Peering und Interconnection

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1 Lehrstuhl Netzarchitekturen und Netzdienste Institut für Informatik Technische Universität München Peering und Interconnection Seminar Rechnernetze Wintersemester 2008/2009 Slawomir Chodnicki

2 Peering und Interconnection Autonome Systeme (AS) Konstellationen Technik Transit Problem Kostenmodelle Folgen Peering und Interconnection 2

3 Peering und Interconnection Autonome Systeme (AS) Konstellationen Technik Transit Problem Kostenmodelle Folgen Peering und Interconnection 3

4 Wie ist das Internet im Kern strukturiert? Autonome Systeme (AS) Menge von IP-Netzen, die gemeinsam betreut werden Jedes AS ist durch eine Nummer eindeutig identifiziert AS Netzblöcke werden zentral von der IANA an subsidiäre Organisationen vergeben Für Europa ist RIPE zuständig ISPs und große Organisationen beantragen AS für Ihre Internet- Infrastruktur Jedes AS besitzt mindestens zwei Verbindungen zu anderen AS Die Menge aller AS bildet das Internet Peering und Interconnection 4

5 Wie ist das Internet im Kern strukturiert? Interconnection Verbindungen zwischen den AS bilden ein technisches Netzwerk Verbindungen zwischen den ISPs bilden ein ökonomisches, interessengesteuertes Netzwerk BGP ermöglicht policy based routing Peering Verbindungen zwischen zwei ISPs als gleichberechtigte Partner ( peers ) Zugangsgebühr zum Netz des Partners entfällt i.d.r. auf beiden Seiten Peering und Interconnection 5

6 Wie sieht die Topologie der AS aus? Beispielhafte Vernetzung von AS: Google Quelle: Peering und Interconnection 6

7 Wie sieht die Topologie der AS aus? Wie komplex ist die Vernetzungsstruktur der AS weltweit? Quelle: Opte Project, Peering und Interconnection 7

8 Peering und Interconnection 8

9 Peering und Interconnection Autonome Systeme (AS) Konstellationen Technik Transit Problem Kostenmodelle Folgen Peering und Interconnection 9

10 Hierarchisches Modell global Tier 1 national Tier 2 local Tier n Peering und Interconnection 10

11 Die oberen Tier Wholesale/Transit ISP ISP konzentriert sich auf Transit/Backbonegeschäft Kundenstamm besteht aus anderen ISPs ISP bietet commodity Dienst an Differenzierung über Preis, erreichbare Ziele, Geschwindigkeit, etc. Peering und Interconnection 11

12 Die unteren Tier Retailer/Endkunden ISP ISP konzentriert sich auf Endkundengeschäft Kundenstamm besteht aus Nicht-ISPs (Firmen, Private Nutzer) Differenzierung über angepasste Dienste Marktsegmentierung / Positionierung besser möglich Geht eine Kundenbeziehung mit anderen ISPs ein Peering und Interconnection 12

13 Lokalität und Direktverbindung Bei hierarchischem Routing gehen u.u. Lokalitätsvorteile verloren Peering und Interconnection 13

14 Lokalität und Direktverbindung Lokale ISPs haben oft ein Interesse an einer Direktverbindung Peering und Interconnection 14

15 Entwicklung, Positionierung und Abhängigkeit Klassische Beziehung von Retailer zu höherem Tier Peering und Interconnection 15

16 Entwicklung, Positionierung und Abhängigkeit Potentielle Angleichung oder Umkehrung der Interessenverhältnisse Peering und Interconnection 16

17 Faktoren bei der Wahl von angebundenen ISPs Lokalität Technologie Konkurrenzsituation Abrechnungsmodus Traffic-Aufkommen Peer Status Erreichbare Routingziele Strategische Ausrichtung Peering und Interconnection 17

18 Peering und Interconnection Internet-Backbone: Betreiber zerstritten, Kunden in Gefahr Von: silicon.de Donnerstag, 6. Oktober 2005, 12:03 Uhr Cogent, ein Betreiber eines glasfaserbasierten Internet-Backbone auf Tier1- Ebene für IP-Datenverkehr, hat Schwierigkeiten mit seinem Partner, Level 3. Cogent, ein Betreiber eines glasfaserbasierten Internet-Backbone auf Tier1-Ebene für IP- Datenverkehr, hat Schwierigkeiten mit seinem Partner. Level 3, ebenfalls Backbone- Betreiber, und zwar einer der größten, hat die Vereinbarungen über Zusammenarbeit gekündigt. Das könnte für die Kunden der jeweiligen Betreiber böse Konsequenzen haben. "Cogent wird die Kunden nicht im Stich lassen", heißt es aus Unternehmenskreisen bei Cogent. Bei Level 3 ist zur Stunde niemand für eine Stellungnahme erreichbar. Am Mittwoch, so viel ist bekannt, beschnitt Level 3 die Peering-Verbindungen zu Cogent- Infrastruktur und Diensten. Darunter versteht man Verträge zur Interoperabilität, die beispielsweise Dienste beinhalten können, oder einfach nur das so genannte Wegerecht über die Leitungen eines Rivalen, wo kein eigenes Netzteilstück vorhanden ist. Es ist durchaus üblich, dass dabei - bei gleich großen Betreibern - kein Geld den Besitzer wechselt, sondern die Vereinbarung zum beiderseitigen Vorteil abgeschlossen wird. Bei den beiden Streithähnen muss allerdings Geld geflossen sein. Quelle: Peering und Interconnection 18

19 Peering und Interconnection Providerkrach sorgte für Riss im Internet Von: heise.de , 16:03 Uhr Der Provider Cogent fiel in der Vergangenheit immer wieder durch eine aggressive Unternehmenspolitik auf. Am 14. März also kappten die US-Amerikaner sämtliche Verbindungen zwischen ihrem Autonomen Netz (Autonomous System) AS 174 und dem von TeliaSonera (AS 1299). Für etwa 12 Stunden fanden die Daten noch über Alternativrouten, die durch das Netz von Verizon führten, den Weg zwischen Kunden der beiden Betreiber. Dann war aus unbekannten Gründen plötzlich auch dieser Weg verbaut. Für viel Unmut sorgte der Krach bei der zahlenden Kundschaft des beliebten Onlinespiels World of Warcraft. Dessen Hersteller Blizzard hat alle europäischen Gameserver ausschließlich via TeliaSonera mit dem Internet verbunden. Peering und Interconnection 19

20 Regulierungsversuche Ziel: Marktwillkür und Chaos vermeiden bei Internet-Grundversorgung Balance zwischen Monopolbildung und Investitionsanreiz Balance zwischen Grundversorgung und Innovation Keine objektivierbare Metrik für Interessenslagen der ISPs Peering und Interconnection 20

21 Peering und Interconnection Autonome Systeme (AS) Konstellationen Technik Transit Problem Kostenmodelle Folgen Peering und Interconnection 21

22 Exchange Strategien (Trafficübergabe) Direct Connection Exchange Exchange Router Exchange LAN Distributed Exchange Peering und Interconnection 22

23 Direct Connection Exchange Jeder ISP unterhält eine direkte Leitung zu seinen Partnern Vorteil Differenziertes Routing möglich Nachteil Nicht gut skalierbar Peering und Interconnection 23

24 Exchange Router Jeder ISP legt eine Leitung zu einem gemeinsamen Router Vorteil Skaliert etwas besser Nachteil Differenziertes Routing nicht möglich Peering und Interconnection 24

25 Exchange LAN Jeder ISP unterhält einen eigenen Router in einem LAN Vorteile Differenziertes Routing möglich Exchange Site wird neutral verwaltet Skalierbare Lösung Nachteile Verwaltung der Site verursacht Kosten Defensive Maßnahmen gegen ungewollten Traffic notwendig Peering und Interconnection 25

26 Weitere Verwendung einer Exchange Site Web Services, DNS, Video on Demand, IP-TV, Usenet, VoIP, etc. Peering und Interconnection 26

27 Distributed Exchange ISPs werden an ein Exchange WAN angeschlossen Vorteile Differenziertes Routing möglich Komplette in-house Verwaltung Nachteile Transport- Technologie wird vom Anbieter des Exchange Network vorgegeben Routing ist langsamer Kostenvorteil gegenüber Exchange Site nicht immer gegeben Peering und Interconnection 27

28 Peering und Interconnection Autonome Systeme (AS) Konstellationen Technik Transit Problem Kostenmodelle Folgen Peering und Interconnection 28

29 Das Transit-Problem Wie verteilt man die Transit-Kosten eines Datenpakets? IP stellt keine feste End-To-End Verbindung her Endpunkte sind nur sehr indirekt an den Transportkosten beteiligt Bilaterale Abkommen zwischen den ISPs regeln die Transitkosten Der technisch sinnvollste Paketweg ist nicht automatisch der ökonomisch sinnvollste Wie schafft man einen Anreiz Fremdpakete zuverlässig durchzuleiten? Welches Kostenmodell könnte sinnvoll sein? Peering und Interconnection 29

30 Peering und Interconnection Autonome Systeme (AS) Konstellationen Technik Transit Problem Kostenmodelle Folgen Peering und Interconnection 30

31 Kostenmodelle für ISP Interconnection Trafficbasierend Sessionbasierend Peering Peering und Interconnection 31

32 Trafficbasierende Kostenmodelle Berechne angenommenes Datenvolumen Wie geht man mit verlorenen Paketen um? Was hindert ISPs daran Pakete zu verwerfen? Berechne weitergegebenes Datenvolumen Modell schafft den Anreiz Pakete nicht zu verlieren Wie geht man mit (legitim) verworfenen Paketen um? Was hindert ISPs daran Pakete zu generieren? Eine nachhaltige, stabile Kostenvereinbarung ist i.d.r. nicht möglich, da Art und Volumen des Traffic nicht zu 100% in der Hand der Vertragspartner liegt Die Vertragspartner werden jeweils versuchen Ihre Geschäftsposition immer wieder zu optimieren Peering und Interconnection 32

33 Sessionbasierendes Kostenmodell Berechne Kosten beim Verursacher der TCP-Session Modell entlehnt aus der Telefonie Verursacher kann nicht zuverlässig erkannt werden Missbrauch möglich durch z.b. Tunneling Techniken oder Umleitung nach Zustandekommen einer Session. Verkehr geht nicht unbedingt in beide Richtungen über dieselben Router Hoher Aufwand die Sessions zu erkennen und nachzuhalten Sehr viele Manipulationsmöglichkeiten Aufgrund der Nachteile praktisch nicht von Bedeutung Peering und Interconnection 33

34 Peering-Modell Kostenneutraler gegenseitiger Netzzugang Beruht auf Beurteilung des gegenseitigen Nutzen Transaktionskosten sind minimal Nicht objektivierbare Vertragsgrundlage führt zu Instabilität bei Verschiebung der Nutzeneinschätzung Fördert den Hot-Potato Effekt, Datenpakete möglichst früh aus dem eigenen Netz weiterzugeben Peering und Interconnection 34

35 Peering und Interconnection Autonome Systeme (AS) Konstellationen Technik Transit Problem Kostenmodelle Folgen Peering und Interconnection 35

36 Folgen der Inkonsistenz in den Kostenmodellen Regionale ISPs übernehmen zunehmend das Peering-Modell Transit ISPs übernehmen überregionale Interconnection mit verschiedenen Abrechnungsmodellen Router halten immer vollständigere Tabellen für ein ökonomisch optimiertes Routing Der für den Betreiber billigste Weg wird gewählt Peering und Interconnection 36

37 Lösungsvorschläge Neue einheitliche, transparentere Kostenmodelle für den Transitbetrieb Die Vorschläge implizieren neue Ansprüche an Fähigkeiten von IP- Hardware und Software Stärkere Regulierung von Interconnection Eine stärkere Regulierung birgt die Gefahr von Investitionshemmnissen und ggf. Monopolbildung Peering und Interconnection 37

38 Lösungsvorschläge Neue einheitliche, transparentere Kostenmodelle für den Transitbetrieb Die Vorschläge implizieren neue Ansprüche an Fähigkeiten von IP- Hardware und Software Stärkere Regulierung von Interconnection Eine stärkere Regulierung birgt die Gefahr von Investitionshemmnissen und ggf. Monopolbildung Peering und Interconnection 38

39 Vielen Dank Peering und Interconnection 39

40 Quellen [1] Geoff Huston, Interconnection, Peering and Settlements-Part I The Internet Protocol Journal - Volume 2, No [2] Geoff Huston, Interconnection, Peering and Settlements-Part II The Internet Protocol Journal - Volume 2, No [3] Autonomes System Wikipedia Foundation [4] Border Gateway Protocol Wikipedia Foundation [5] The Opte Project Maps TheOpteProject [6] ServerSniff.net AS-Report ServerSniff.net [7] Internet-Backbone: Betreiber zerstritten, Kunden in Gefahr silicon.de [8] Providerkrach sorgte für Riss im Internet heise.de Peering und Interconnection 40