Исследование устойчивости национальных сегментов сети Интернет в 2023 году

Qrator Labs, специализирующаяся на обеспечении доступности интернет-ресурсов и противодействии DDoS-атакам, представляет результаты исследования влияния возможных сбоев сетей системообразующих операторов связи на глобальную доступность национальных сегментов Интернета.

Исследование объясняет, как отказ одной автономной системы (АС) влияет на глобальную связность отдельного региона. В большинстве случаев крупнейшая автономная система в регионе является доминирующим интернет-провайдером (ISP) на рынке; иными словами, цифры исследования показывают, какой процент сетей в каждой стране останется без доступа в Интернет в случае сбоя у главного Интернет-провайдера страны.

По результатам исследования национальных сегментов 187 стран мира в 2023 году был составлен рейтинг государств в порядке возрастания показателя, отражающего зависимость доступности^{^[1]} национальных сегментов Интернета от отказов в работе наиболее значимых операторов связи (Tier-1).

Надежность IPv4 (Internet Protocol version 4)

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

Сравнительная таблица Топ-20 стран по устойчивости национальных сегментов сети Интернет^{^[2]} в IPv4 2022-2023 гг

Место в рейтинге	2022 (Оператор связи)	Максимальная доля сетей национального сегмента, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, %	2023(Оператор связи)	Максимальная доля сетей национального сегмента, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, %	Изменение в рейтинге 2022 - 2023
1	Бразилия	1.35%	Бразилия	1.13%	Лидер рейтинга третий год
2	Германия	2.49%	Германия	2.16%	Лидер рейтинга третий год
3	Нидерланды	3.56%	Нидерланды	2.52%	Лидер рейтинга третий год
4	Сингапур	3.67%	Великобритания	3.40%	Вверх на 1 позицию
5	Великобритания	3.74%	Украина	3.41%	Вверх на 1 позицию
6	Украина	4.13%	Ирландия	4.13%	Вверх на 3 позиции
7	Канада	4.71%	Канада	4.19%	7 место
8	Польша	4.89%	Франция	4.26%	Вверх на 3 позиции
9	Ирландия	4.95%	Швейцария	4.28%	Вверх на 1 позицию
10	Швейцария	5.03%	Польша	4.68%	Вниз на 2 позиции
11	Франция	5.19%	Италия	5.19%	Вверх на 4 позиции
12	Сейшелы	5.41%	Бельгия	5.26%	Вверх на 5 позиций
13	Люксембург	5.49%	Россия	5.34%	Вверх на 1 позицию
14	Россия	5.50%	Сейшельские острова	5.53%	Вниз на 2 позиции
15	Италия	5.87%	Сингапур	5.63%	Вниз на 11 позиций
16	Аргентина	6.27%	Япония	5.82%	Вверх на 3 позиции
17	Бельгия	6.27%	Тайвань	6.47%	Вверх на 4 позиции (возвращение в Топ-20)
18	Индонезия	6.30%	США	6.62%	Вверх на 10 позиций (возвращение в Топ-20)
19	Япония	6.33%	Аргентина	6.70%	Вниз на 3 позиции
20	Гонконг	6.47%	Филиппины	6.77%	Вверх на 5 позиций (новичок)

Ключевые изменения:

Сингапур потерял 11 позиций, опустившись с 4-ого на 15-тое место, критическая AS изменилась со StarHub (AS4657) на SingNet (AS3758),
Тайвань вернулась в рейтинг на 17 место (в 2021 году была на 20 позиции),
Спустя 7 лет отсутствия, Филиппины вернулись в рейтинг на 20 позицию, в 2022 году были на 24 месте,
США вернулись в рейтинг с 28 на 18 место,
Люксембург вышел из рейтинга, переместившись с 16-ого на 39-ое место,
Индонезия опустилась на четыре позиции с 17-ого места и покинула рейтинг.

Рейтинг отказоустойчивости интернета который год подряд демонстрирует устойчивый тренд планомерного улучшения связности. Бразилия, Германия, Нидерланды прочно удерживаются в Топ-3 уже два года, а значит, число связей между их автономными системы настолько велико, что отказ критической автономной системы не приведет к недоступности этих регионов.

Обращает на себя внимание резкая потеря позиций в рейтинге Люксембургом, который не только вышел из Топ-20, но опустился сразу на 39 место. Его критическая AS сменилась с Cogent (AS174) на Post Group Luxembourg (AS6661), которая, в свою очередь, имеет достаточно много локальных клиентов. В 2023 году несколько клиентов Post Group Luxembourg отказались от всех других провайдеров, оставив эту AS в качестве единственного поставщика данных и оказавшись таким образом полностью зависимыми от политик маршрутизации этой автономной системы. Соответственно критичность отказа Post Group Luxembourg для страны существенно возросла, а в силу небольших размеров государства уже одно это событие привело к колоссальному снижению отказоустойчивости интернета.

В Сингапуре, потерявшем 11 позиций в 2023 году, также произошла смена автономной системы со StarHub (AS4657) на SingNet (AS3758), обладающую большим уровнем критичности. А чем выше уровень критичности, тем больше AS останется без связи при отключении данного оператора и тем ниже его позиция в рейтинге.

Вероятнее всего, критичность SingNet возросла за счет того, что из клиентов StarHub ушло несколько автономных систем, которые остались только с одним провайдером – SingNet, и его отключение грозит им полной потерей связанности.

Если продолжать смотреть на крупнейших провайдеров Сингапура, то необходимо отметить общенациональный сбой в австралийском подразделении SingTel (AS7473) – Optus (AS7474) – в ноябре 2023 года. По нашим данным, Optus является четвертой AS в стране по количеству локальных клиентов, и эти клиенты испытывали проблемы с работой интернет-сервисов на протяжении почти 14 часов. Дополнительно отметим, что с точки зрения BGP, Optus не имеет резервных провайдеров, у него есть только один upstream – SingTel.

Среди новичков 2023 года можно выделить Филиппины, которые стабильно улучшали свои позиции на протяжении последних 4-х лет и теперь, наконец, добрались до первой 20-ки рейтинга.

“Год за годом мы отмечаем положительную глобальную тенденцию к повышению надежности и общей доступности. И текущий 2023 год не стал исключением, – комментирует Дмитрий Ткачев, генеральный директор Qrator Labs. – В мире продолжает прослеживаться тенденция повышения уровня отказоустойчивости: средний показатель надежности улучшился почти в 2 раза, с 41,1% в 2017 году до 25,72% в 2023-м”.

Россия немного улучшила свои позиции в рейтинге как в абсолютном выражении (за счет повышения уровня надежности), так и в относительном — за счёт резкого падения Сингапура. Российские автономные системы всегда стараются иметь как минимум по два upstream-провайдера для обеспечения высокой отказоустойчивости, и в данном случае эта “традиция” демонстрирует положительные результаты уже второй год подряд. Тем не менее, стоит учитывать, что на позиции в рейтинге могут оказать негативное влияние укрупнения и объединения операторов связи, если таковые случатся в будущем.

Надежность IPv6 (Internet Protocol version 6)

Многим известно, что, несмотря на похожее название протоколов IPv4 и IPv6, их реализация совершенно разная. Конечно, относительная новизна и существенные отличия в работе этих двух протоколов замедляют темпы внедрения IPv6-маршрутизации в Интернете. Это подтверждает статистика использования IPv6 от Google, которая показывает, что распространение этого протокола в мире растет, но не экспоненциально, что присуще многим интернет-технологиям, а линейно (график иллюстрирует процент от всех сеансов, использующих IPv6 для подключения к серверам Google). Тем не менее, за 8 лет публикации исследования Qrator Labs этот параметр вырос с 10 до 44,87% в 2023 году.

Сравнительная таблица Топ-20 стран по устойчивости национальных сегментов сети Интернет^{^[3]} в IPv6 2022-2023 гг

Место в рейтинге	2022	Максимальная доля сетей национального сегмента, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, IPv6	2023	Максимальная доля сетей национального сегмента, теряющих глобальную доступность при отказе одного оператора связи, IPv6	Изменение в рейтинге 2022 - 2023
1	Германия	2.65%	Германия	2.46%	Лидер рейтинга второй год
2	Бразилия	2.82%	Бразилия	2.52%	Лидер рейтинга второй год
3	Великобритания	4.41%	Нидерланды	3.13%	Вверх на 5 позиций
4	Индонезия	4.83%	Великобритания	4.21%	Вниз на 1 позицию
5	Франция	5.38%	Япония	4.33%	Новичок с 2021 года
6	Ирландия	5.41%	Франция	4.41%	Вниз на 1 позицию
7	Украина	5.69%	Бельгия	4.46%	Вверх на 2 позиции
8	Нидерланды	5.71%	Украина	5.03%	Вниз на 1 позицию
9	Бельгия	6.20%	Швейцария	5.05%	Вверх на 2 позиции
10	Польша	6.95%	Польша	5.24%	10 место
11	Швейцария	7.18%	Ирландия	5.44%	Вверх на 5 позиций
12	Канада	7.19%	Китай	5.85%	Новичок с 2021 года
13	Россия	7.33%	Россия	7.13%	13 место
14	Италия	7.94%	Италия	7.38%	14 место
15	Таиланд	7.95%	Канада	7.41%	Вверх на 3 позиции
16	Тайвань	8.55%	США	7.48%	Вниз на 3 позиции
17	ЮАР	8.93%	Индонезия	7.70%	Вниз на 13 позиций
18	Кения	9.09%	Тайвань	7.95%	Вверх на 2 позиции
19	США	9.82%	Колумбия	9.10%	Новичок
20	Лихтенштейн	10.00%	ЮАР	9.18%	Вверх на 3 позиции

Ключевые изменения:

Топ-2 не меняется второй год подряд: первые позиции удерживают Бразилия и Германия,
Нидерланды набрали 5 позиций, заняв почетное третье место и сдвинув Англию на 4 ступень рейтинга,
Япония, отсутствовавшая в Топ-20 с 2021 года, ворвалась в рейтинг сразу на 5 место,
Китай оказался на 12 месте спустя два года отсутствия в первой двадцатке,
Индонезия потеряла 13 позиций, резко опустившись с 4 на 17 место.

“Практически ежегодная смена лидеров свидетельствует о динамичности развития IPv6. Отметим, что в отличие от IPv4 средняя устойчивость и частичная связанность для IPv6 не улучшается. Однако если посмотреть на лидеров рейтинга (первые 20 стран), для которых, очевидно, надежность является одним из приоритетов, то можно видеть улучшения в средней доле отказа – с 7,06% в 2022 до 5,34% в 2023”, – резюмирует Дмитрий Ткачев.

Рейтинг устойчивости национальных сегментов сети Интернет рассчитывается Qrator Labs восьмой год подряд (первое исследование было опубликовано в 2016 году).

С исследованием устойчивости национальных сегментов 2022 года можно ознакомиться по ссылке.

Методика расчета

Расчет показателя для каждой исследуемой страны был сделан по следующей методике:

На первом этапе с использованием системы с помощью модели отношений Qrator.Radar для каждого оператора в мире был сделан расчет всех альтернативных маршрутов прохождения трафика до трансконтинентальных Tier-1 операторов.

На втором этапе с использованием базы геоданных Maxmind GeoIP были сопоставлены страны с каждым IP-адресом каждой автономной системы.

Далее для каждой АС была подсчитана доля её адресного пространства, соответствующего выбранному региону. Были отфильтрованы интернет-провайдеры, находящиеся в точке обмена трафика в регионе, где они не имеют значительного присутствия.

Чем больше число альтернативных маршрутов трафика между автономными системами, тем более отказоустойчивым и стабильным является интернет-сегмент.

Хотя некоторые пути являются более важными, чем другие, создание как можно большего числа альтернативных маршрутов является единственным способом диверсификации рынка и обеспечения достаточно надежной сети.

Глобальная связность любой АС, независимо от того, является ли она региональным игроком или международным гигантом, зависит от количества и качества ее путей к Tier-1 провайдерам. Как правило, Tier-1 подразумевает международную компанию, предлагающую глобальную услугу IP-транзита и подключение к другим Tier-1 операторам.

^{^[1]} Доступность -- возможность оператора получать трафик от других операторов. Необходимым условием доступности является наличие IP-адресов оператора в таблицах маршрутизации других операторов связи.

^{^[2]} Более устойчивым считается тот национальный сегмент, в котором меньше всего операторов теряют глобальную доступность при возможном отказе сети одного оператора.

^{^[3]} Более устойчивым считается тот национальный сегмент, в котором меньше всего операторов теряют глобальную доступность при возможном отказе сети одного оператора.

Кибератаки DDoS

Исследование устойчивости национальных сегментов сети Интернет в 2023 году