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互联网中的长途链路研究

2024-11-18 中国教育网络

　　研究人员从网络层角度分析基础设施，并开发了一种利用广泛的追踪路由数据，来集中识别长途链路的方法。

　　洲际互联网通信建立在复杂的海底光缆网络之上，而海底光缆网络构成了互联网的全球通信主干网。来自美国西北大学和威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员对海底光缆进行了追踪路由测量，以此作为了解海底光缆潜在漏洞的第一步。

　　研究人员最初打算采用相关论文中提出的一种方法，其假设是，给定一个跟踪路由，就可以确定延迟最明显的跳转或链路，如果在海底登陆点附近发现相关路由器，就可以将该链路映射到一条或少数几条光缆上。遗憾的是，对追踪路由数据集的初步分析改变了这一假设。

　　虽然发现了符合这些预期的追踪路由，但研究人员也发现，许多与海底穿越链路相关的路由器远离最近的登陆点，有些甚至远达700公里。进一步分析显示，这些长途链路中有许多覆盖距离超过10000公里，连接全球每一个国家。

　　受到这些早期观察的启发，研究者对洲际长途链路及其首选目的地进行了跨越时间的纵向研究。在发表于SIGMETRICS 2024的一篇论文中，研究人员报告了对这种长途链路基础设施进行的首次研究，该研究利用在网络边缘收集的大量追踪路由数据，数据时间跨度长达七年。

　　该研究揭示了一个庞大的网络，其链接跨越数千公里，中心节点连接多达45个国家。

△图1 连接美国西雅图和新加坡的长途链路。长途链路可以由多个海底光缆段组成，例如本例中的PC-1、JIH和ASE

　　虽然长途链路可被视为关键跨洋光缆的网络层表现形式，但它们比任何洲际海底光缆段都要长很多，中位往返时间（RTT）为130毫秒，比海底光缆段的中位往返时间（70.76毫秒）长近84%。

△图2 长途链路和海底光缆段计算延迟的累积延迟分布（以毫秒为单位）。与长途链路相比，海底光缆段的延迟等效分布更为平滑，RTT中位数为70.76毫秒，而长途链路的RTT中位数为130毫秒

　　这些链路的终点与最近的登陆点相距甚远。具体来说，64%的链接终点距离最近的登陆点500公里，10%的链接终点距离超过3513公里。芝加哥作为一个受欢迎的“目的地”,距离最近的登陆点超过1000公里，却能在一跳之内连接60多个国家。

△图3 美国芝加哥距离60个国家只有一跳之遥

　　从AS（自治系统）层面到逻辑和物理连接，该研究为创建跨互联网层的一致性地图做出了贡献，这对于从性能和可靠性到安全性的一系列重要分析至关重要。这一新视角聚焦探索长途链路基础设施的关键特性和时间稳定性，为今后的研究开辟了广阔的前景。

　　来源：Internet Society

　　作者：埃斯特万·卡里西莫（美国西北大学）

　　翻译：李想

　　责编：项阳

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