número de AS, hace falta atravesar unos 8-11 AS como máximo. La media de
AS por ruta es de 4-5 AS.
6.3.1 Evolución del Grado Máximo
El grado máximo o el AS que más enlaces tiene ha sido siempre el ASN 701, UUNet
Technologies, situado en los Estados Unidos. La evolución del grado máximo es la
siguiente:
Grado Máximo
Evolución del Grado Máximo
3.000
2.500
2.000
1.500
1.000
500
0
Gráfica7. Evolución del Grado Máximo
- 112 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Aunque no es una métrica que refleje la topología de Internet, ya que es referente sólo a
un único AS, es interesante poder observar con cuántos AS adyacentes tiene el AS701
relación.
Esta métrica ha llevado una línea ascendente hasta 2002, siendo en el año 2001 donde
sufrió un crecimiento importante de 1.000 Sistemas Autónomos que se han enlazado
con UUNet Technologies, llegando a su cota más alta con 2559 sistemas.
A partir de 2003, éste AS ha sufrido un pequeño descenso en lo referente a su grado.
Actualmente está interconectado con 2.405 sistemas.
6.3.2 Evolución del Grado Medio
Es parámetro si es realmente importante para hacerse una idea del grado de
conectividad de la red. En el siguiente gráfico se puede comprobar su crecimiento:
Evolución del Grado Medio
Grado Medio
4,6
4,4
4,2
4,0
3,8
3,6
Gráfica8. Evolución del Grado Medio
Como se ha comprobado anteriormente, el número de AS y de enlaces crecía, pero esta
métrica nos dice que además de aumentar el número de nodos, aumenta también la
conectividad entre ellos, puesto que cada vez los nodos tienen más grado.
- 113 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Desde 1997 hasta 2002 el grado medio ha crecido en 0.6, hasta obtener casi 4 sistemas
autónomos y medio, aspecto que se alcanzará en año 2004, a partir de dicho año el
grado medio descenderá hasta el actual 4.2
La mayoría de los AS son Customers solamente tienen conexión con 1 o 2 ASs, en
cambio los miembros del Core tienen conexión con unos 10 ASs. La media es
aproximadamente de poco más de 4 ASs.
6.4 Evolución del Prepend
Esta métrica no es tan informativa como las anteriores sobre la topología, ya que
únicamente mide la propiedad que tienen los AS de tener un enlace consigo mismo en la
tabla BGP.
Esta estrategia no es real, es sólo usada para engañar a los routers y que elijan otro
camino. En la siguiente tabla es posible observar el crecimiento del número de AS que
hacen prepend y el porcentaje de AS que lo realizan:
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
ASs Prepend
381
461
838
1.322
1.455
2.593
3.361
4.281
4.835
5.418
6.679
Porcentaje Prepend
12,533
14,290
18,585
20,417
21,047
21,520
23,060
25,307
25,501
25,252
26,298
Tabla10. Evolución del Prepend
- 114 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
6.4.1 Evolución del Grado de Prepend
Durante los once últimos años el índice de Prepend ha aumentado de manera constante
y sin descenso. En la siguiente gráfica es posible ver cómo el número de AS que hacen
Prepend aumenta:
Prepend
Evolución del Prepend
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Gráfica9. Evolución del Grado de Prepend
El número de AS que hacen Prepend ha incrementado siempre y de manera constante, a
partir del año 2001, ésta métrica ha aumentado en mayor proporción hasta alcanzar los
casi 7.000 ASs.
6.4.2 Evolución del Porcentaje de Prepend
Cada vez el número de AS que realizan Prepend incrementa hasta llegar a que uno de
cada cuatro AS realicen al menos una vez Prepend. En el siguiente gráfico es posible
analizarlo:
- 115 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Evolución del % Prepend
% Prepend
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
Gráfica10. Evolución del Porcentaje de Prepend
El porcentaje de los ASs que realizan Prepend se ha duplicado en los últimos once años
hasta alcanzar el 26%.
6.5 Evolución de las Relaciones Comerciales
En este apartado se va a analizar el tipo de relación existente entre los Sistemas
Autónomos según la heurística de Lixin Gao. Separándolos en Peering, Sibling,
Customer to Provider y viceversa, se han obtenido los siguientes resultados, reflejaos en
la siguiente tabla:
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
P2C-C2P
97,892
97,756
98,606
98,799
98,371
98,363
98,243
97,659
98,007
98,128
98,387
P2P
1,392
1,214
0,585
0,492
0,466
0,318
0,455
0,557
0,539
0,472
0,537
Sibling
0,714
1,029
0,808
0,707
1,162
1,318
1,301
1,783
1,453
1,399
1,074
Tabla11. Evolución de las Relaciones Comerciales
- 116 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
El número de relaciones proveedor-cliente y viceversa ha ocupado siempre un altísimo
porcentaje dentro del total de relaciones entre los distintos SAs. Se han producido
variaciones en este tanto por ciento, pero de tan pequeña magnitud que se consideran
insignificantes, siendo bastante estable dicha proporción a lo largo del tiempo.
El porcentaje de enlaces del tipo Sibling siempre ha sido muy reducido, sin embargo
hasta el 2004 sufrió un notable crecimiento, de aproximadamente el 200%, para
posteriormente disminuir y estabilizarse. Quizás el crecimiento de enlaces de este tipo
que se puede apreciar del 2000 al 2004 se deba a una mayor necesidad de comunicación
entre los diferentes proveedores de acceso a Internet, por el continuo crecimiento de
clientes.
El porcentaje de enlaces del tipo peer-to-peer siempre ha sido muy reducido, sin
embargo su tendencia desde el año 1998 ha sido principalmente la disminución,
posiblemente debido a una mayor tendencia al Sibling entre SAs antes que al P2P
6.6 Evolución de las tablas BGP
En este apartado se va a analizar tanto los tiempos de creación de las distintas
estructuras para la construcción del grafo, como el peso de las tablas BGP.
En la siguiente tabla es posible ver el crecimiento de las tablas BGP en tiempo de
creación y en el peso de las mismas:
- 117 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Archivos
Intermedios(s)
Matriz de
Adyacencia(s)
9
10
16
17
50
128
187
292
315
467
368
8
9
15
23
50
198
267
363
406
420
478
Peso tabla
BGP(MB)
36
40
60
73
174
347
458
613
576
698
714
Tabla12. Evolución de las tablas BGP
6.6.1 Evolución de los Tiempos de Creación
Aunque el tiempo de creación no sea una métrica que ayude a observar la topología de
Internet, si es muy válida para dar una visión aproximada del tamaño de las tablas BGP
y el tiempo que tarda en procesarlas, tanto para la creación de los archivos intermedios
como para la matriz de adyacencias.
La creación de los ficheros intermedios siempre va en ascenso obviamente, excepto en
el último año que sufre un ligero descenso, su auge llega en el año 2002 cuando el
fichero BGP se dobla en tamaño.
Del mismo modo crecen los tiempos de creación de la matriz de adyacencias sin sufrir
ningún descenso hasta obtener dicha matriz en 2007 a los ocho minutos de duración
para procesar 714Mb de rutas.
- 118 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Tiempos de Creación
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Archivos Intermedios(s)
Matriz de Adyacencia(s)
Gráfica11. Evolución del Tiempo de Creación
6.6.2 Evolución del tamaño de la tabla BGP
El peso del archivo BGP tiene su gran auge desde el año 2001 hasta el 2003, donde
prácticamente no aumenta excesivamente hasta nuestra época.
Tamaño de la tabla BGP
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Gráfica12. Evolución del Tamaño de la tabla BGP
- 119 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
6.7 Evolución de la Repartición Geográfica
Este estudio puede ser realizado por la clasificación de zonas geográficas por su IRR y
por países.
6.7.1 Clasificación por Países
En esta sección se va a estudiar lo concerniente a la relación de los ASs con su
localización. De este modo es posible hacer estadísticas y estudios sobre la localización
geográfica de los sistemas.
6.7.1.1 Distribución Geográfica
La siguiente distribución geográfica hace referencia a una de las últimas tablas BGP
registradas y se han obtenido los siguientes países con el número de ASs que poseen:
Proporción de Sistemas
Autónomos
2410
169
149
135
113
108
105
88
87
63
58
51
51
49
34
U
A
LE SA
M
A
N
IA
C
O
R
RE
U
SI
A
A
D
EL
SU
U
R
N
IT
J
A
ED
PO
K
N
IN
G
DO
M
C
A
N
A
A
D
U
A
ST
R
A
LI
A
FR
A
N
C
IA
IT
H
A
O
NG LIA
K
O
N
G
B
R
A
SI
L
SU
IZ
U
A
C
R
A
N
IA
A
U
ST
R
ES IA
PA
Ñ
A
176
Gráfica13. Proporción de Sistemas Autónomos
- 120 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Como se puede ver la proporción de SA en el mundo actualmente está bastante
descompensada, ya que si se eliminan aquellos SA de los que no se sabe su localización,
la gran mayoría se encuentran en Estados Unidos, seguidos muy por debajo por
Alemania y Rusia.
Distribución de los SA
OTROS
36%
USA
50%
JAPON
3%
COREA DEL
SUR
3%
RUSIA
4%
ALEMANIA
4%
Gráfica14. Distribución de Sistemas Autónomos
Otra forma de ver esta información es mediante este gráfico que nos indica que Estados
Unidos tiene aproximadamente el 50% de los SA de todo el mundo, seguidas por las ya
nombradas Alemania y Rusia con un 4%.
El reparto continental de los SA es también muy desequilibrado a favor de
Norteamérica, seguida muy por debajo de Europa y Asia que están bastante parejas.
- 121 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Proporción de SA sin USA
E SP A ÑA
A US T R IA
UC R A N IA
SUIZ A
B R A SIL
H O N G KO N G
IT A LIA
F R A N C IA
A US T R A LIA
CANADA
UN IT ED KIN G D O M
JA P ON
C O R EA D EL SUR
R USIA
A LEM A N IA
0
50
100
150
200
Gráfica15. Proporción de Sistemas Autónomos sin EEUU.
Aquí se ha obtenido una gráfica del reparto de SA exceptuando a US. Como podemos
ver está bastante repartido este número de SA sin haber grades diferencias entre los
principales poseedoras de SA. España actualmente tiene registrados 34 SA, ocupando la
posición número 23 del ranking.
NOTA: Ha de comentarse que esta distribución está hecha con una relación de
países que no está actualizada al día de hoy, por tanto hay muchos ASs que no
tienen su localización definida y por tanto estos países incrementarían su número
de AS. De todos modos nos da una visión aproximada de la proporción de AS por
país comparado con otras naciones.
- 122 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
6.7.1.2 Repartición Geográfica Actual
En esta sección es posible analizar como está la localización geográfica en general. Para
ello no hace falta observar ninguna tabla BGP, sino el fichero de todos los AS, ya que es
posible que muchos ASs no estén contemplados en la tabla de encaminamiento.
Únicamente se mostrarán los datos de los AS registrados en las IRR.
En la siguiente tabla es posible ver el número de AS que tienen los países que se han
considerado más explicativos.
País
Estados Unidos
Russia
Reino Unido
Alemania
Canada
Italia
Francia
España
Total
Número de AS
15.549
1.562
1.333
1.126
859
473
457
234
21.593
% Total % Asignado
46,798
23,726
4,701
2,383
4,012
2,034
3,389
1,718
2,585
1,311
1,424
0,722
1,375
0,697
0,704
0,357
33.226
65.535
Tabla13. Repartición de los ASs actualmente
Estos son los AS que posee actualmente cada país en total. Se puede ver que los Estados
Unidos tiene casi la mitad de los ASs que están activos en la actualidad, es decir, de los
33.226 que tienen una localización definida.
Esto es así porque existen otros ASN que aún no están asignados, o bien que están
reservados por la IANA.
También se muestra en la tabla el porcentaje total de cada uno sobre la totalidad de los
ASs (65535), o bien, sobre únicamente los que estén asignados a un país.
España actualmente tiene registrados 234 ASs que suponen un 0.5% del total. Países
vecinos como Italia o Francia tienen registrados el doble de Ass.
- 123 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
En la siguiente gráfica se puede ver la superioridad de los Estados Unidos en lo
referente al número de AS registrados por país:
Proporción de AS por país
España
Francia
Italia
Canada
Alemania
Reino Unido
Russia
Estados Unidos
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
Gráfica16. Proporción de Sistemas Autónomos por País.
6.7.1.3 Número de Países con algún Sistema Autónomo
En esta fase se estudiarán el número de países que tienen al menos un AS en la tabla
BGP.
Año
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Países
97
102
117
130
123
123
128
127
126
125
125
Tabla14. Países con Sistema Autónomo
- 124 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Como se puede apreciar, el número de países apenas ha incrementado ya que en 1997 ya
había registrados 97 países con algún AS. Este dato aumentó hasta el año 2000 donde
llegó su auge con 130 países, descendiendo un poco hasta la actualidad donde parece
que se ha establecido en 125 países. En la siguiente gráfica se muestra de manera visual
este hecho:
Países con AS
Evolución del número de países
140
130
120
110
100
90
80
1 99
7
1 99
8
1 99
9
20 0
0
20 0
1
20 0
2
20 0
3
20 0
4
20 0
5
200
6
200
7
Gráfica17. Evolución del número de Países
6.7.2 Estudio de los Registros de Internet IRR
El siguiente análisis lleva a estudiar los registros de Internet en la actualidad, así como
los ASN que tienen asignados y aún no han sido otorgados, y los ASN que están
reservado por la IANA.
En la siguiente tabla se puede observar como están en la actualidad asignados los ASs.
- 125 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
IRR
Otorgados Asignados
16.490
761
ARIN
12.926
572
RIPENNC
2.403
618
APNIC
1.153
620
LACNIC
254
949
AFRINIC
6.192
Desconocido
Total
39.418
3.520
Total
17.251
13.498
3.021
1.773
1.203
6.192
42.938
Tabla15. Reparto de los AS en sus IRR
La columna de Otorgados es la referida a los que actualmente están asignados a algún
AS y en posesión suya. Hay cerca de 40.000 ASN otorgados.
La columna de Asignados son los ASN que pertenecen a un IRR, pero aún no ha sido
otorgado a ningún AS, sino que está en posesión del IRR.
La columna total, son lo ASN que tiene cada Registro tanto asignado como otorgado.
En la siguiente tabla se muestran porcentajes sobre la repartición de los ASN entre los
IRR:
IRR
ARIN
RIPENNC
APNIC
LACNIC
AFRINIC
Desconocido
Total
Total
% Total % Asignado
17.251
40,18%
26,32%
13.498
31,44%
20,60%
3.021
7,04%
4,61%
1.773
4,13%
2,71%
1.203
2,80%
1,84%
6.192
14,42%
9,45%
42.938
100%
65,52%
Tabla16. Reparto de los AS en porcentaje
La columna del porcentaje total, representa los porcentajes sobre el total de los posibles
ASN existentes, es decir, sobre los 65535. En cambio, la columna del porcentaje
asignado, representa el porcentaje únicamente sobre los que están en posesión de los
IRR, es decir, del total excepto los que tiene la IANA y los de uso privado.
- 126 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Los IRR con mayor número de AS son ARIN y RIPENCC en este orden que
representan el 70% del total. Seguidos de APNIC y, LACNIC y AFRINIC en menor
medida. Existe un 9% de AS que no tienen un IRR reconocido.
Como se puede observar el porcentaje asignado es de un 65,5%, que quiere decir que
sólo este porcentaje está asignado a los IRR. En la siguiente tabla se puede analizar el
porcentaje que falta que está asignado para otro uso.
Others
IANA
Private Use AS
Total
ASs
21.574
1.024
22.598
% Asignado
32,92%
1,56%
34,48%
Tabla17. Otros poseedores de ASs
El 34,5% restante está asignado y repartido de la manera que se puede apreciar en la
tabla.
Hay 21574 ASNs repartidos para la IANA. Del AS43008 al AS64511. Del mismo modo
hay 1.024 ASNs son de uso privado. Del AS64512 al AS65535
En el siguiente gráfico se muestra a los totales de ASN por cada IRR:
Repartición de los AS
Private Use AS
IANA
Desconocido
AFRINIC
LACNIC
APNIC
RIPENNC
ARIN
0
5000
10000
15000
20000
25000
Gráfica18. Repartición de los ASs entre las organizaciones
- 127 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
6.8 Evolución del Top20
Un apartado muy importante en este estudio es poder observar cual es el Top20 de los
AS más enlazados e importantes de todo Internet, obviamente la gran mayoría están
situados en el Core, que es la zona de Internet donde están más Interconectados los
Sistemas Autónomos.
En la siguiente tabla es posible ver como han ido alternándose las posiciones del Top20
en estos once años. Se muestran los Sistemas Autónomos que ocupaban dichas
posiciones:
Top20
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1997
701
3561
1239
1
2548
1913
2914
2497
1755
286
702
4200
1740
5413
3847
6453
4000
1849
5459
5696
1998
701
3561
1239
1
1913
2914
2548
293
702
1755
1740
286
4200
1673
5413
6453
3847
400
5696
5459
1999
701
3561
1239
1
2548
7018
2914
293
1740
6453
2497
6347
702
1755
721
286
5696
145
4200
5646
2000
701
1239
3561
7018
1
2914
2548
209
6453
6347
293
5378
702
2828
3549
1740
2497
1755
6461
3356
2001
701
1239
7018
3561
1
209
6461
2914
3549
2548
3356
6453
702
9057
6347
2828
293
1755
8297
1221
2002
701
1239
7018
3561
209
6461
1
702
4513
3549
2914
3257
3356
8918
6347
9057
6453
8297
4766
2828
2003
701
1239
7018
209
3561
1
3549
702
3356
2914
6461
4513
3257
6347
4323
7911
2516
1299
6395
4766
2004
701
1239
7018
209
3356
3549
3561
2914
6461
702
4513
3303
7132
4323
13237
8220
3246
3292
2828
3257
2005
701
7018
1239
3356
209
174
2914
3549
3561
6461
702
3303
4513
7132
4323
2828
6939
8220
3246
6395
2006
701
7018
1239
3356
209
174
4323
3549
6461
7132
3561
3303
702
4513
6939
2828
2914
8220
6395
1299
2007
701
7018
1239
174
3356
209
3549
4323
6461
7132
6939
3561
2828
702
2914
25462
1299
6395
8220
6453
Tabla18. Evolución del Top20 por ASN
El AS 701 es reconocido como el más importante ya que siempre ha estado en la
primera posición siendo el que mayor número de enlaces tiene.
Ha tenido tres AS que han ido a su estela, desde 1997-1999 fue el AS3561, desde 20002004 el AS1239, y desde 2005-2007 el AS7018. Se ha de destacar que el AS 1239 ha
desaparecido este año del Top20, al igual que el AS1 que desapareció en el año 2004.
- 128 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Por tanto, el seguimiento de los diez AS más enlazados queda de la siguiente manera:
TOP10 1997 1998
1
1
701
2
2
3561
3
3
1239
4
4
1
7018
3356
209
3549
11
9
702
174
1999
1
2
3
4
6
13
-
2000 2001 2002
1
1
1
3
4
4
2
2
2
4
5
5
4
3
3
20
11
13
8
6
5
15
9
10
13
13
8
-
2003
1
5
2
7
3
9
4
7
8
-
2004 2005 2006
1
1
1
7
9
11
2
3
3
6
3
2
2
5
4
4
4
5
5
6
8
8
10
11
13
6
6
2007
1
3
2
5
6
7
14
4
Tabla19. Evolución del Top20 por Posición
A continuación se muestra una gráfica de los diez AS que más veces han estado en este
top20, y por tanto, los más importantes a lo largo de la historia.
Top20
1
2
3
4
5
AS701
6
AS3561
7
AS1239
8
AS1
9
10
AS7018
11
AS3356
12
AS209
13
AS3549
14
15
AS702
16
AS174
17
18
19
20
Gráfica19. Evolución del Top20
- 129 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
En la siguiente tabla están registrados los datos de estos 10 AS para que estén
fácilmente reconocidos:
TOP10
Localización
IRR
Fecha Alta
701
3561
1239
1
7018
3356
209
3549
UNITED STATES
UNITED STATES
UNITED STATES
UNITED STATES
UNITED STATES
UNITED STATES
UNITED STATES
UNITED STATES
ARIN
ARIN
ARIN
ARIN
ARIN
ARIN
ARIN
ARIN
702
DESCONOCIDO
3/8/1990
UUNET - MCI Communications Services
7/10/1998
SAVVIS - Savvis
25/3/1991
SPRINTLINK - Sprint
20/9/2001
LVLT-1 - Level 3 Communications, Inc.
30/7/1996 ATT-INTERNET4 - AT&T WorldNet Services
10/3/2000
LEVEL3 Level 3 Communications
13/11/1998
ASN-QWEST - Qwest
21/3/2000
GBLX Global Crossing Ltd.
MCI EMEA - Commercial IP service provider
RIPE
N/A
in Europe
174
UNITED STATES
ARIN
16/5/1996
Descripción
COGENT Cogent/PSI
Tabla20. Descripción de Top10 de AS
Por último se va a mostrar el Top20 que se produjo en la primera tabla BGP registrada,
en Noviembre de 1997, y en una del mes de Mayo de 2007, para así poder observar los
AS que permanecen estos once años en la élite de importancia, así como el gran
aumento del número de enlaces en estos años.
- 130 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Primeramente se muestra el top20 de 1997:
Tabla21. Top20 de 1997
Seguidamente se muestra el top20 de 2007:
Tabla22. Top20 de 2007
- 131 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
- 132 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
7. COSTE ECONÓMICO
El proyecto se ha dividido en 8 fases para lograr su consecución. Son las siguientes:
TAREAS
1. Descripción Inicial del Proyecto
2. Recopilación de datos
3. Aprendizaje de los lenguajes, tecnologías y necesidades
4. Desarrollo de funcionalidades
5. Pruebas y depuración
6. Obtención y Análisis de Resultados
7. Documentación
8. Finalización del Proyecto
Tabla23. Tareas del proyecto
Estas tareas han de ser realizadas por un grupo de proyecto dividido en los siguientes
recursos humanos con el precio que cobran por hora trabajada:
Recursos
Director
Jefe de Proyecto
Analista-Programador
Programadores
Precio/Hora
45 €
35 €
30 €
15 €
Tabla24. Recursos humanos del proyecto
En la siguiente tabla se muestra para cada una de las ocho tareas, el total de horas
dedicadas por cada uno de los cuatro miembros del grupo de proyecto.
Para cada tarea se ha realizado un porcentaje aproximado de cada uno de los recursos, y
se muestra el coste total de las tareas.
Finalmente se muestra el coste total del proyecto que asciende a 20.350 euros, llevado a
cabo en un total de 8 meses.
- 133 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Tarea
Horas
1. Descripción Inicial del Proyecto
75
2. Recopilación de datos
30
3. Aprendizaje de los lenguajes,
tecnologías y necesidades.
45
4. Desarrollo de funcionalidades
300
5. Pruebas y depuración
25
6. Obtención y Análisis de
Resultados
60
7. Documentación
225
8. Finalización del Proyecto
20
TOTAL
780
horas
Recursos
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Director
Jefe de Proyecto
Analista/Programador
Programadores
Coste
40%
40%
20%
0%
20%
25%
50%
5%
5%
10%
25%
60%
0%
15%
10%
75%
5%
25%
55%
15%
10%
10%
70%
10%
5%
15%
55%
25%
60%
20%
15%
5%
2.850 €
995 €
1.005 €
5.850 €
735 €
1.830 €
6.300 €
785 €
20.350 €
Tabla25. Coste del proyecto
Este es el coste de recursos humanos, al que habría que sumarle el coste del Software y
Hardware. Al realizarse con un Sistema Operativo gratuito, su coste es de 0 euros. Las
aplicaciones en Java son de libre distribución. En cambio aplicación Visual Studio.net
Professional tiene un coste de 1295 Euros.
Por tanto el coste total del proyecto es de 21.645 Euros.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
8. CONCLUSIONES
8.1 Conclusiones Generales
El crecimiento de Internet es lineal y continuo tanto en el número de AS como en el
número de enlaces. El crecimiento de la interconexión es diferente según la zona. Existe
un Core de AS dentro de Internet que se interconecta más deprisa que el resto de AS,
que son clientes de este núcleo, los Customers.
Hay que tener muy en cuenta la importancia que tiene el proyecto RouteViews que
almacena los datos históricos de las tablas, así será posible el futuro estudio con mayor
exactitud de la evolución de las métricas y de los IRR que poseen los datos de los AS.
Estados Unidos posee el 40% de toda Internet, estando registrados totalmente en ARIN.
Europa le sigue con un 35% en RIPE y el resto con un 25%. Estas diferencias se van
estrechando lentamente porque Europa recorta porcentaje a Estados Unidos cada año.
Este proyecto está basado en datos guardados en los IRR siendo esto una inferencia, por
tanto, no es 100% exacto ya que no se poseen datos generales, pero si se puede obtener
una visión global de la evolución de la topología de Internet.
8.2 Conclusiones Numéricas y datos de Interés
Una vez realizado el estudio, se han obtenido unas conclusiones sobre los resultados,
sobre todo del año 2007, y de la evolución de los once años.
Gracias a la recopilación de las tablas BGP, se han obtenido un buen número de datos e
información sobre las rutas, sobre las topologías, componentes de cada AS.
Estas fuentes de datos no son completas ya que los IRR no contienen datos de todos los
ISP existentes, aunque sí de los más importantes.
Las relaciones comerciales que se han obtenido tampoco son ciertas del 100% ya que
son heurísticas, pero sí han logrado un nivel realmente alto de fiabilidad.
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En la primera parte del proyecto se han analizado las métricas básicas, que son las
obtenidas de cada una de las tablas BGP en un año particular.
•
El número de AS, enlaces y prefijos han aumentado de forma lineal durante
todos los años, hasta alcanzar los 25.000 AS, 50.000 enlaces y 225.000 redes
distintas. Todos estos datos son de una tabla BGP de Mayo del 2007.
•
La ruta más larga es de 10 AS, por tanto, ese es el número de AS que hay que
atravesar para llegar a su destino. La media aproximada es de 5 AS.
•
El grado medio es de 4.18 enlaces, siendo el máximo AS el AS701 con casi
2500 enlaces. En el año 1997 el grado de este AS era de 500 enlaces.
•
La media de de los interfaces / red asciende a 40.
•
Los AS que realizan Prepend han aumentado hasta un 25%, siendo un AS
Finlandés el que más lo realiza con cerca de 20.000 veces.
•
En cuanto a las relaciones comerciales, los p2c y c2p acumulan el 98% de las
relaciones teniendo un 1% los p2p y los Sibling.
•
El tiempo de creación de la matriz de adyacencias ha aumentado desde los 14
segundos en el año 1997, hasta los 14 minutos actuales.
•
Las tablas BGP han aumentado en tamaño desde los 37MB hasta los 714
actuales.
A continuación, un factor que se ha tenido muy en cuenta en el proyecto ha sido el
estudio sobre el Top20 de enlaces y de Prepend, y la repartición geográfica.
•
En el año 2007, existen 16 AS que pertenecen a ARIN y el resto a RIPE. Este
mismo caso se daba en el año 1997.
•
Estados Unidos es el país que mayor número de AS tiene en posesión, que en
este top20 todos son de ARIN. En cambio, los AS que pertenecen a RIPE están
más repartidos, en el Reino Unido, Alemania, entre otros.
•
Los tres primeros AS del top20 han sido prácticamente los mismos,
intercambiándose las posiciones excepto el top1 que siempre ha sido el AS701
localizado en Estados Unidos.
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•
Cada vez se van igualando las fuerzas entre los 5 IRR, aunque ARIN es el que
posee mayor número de AS.
•
La IANA posee 22.000 AS, ARIN 17.500 AS y RIPE 13.500 AS
aproximadamente.
•
Estados Unidos posee 13.000 AS, mientas que España posee 300
aproximadamente.
•
En la última tabla BGP, se han registrado 125 países con algún AS.
Es obvio que Estados Unidos posea tanta ventaja sobre cualquier otro país, ya que la
mayoría de los protocolos y tecnologías se desarrollan en este país y por tanto está muy
por delante de los demás.
•
La comparación por número de AS o por grado acumulado hace cambiar los
resultados. Hay países que tienen más AS que otros, pero a su vez están menos
interconectados.
•
La evolución de estos porcentajes es constante para APNIC y LACNIC, sin
embargo, ARIN va decreciendo y RIPE creciendo, aunque muy lentamente y la
distancia todavía se conserva amplia.
•
De entre los países, después de Estados Unidos los que más AS y grado tienen
son Alemania, Rusia, Reino Unido, Corea del Sur, Japón, Canadá y Holanda.
La distribución en las zonas de Internet ha tenido los siguientes puntos de gran
consideración:
•
El 70% de los AS pertenecen a los Customers, que son los ISP que dan servicio
a los usuarios finales. Éstos están conectados con 3 AS de media, aunque la gran
mayoría solamente tienen uno ó dos enlaces como máximo.
•
El 30% pertenecen a los Regional ISP que son los AS de paso de flujo de
información. Tienen aproximadamente siete enlaces.
•
El 5% pertenecen al Core, que es la zona de Internet más interconectada
teniendo más de doce enlaces como media.
•
El Core cada vez se está interconectando más, y los Customers crecen en mayor
proporción que las otras dos zonas.
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8.3 Estudios Futuros
•
Realización de una aplicación interactiva que analice el estudio de Internet en
tiempo real conectándose a las bases de datos de RouteViews y Caida.
•
Encontrar nuevas métricas que den una visión más clara de la topología.
•
Mayor aproximación de los datos gracias a tener mayor número de tablas BGP y
datos.
•
Estudiar las causas de esta evolución y cómo afectarán en el futuro dichos
factores.
•
Análisis en mayor profundidad de los puntos neutros y los IRR.
•
Hacer un estudio más intenso sobre la núcleo de Internet
•
Predecir qué ocurrirá cuando se terminen los AS disponibles.
•
Realizar este estudio con distintas heurísticas.
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9. GLOSARIO
ACK – Acknowledge. Mensaje de confirmación.
AFRINIC - African Regional Internet Resgistry. IRR Situado en África.
APNIC – Asia Pacific Network Information Center. IRR situado en Asia.
ARIN – American Registry for Internet Number. IRR situado en América.
ARP – Tabla que almacena direcciones IP y direcciones físicas.
AS - Autonomous System. Sistema Autónomo.
ASN - Autonomous System Number. Identificador del Sistema Autónomo.
BGP - Border Gateway Protocol. Protocolo estándar externo entre AS.
Backbone - Estructura principal por donde se transmiten datos.
Broadcast – Envío de mensajes a todos los componentes de la red.
CAIDA - Cooperative Association for Internet Data Analysis.
CatNIX - Catalunya Neutral Inernet eXchange. Punto neutro de Cataluña.
CIDR - Classless Inter-Domain Routing. Direcciones IP sin clase.
Core – Zona de Internet donde los AS forman la red más interna de Internet.
Customers - Zona de Internet donde los AS forman la red más externa de Internet.
DV - Distance Vector. Modo de encaminamiento.
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EGP - External Gateway Protocol. Protocolo externo de comunicación entre AS.
Extranet – Varias Intranets conectadas.
ESPANIX - España Neutral Internet eXchange. Punto neutron Español.
Frame Relay – Área local.
FTP - File Transfer Protocol. Protocolo de transferencia de datos.
GAN - Generic Access Network. Describe los sistemas de telecomunicación que
permiten un roaming.
Host – Máquina del usuario final.
IANA - Internet Assigned Numbers Authority. Autoridad que asigna ASN a los
Sistemas Autónomos.
ICMP - Internet Control Message Protocol. Protocolo de control de flujo.
IGP - Internet Gateway Protocol. Protocolos internos de comunicación dentro de un
AS.
Intranet – Red privada que utiliza los protocolos TCP/IP con salida o no a Internet.
IP - Internet Protocol. Protocolo de red.
IRR - Internet Routing Registry. Registros de Internet donde se guardan todo tipo de
datos entre AS.
ISP - Internet Service Provider. Proveedores de servicios.
LACNIC - Latin American and Caribbean Region. IRR situado en América latina y el
caribe.
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LAN - Local Area Network. Red de area local.
Linx - London INternet eXchange. Punto neutro Londinense.
MAC - Media Access Control. Dirección usada en las redes locales para acceder al
medio.
MAN - Metropolitan Area Network. Redes de área metropolitana.
Multicast – Envío de mensajes a varios componentes de la red.
Network – Prefijo de red.
Next Hop – Siguiente interfaz a visitar por el paquete.
OSI - Open System Interconnection.
OSPF - Open Shortest Path First.
P2P – Relación de Peering entre dos AS.
Prepend – También llamado camino hinchado. Realizado por los AS para engañar a los
routers con respecto a las políticas de encaminamiento.
Regional ISP - Zona de Internet donde los AS forman la red intermedia de Internet.
RIP - Routing Information Protocol. Basado en Vector distancias.
RIPE - Réseaux IP Européens. IRR situado en Europa.
Router - Dispositivo que conecta varias redes. Dispositivo que opera a nivel de red.
Subred – División de red en más pequeñas.
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Switch - Conmutador de paquetes a nivel enlace. Une varios host dentro de una red.
TCP - Transmission Control Protocol. Protocolo de transporte para la transmisión de
datos.
Token Ring – Área local.
Unicast – Envío de mensajes a un componente de la red.
WAN - Wide Area Network. Redes de área amplia.
WLAN – Wireless LAN. Redes inalámbricas de ámbito local.
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10. REFERENCIAS
Ref.1. [CREM07] Redes de Área. http://www.crema.unimi.it
Ref.2. [EXAU07] Modelo OSI. http://exa.unne.edu.ar
Ref.3. [MULT07] Tipos de Redes de Área. http://www.multi-online.com
Ref.4. [TLDP07] Direccionamiento IP. http://es.tldp.org
Ref.5. [ADRF07] Protocolo TCP. www.adrformacion.com
Ref.6. [TLDP07] DNS. es.tldp.org
Ref.7. [APNI07] APNIC. www.apnic.net
Ref.8. [ARIN07] ARIN. www.arin.net
Ref.9. [LACN07] LACNIC. www.lacnic.net
Ref.10. [RIPE07] RIPE NNC. www.ripe.net
Ref.11. [AFRI07] AFRINIC. www.afrinic.net
Ref.12.[LIXI00] Lixin Gao On inferring Autonomous System relationships in the
Internet
Ref.13.[ESPA07] Espanix. www.espanix.net
Ref.14. [CYMR07] Recopilación de datos IRR.
http://www.cymru.com/BGP/asnlookup.html
Ref.15. [ROUT07] Recopilación de tablas BGP. http://archive.routeviews.org
Ref.16. [ROUT07] Aplicación BGPlay. http://bgplay.routeviews.org/bgplay/
Ref.17. [CAID07] CAIDA. http://www.caida.org
Ref.18. [ROUT07] RouteViews Project. www.routeviews.org
Ref.19. [DANI98]Danica Vukadinovic. Analysis of the Autonomous System Network
Topology.
Ref.20. [MARI05] Mario C. Apuntes Transmisión de datos. Universidad Pontificia de
Comillas
Ref.21. [SANT98] Santos M. “Normas de Presentación de tesis, tesinas y proyectos”,
Universidad Pontificia de Comillas, 2ª Edición, MADRID, 1998.
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ANEXOS
En este apartado se muestran los dos manuales de usuario de las aplicaciones realizadas.
El primero de ellos se refiere a la versión en java mediante la ventana de comandos, y el
segundo es para la versión vb.net mediante una interfaz gráfica.
También se muestran los índices de Imágenes, Tablas, Gráficas y Algoritmos.
Anexo1. Versión Vb.net
Una vez instalado el programa en un equipo que posea el Framework 1.0 para poder
ejecutar el programa bajo ese entorno, se obtiene la presentación:
Y la pantalla principal de la aplicación.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Desde esta vista principalmente se pueden realizar cuatro pasos:
•
Cargar un fichero BGP para llevar a cabo su análisis
•
Acceder de las gráficas del estudio evolutivo ya cargadas en la aplicación
•
Acceder a las tablas de datos históricos ya cargados en la aplicación
•
Salir de la aplicación
0. Menú Principal
En el menú principal aparecen cinco links para poder acceder a las funciones que
proporciona el software.
El Análisis RouteViews y las Relaciones Comerciales, son específicos de cada tabla
BGP, por tanto, no se podrá acceder a ellos hasta que no se haya cargado un fichero de
encaminamiento, así que, al inicio aparecerán deshabilitados.
En cualquier instante se podrá consultar tanto el Estudio Evolutivo como los Datos
Históricos, mediante sus respectivos enlaces.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Del mismo modo es posible volver al inicio del programa mediante el enlace Inicio.
NOTA: Este menú también puede ser accedido idénticamente mediante la opción
de Herramientas
1. Análisis RouteViews
Para poder analizar un fichero BGP es necesario cargarlo en memoria, para ello al
pulsar sobre el botón
, se abrirá una ventana de elección del fichero BGP.
Como se puede observar, la extensión de estos archivos según son descargados de la
Web RouteViews, tienen el formato .dat, y como nombre:
oix-full-snapshot-aaaa-mm-dd-hhmm(año-mes-día-hora-minutos).dat
Una vez seleccionada una tabla BGP, se procede a crear los ficheros intermedios y la
matriz de adyacencia.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
1.1 Creación de Ficheros Intermedios
Nada más seleccionar una tabla BGP, se empieza a crear los ficheros intermedios con la
consecución de los siguientes resultados:
De esta lectura de la tabla BGP ya se pueden obtener resultados significativos de dicha
tabla de encaminamiento como pueden ser:
•
El Estado de los ficheros Intermedios: Creando…, ¡Creada!
•
Fecha de la tabla BGP seleccionada: Mes.’Año
•
Tiempo transcurrido en crear los Ficheros Intermedios
•
Redes o prefijos que existen en la tabla
•
Rutas totales leídas
•
Parejas de Sistemas Autónomos obtenidas de las rutas
•
Errores de formato de la tabla BGP
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Una vez creados los Ficheros Intermedios, es posible cancelar la creación de la Matriz
de adyacencia mediante
.
O bien, proceder a la creación de la misma mediante el botón
.
1.2 Creación de la Matriz de Adyacencias
Una vez pulsado el botón para crear la matriz, se procede a su generación mediante la
siguiente ventana informativa, mostrando los siguientes datos una vez creada.
De esta lectura de los Ficheros Intermedios se pueden obtener resultados significativos
de la tabla de encaminamiento como pueden ser:
•
El Estado de la Matriz de Adyacencia: Creando…, ¡Creada!
•
Tiempo transcurrido en crear la Matriz de Adyacencias
•
Número de Sistemas Autónomos distintos de la tabla BGP
•
Grado Medio de dichos ASs
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•
Número de enlaces
Una vez creada la matriz de adyacencia es posible no ver las estadísticas generales de la
tabla BGP mediante
O bien, proceder a ver las estadísticas totales generadas a partir de la tabla BGP
pulsando el botón
.
1.3 Estadísticas de la tabla BGP
En esta sección se muestran las estadísticas de toda la tabla BGP para poder obtener una
visión global de la topología de Internet.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Los siguientes datos mostrados son mezcla de la creación de los ficheros intermedios,
de la matriz de adyacencias y algunos que se han creado seguidamente, que son:
•
Tiempo transcurrido en la creación de los ficheros y la matriz
•
Número de redes, rutas, enlaces, parejas, ASs, grado medio ya obtenidos
•
Interfaces medios por red
•
Países que poseen al menos un AS
•
Sistemas Autónomos que realizan Prepend y su porcentaje
A partir de este momento ya se pueden analizar las métricas y las relaciones
comerciales.
2. Análisis RouteViews
Para acceder al submenú del análisis se puede acceder mediante el enlace
, o bien, mediante Herramientas -> Análisis RouteViews. Y se van a
obtener distintas funcionalidades y métricas analizadas a partir de los ficheros BGP.
Obteniendo el siguiente submenú:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
2.1 Redes
En este apartado se analizan las redes o prefijos de la tabla BGP mediante la siguiente
ventana:
Si se introduce un prefijo cualquiera, se pulsa el botón
, y existe dentro de
la tabla BGP, nos muestra los interfaces por los que puede ser accedido y en rojo, el
preferido.
- 155 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
También es posible analizar otro prefijo mediante el botón
, o bien,
visualizar los Interfaces más utilizados en la tabla BGP mediante el link
, obteniendo la siguiente información:
Para poder acceder a otro análisis y cerrar dicha venta siempre se realizará mediante el
botón
.
2.2 Top20 de Enlaces
Se analizan para todos los AS posibles cual es el top20 de los más importantes y
enlazados obteniendo el siguiente resultado:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Es posible Exportar dicha tabla a un fichero de extensión .txt mediante el botón
, obteniendo el siguiente asistente:
En este asistente para la exportación se puede elegir una ruta donde se desea salvar el
fichero mediante el botón
botón
, y una vez seleccionada la ruta, se pulsa el
, para llevar a cabo dicha exportación.
- 157 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
2.3 Top20 de Prepend
Al igual que en el grado de interconexión, también es posible obtener los veinte ASs
que realizan más veces la técnica de los caminos hinchados. Esta pantalla tiene las
mismas propiedades y el mismo formato que el anterior:
2.4 Analizar un Sistema Autónomo
Mediante esta funcionalidad es posible introducir un AS y obtener, tanto las cinco
propiedades dadas por el servicio Whois que son generales, como el número de enlaces
y de Prepend que son particulares para cada tabla BGP.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Introduciendo un ASN y pulsando el botón
, obtenemos dichos datos que
se mostrarán en la siguiente tabla.
También es posible realizar un análisis de AS distinto pulsando el botón
.
2.5 Estadísticas
Pulsando sobre dicho enlace obtenemos la misma pantalla de estadísticas obtenidas de
la tabla BGP.
- 159 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
3. Relaciones Comerciales
Para acceder al submenú de las relaciones comerciales se puede acceder mediante el
enlace
, o bien, mediante Herramientas -> Relaciones
Comerciales. Y se van a obtener para los distintos enlaces, cual es la relación que
mantienen entre los AS. También es posible visualizarlo en el mapamundi.
Obteniendo el siguiente submenú:
3.1 Relaciones Comerciales Globales
Este apartado recorre la matriz de adyacencia completa, analizando para cada enlace de
que tipo es, y obteniéndolo en una suma total para cada relación según la heurística de
Lixin Gao. En la siguiente pantalla se puede obtener esta vista:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Informa del número de Enlace totales, así como su división en las distintas relaciones:
C2P, P2C, Sibling, Peering
3.2 Relaciones Comerciales Particulares
En esta sección se obtienen las relaciones que tiene un AS con todos sus adyacentes
clasificando cada una de ellas según sea su relación.
Al introducir un ASN y pulsar el botón
, muestra el número de adyacentes
que tiene dicho AS y para cada uno de ellos muestra su relación comercial.
- 161 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Es posible también realizar una nueva consulta mediante el botón
.
3.3 Obtener los enlaces en el Mapamundi
Esta visualización obtiene mediante coordenadas en el mapamundi los distintos enlaces
de cada AS que se introduzca.
- 162 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Hay dos variantes:
•
Visualizar los enlaces que tiene un AS en concreto
pulsar
y
.
Al introducir un ASN, inmediatamente se recorre la matriz y se van trazando línea con
los países que tiene relación.
Se pueden distinguir tres colores de enlace:
•
Enlaces Verdes -> Tráfico Bajo
•
Enlaces Azules -> Tráfico Moderado
•
Enlaces Rojos -> Tráfico Alto
- 163 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
•
Visualizar el enlace que mantienen dos ASs, si existen, en caso contrario se
informará que no existe algún AS en la tabla BGP, o bien, que no mantienen
relación.
En el caso de que exista dicha relación se mostrará el siguiente gráfico:
y pulsar
.
También se obtiene la localización de cada uno, y el tipo de relación mantenida, si
existe.
Del mismo modo se genera información adicional, pulsando el botón
, que
informa si un AS adyacente se encuentra en el mismo país que el origen, o si un AS no
se puede localizar en la tabla.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
También es posible salvar la visualización mediante
nuevos mediante
, y/o analizar AS
.
4. Estudio Evolutivo
Para acceder al submenú de la evolución se puede acceder mediante el enlace
, o bien, mediante Herramientas -> Estudio Evolutivo. Y se van a
mostrar las ocho gráficas más significativas que ayudarán a dar una visión global a la
topología de Internet.
Obteniendo el siguiente submenú:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Las gráficas que se pueden visualizar son las referentes a las siguientes métricas:
Redes, Enlaces, Rutas, Grado Medio, AS, AS Prepend, Países con AS, Interfaces / Red.
Como muestra se expone un ejemplo de la visualización de una gráfica:
Del mismo modo se puede ir recorriendo todas las gráficas accediendo a los distintos
enlaces.
5. Datos Históricos
Para acceder al submenú de la evolución se puede acceder mediante el enlace
, o bien, mediante Herramientas -> Datos Históricos. Y se van a mostrar
los datos de las distintas métricas en los once años de la existencia de las tablas BGP en
el proyecto RouteViews.
Se obtiene la siguiente pantalla de inicio:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
El año se puede elegir en el combo de selección
. Es posible ver los
datos desde 1997 hasta 2007, resultando de la siguiente forma:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
6. Salir de la aplicación
Para abandonar la aplicación es posible realizarlo mediante los botones
ó
de la pantalla principal de RouteViews. O bien, mediante Archivo -> Salir, en todos
los casos se preguntará antes de Salir, para su confirmación.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Anexo2. Versión Java
En primer lugar es necesario copiar todos los ficheros .java, así como localizacion.txt en
la carpeta donde se desee llevar a cabo la ejecución.
A continuación abrir la carpeta ficheros routeviews y escoger el fichero de RouteViews
que se desea analizar, descomprimirlo en la misma carpeta donde estén los ficheros
.java y cambiarle el nombre original por rutas.dat.
Si se desea emplear otro fichero de RouteViews distinto a los suministrados por esta
aplicación, se podrá descargar el fichero deseado de la página de RouteViews
(www.routeviews.org) (Ref. [18]). El único requisito que se ha de seguir es renombrar
este fichero a “rutas.dat” una vez descomprimido.
Una vez hecho esto se ha de compilar la aplicación (compuesta por los ficheros
anteriormente descritos), para realizar esta tarea es necesario tener JDK instalado. Para
compilar desde línea de comandos basta situarse en la carpeta donde estén los ficheros
fuente y ejecutar el siguiente comando:
javac *.java
Una vez compilada la aplicación es posible ejecutarla desde línea de comandos
llamando a la clase ejecutable Main mediante el comando:
java Main
Una vez hecho esto se mostrará el menú principal, como se puede observar a
continuación:
- 169 -
ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
1. Analizar el Top20 o la distribución geográfica
De elegirse la opción 1 se tendrá que esperar un tiempo estimado entre 30 segundos y 9
minutos (en función del tamaño del fichero RouteViews seleccionado) para que la
aplicación obtenga el fichero intermedio en base al cual podrá generar la matriz de
adyacencias para llevar a cabo las actividades que se le soliciten.
Una vez generado el fichero intermedio se indicará el tiempo transcurrido, el número de
rutas y el número de parejas almacenadas en el fichero intermedio (estas parejas son
muchas más del número real de enlaces, ya que muchas de ellas estarán repetidas).
Finalmente se mostrará el siguiente submenú, donde hay que elegir entre obtener el
Top20 (20 SAs con mayor grado) o la distribución geográfica:
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
1.1 Analizar el Top20:
Se debe esperar un tiempo estimado entre 4 segundos y 2,5 minutos para la generación
de la matriz de adyacencias, tras lo cual se indicará el tiempo transcurrido, el número de
Sistemas Autónomos implicados, el número de enlaces existentes, el número de SAs
que hacen prepend, así como el porcentaje de Sistemas que hace prepend.
Además se muestran por orden los 20 SAs con mayor grado, junto a su grado y su país.
A continuación se detallan los 20 SAs que realizan prepend con mayor frecuencia,
también por orden y junto a su grado y su país.
Finalmente se indica el grado medio.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
1.2 Analizar la distribución geográfica:
Se debe esperar un tiempo estimado entre 4 segundos y 2,5 minutos para la generación
de la matriz de adyacencias, tras lo cual se nos indicará el tiempo transcurrido, el
número de Sistemas Autónomos implicados, el número de enlaces existentes, el número
de SAs que hacen prepend, así como el porcentaje de Sistemas que hace prepend.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
A continuación se muestran, de mayor a menor cantidad de SAs, los distintos países que
tienen algún SA que toma parte en este fichero de RouteViews, indicando para cada
país el número de SAs asociados.
Al final se indica el número de países implicados en este análisis.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
2. Analizar las Relaciones Comerciales entre ASs
De elegirse la opción 2 se debe esperar un tiempo estimado entre 1 y 11 minutos (en
función del tamaño del fichero RouteViews seleccionado) para que la aplicación
obtenga el fichero intermedio en base al cual podrá generar la matriz de adyacencias
para análisis de relaciones comerciales.
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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE LA EVOLUCIÓN DE LA TOPOLOGÍA DE INTERNET MEDIANTE LAS TALAS BGP
Una vez generado el fichero intermedio se indicará el tiempo transcurrido, el número de
rutas y el número de parejas almacenadas en el fichero intermedio (estas parejas son
muchas más del número real de enlaces, ya que muchas de ellas estarán repetidas).
Finalmente se mostrará el siguiente submenú, donde deberemos elegir entre obtener un
resumen global de las relaciones comerciales u obtener las relaciones comerciales de un
AS concreto:
2.1 Análisis global:
Se debe esperar un tiempo estimado entre 7 segundos y 2,5 minutos para la generación
de la matriz de adyacencias, tras lo cual se indicará el tiempo transcurrido, el número de
Sistemas Autónomos implicados, el número de enlaces existentes, el número de SAs
que hacen prepend, así como el porcentaje de Sistemas que hace prepend.
A continuación se indica el número de relaciones que se dan de cada tipo (P2C-C2P,
SIBLING y P2P), así como el porcentaje representado por cada tipo de relación.
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2.2 Análisis de las relaciones comerciales de un SA concreto:
Se solicitará el ID de dicho Sistema. Una vez se le introduzca por teclado el SA a
analizar, habrá que esperar un tiempo estimado entre 7 segundos y 2,5 minutos para la
generación de la matriz de adyacencias, tras lo cual se indicará el tiempo transcurrido, el
número de Sistemas Autónomos implicados, el número de enlaces existentes, el número
de ASs que hacen prepend, así como el porcentaje de Sistemas que hace prepend.
A continuación se lista para cada enlace del SA solicitado el tipo de relación y el
Sistema adyacente que es el destinatario de dicha relación.
Finalmente se indica el número de relaciones de cada tipo que mantiene el AS que esta
siendo objeto de análisis (P2C, C2P, SIBLING y P2P), así como el porcentaje
representado por cada tipo de relación.
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En caso de no existir el SA cuyas relaciones comerciales se desean analizar se mostrará
el siguiente mensaje:
Para salir de la aplicación basta con volver al menú principal y seleccionar la opción 3
(Salir).
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Anexo3. Índice de Imágenes
Imagen1: Redes de Área.............................................................................................. 25
Imagen2: Arquitectura de niveles OSI........................................................................ 26
Imagen3: Tipos de Redes de Área............................................................................... 31
Imagen4: Correspondencia modelo OSI-TCP/IP....................................................... 35
Imagen5: Clases de direcciones IP............................................................................. 38
Imagen6. Fiabilidad en el envío de paquetes.............................................................. 44
Imagen7. Técnica de ventanas deslizantes.................................................................. 45
Imagen8. Sistema Autónomo....................................................................................... 51
Imagen9. Interconexión de Sistemas Autónomos........................................................ 53
Imagen10. Protocolo BGP.......................................................................................... 56
Imagen11. Repartición de los IRR............................................................................... 63
Imagen12. Logotipos de los IRR................................................................................. 63
Imagen13. Las Zonas de Internet............................................................................... 68
Imagen14. Servicio Whois.......................................................................................... 72
Imagen15. Algunos Proveedores del Proyecto RouteViews...................................... 75
Imagen16. Aplicación BGPlay................................................................................... 76
Imagen17. Matriz de Adyacencias Java.................................................................... 80
Imagen18. Matriz de adyacencias vb........................................................................ 81
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Anexo4. Índice de Tablas
Tabla1: Direcciones IP reservadas............................................................................ 39
Tabla2. Métodos de resolución de nombres............................................................... 47
Tabla3. Tabla BGP..................................................................................................... 60
Tabla4. Las Zonas de Internet en números................................................................. 68
Tabla5. Fichero recopilatorio de Sistemas Autónomos.............................................. 73
Tabla6. Interfaces de una Red..................................................................................... 91
Tabla7. Evolución de las métricas de prefijos............................................................ 105
Tabla8. Evolución de las métricas de Enlaces y ASs.................................................. 108
Tabla9. Evolución del Grado...................................................................................... 112
Tabla10. Evolución del Prepend................................................................................. 114
Tabla11. Evolución de las Relaciones Comerciales................................................... 116
Tabla12. Evolución de las tablas BGP....................................................................... 118
Tabla13. Repartición de los ASs actualmente............................................................ 123
Tabla14. Países con Sistema Autónomo.................................................................... 124
Tabla15. Reparto de los AS en sus IRR...................................................................... 125
Tabla16. Reparto de los AS en porcentaje................................................................. 126
Tabla17. Otros poseedores de ASs............................................................................. 127
Tabla18. Evolución del Top20 por ASN.................................................................... 128
Tabla19. Evolución del Top20 por Posición............................................................. 129
Tabla20. Descripción de Top10 de AS...................................................................... 130
Tabla21. Top20 de 1997............................................................................................ 131
Tabla22. Top20 de 2007............................................................................................ 131
Tabla23. Tareas del proyecto.................................................................................... 133
Tabla24. Recursos humanos del proyecto................................................................ 133
Tabla25.Coste del proyecto...................................................................................... 134
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Anexo5. Índice de Gráficas
Gráfica1. Evolución del número de Prefijos.............................................................. 106
Gráfica2. Evolución del número de Rutas.................................................................. 107
Gráfica3. Evolución del número de Interfaces / Ruta................................................ 108
Gráfica4. Evolución del número de Enlaces.............................................................. 109
Gráfica5. Evolución del número de Parejas.............................................................. 110
Gráfica6. Evolución del número de Sistemas Autónomos......................................... 111
Gráfica7. Evolución del Grado Máximo.................................................................... 112
Gráfica8. Evolución del Grado Medio....................................................................... 113
Gráfica9. Evolución del Grado de Prepend............................................................... 115
Gráfica10. Evolución del Porcentaje de Prepend...................................................... 116
Gráfica11. Evolución del Tiempo de Creación........................................................... 119
Gráfica12. Evolución del Tamaño de la tabla BGP.................................................... 119
Gráfica13. Proporción de Sistemas Autónomos.......................................................... 120
Gráfica14. Distribución de Sistemas Autónomos........................................................ 121
Gráfica15. Proporción de Sistemas Autónomos sin EEUU........................................ 122
Gráfica16. Proporción de Sistemas Autónomos por País........................................... 124
Gráfica17. Evolución del número de Países................................................................ 125
Gráfica18. Repartición de los ASs entre las organizaciones....................................... 127
Gráfica19.Evolución del Top20................................................................................... 129
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Anexo6. Índice de Algoritmos
Algoritmo1. Obtención del fichero recopilatorio de AS.......................................... 73
Algoritmo2. Creación de los Ficheros Intermedios................................................ 78
Algoritmo3. Matriz de Adyacencias Java............................................................... 80
Algoritmo4. Matriz de Adyacencias Vb.................................................................. 82
Algoritmo5. Prefijos............................................................................................... 84
Algoritmo6. Interfaces / Red................................................................................... 85
Algoritmo7. Enlaces............................................................................................... 86
Algoritmo8. Parejas............................................................................................... 86
Algoritmo9. Sistemas Autónomos.......................................................................... 87
Algoritmo10. Países con Sistemas Autónomos...................................................... 88
Algoritmo11. Prepend............................................................................................ 90
Algoritmo12. Grado Medio.................................................................................... 90
Algoritmo13. Prefijos de Rutas.............................................................................. 92
Algoritmo14. Top20 Enlaces.................................................................................. 93
Algoritmo15. Top20 Prepend................................................................................. 94
Algoritmo16. Ordenación mediante Burbuja......................................................... 95
Algoritmo17. Análisis de un AS.............................................................................. 96
Algoritmo18. Cálculo del tránsito.......................................................................... 98
Algoritmo19. Identificación de Tipos..................................................................... 99
Algoritmo20. Identificación de Peering................................................................. 99
Algoritmo21. Relaciones Comerciales Particulares............................................. 100
Algoritmo22. Visualizar Enlaces........................................................................... 101
Algoritmo23. Datos Históricos.............................................................................. 102
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