Los puntos de intercambio de Internet (IXP) se han convertido en elementos esenciales de la topología de Internet. Favorecen las conexiones directas entre redes nacionales, minimizan la latencia y reducen potencialmente los costes.
Aunque la idea original de los IXP era promover la conectividad entre redes físicamente cercanas y “mantener local el tráfico local”, algunos de ellos han superado esta función y se han convertido en centros de tránsito internacional. Esta evolución nos inspiró a mis colegas del Laboratorio de Investigación del IIJ y al Instituto Nacional de Informática de Japón para estudiar la huella de los IXP en la topología de Internet. Nuestro objetivo es cuantificar la importancia de los IXP más allá de sus miembros: ¿Dependen inadvertidamente de ellos otras redes más profundas de la topología?
Para lograr este objetivo, modelamos la topología de Internet (véase la Figura 1) como un grafo de nodos que representan sistemas autónomos (AS o redes) y IXP. Los enlaces entre estos nodos indican la interconexión entre redes, directamente o a través de un IXP. Construimos este gráfico utilizando mediciones de traceroute a gran escala de RIPE Atlas y CAIDA Ark.
A continuación, analizamos los caminos disponibles para llegar a una red objetivo desde todas las demás redes del grafo. La importancia de un nodo es proporcional al número de caminos que lo atraviesan. Si un número significativo de rutas atraviesa un nodo para llegar a la red de destino, la red tiene una dependencia del nodo, que puede ser otra red o un IXP. Podemos deducir las relaciones de dependencia en la topología de Internet apuntando a todas las redes de nuestro grafo.
Gráfico 213 IXP
Caracterizamos los IXP por el número de redes (AS) que dependen de ellos y la ubicación geográfica de estas redes.
La figura 2 muestra los datos de 213 IXP con redes dependientes. En la parte superior izquierda se encuentran los IXP de los que dependen unas 1.000 redes (anotados: DE-CIX Frankfurt, AMS-IX, LINX LON1 e IX.br São Paulo). Son órdenes de magnitud superiores a los de la mayoría de los IXP de nuestro conjunto de datos, lo que indica su importancia para otras redes.
Sin embargo, también se observa la regionalidad de las redes dependientes. La puntuación de regionalidad de un IXP refleja la proporción de redes dependientes en el mismo país que el IXP. En el caso de los IXP con muchas entidades dependientes, observamos una regionalidad inferior a 0,2, lo que indica que menos del 20% de sus entidades dependientes se encuentran en el mismo país. Esto demuestra que tienen un alcance internacional, e incluso repercuten en redes de otros países.
Por el contrario, la mayoría de los IXP tienen una Regionalidad de 1 (120 como muestran las barras verdes), lo que indica que todos sus dependientes se encuentran en el mismo país y, por tanto, pueden considerarse un hub regional. Esto implica que los IXP que actúan como grandes centros de tránsito internacional son la excepción y no la norma.
El número de miembros por sí solo no es un indicador fiable del uso de los IXP
Por último, comparamos dos de los mayores IXP – DE-CIX Frankfurt (1.050 miembros) e IX.br São Paulo (2.246 miembros) – para destacar sus diferentes modelos de negocio. Como muestra el gráfico 1, ambos tienen características muy distintas en cuanto al número y la ubicación de las personas a cargo.
Podemos desglosar la localización de las redes dependientes en la Figura 2 y ver una clara distinción entre nuestros dos candidatos: DE-CIX Frankfurt es extremadamente internacional; los países con más redes dependientes son Rusia, India y Polonia. Alemania, país de origen de DE-CIX, ocupa el cuarto lugar. Esto contrasta fuertemente con IX.br São Paulo, que no sólo tiene muchos menos dependientes, sino que casi todos ellos se encuentran en el mismo país que el IXP, Brasil. Este gráfico muestra sólo los 10 primeros países; la lista aumenta a 95 países para DE-CIX.
Figura 3 – Los 10 países con más redes dependientes para DE-CIX Frankfurt e IX.br São Paulo. Setecientas veintitrés redes dependientes de 85 países para DE-CIX y siete dependientes de 7 países para IX.br no se muestran.
Esta comparación demuestra que el tamaño de un IXP en términos de miembros por sí solo no es un indicador fiable de cómo se utiliza: DE-CIX Frankfurt es un gran centro de tránsito internacional, mientras que IX.br São Paulo parece mantener el tráfico local.
No hemos hecho más que empezar el estudio de las dependencias de los IXP, pero será una valiosa adición a la plétora de herramientas disponibles para analizar la resistencia de Internet. Para más información sobre la metodología, los resultados y las limitaciones de nuestro estudio, consulte el sitio web que acompaña a nuestro documento PAM 2024.
Malte Tashiro es investigador del Laboratorio de Investigación del IIJ. Sus investigaciones se centran en el análisis de la topología y las mediciones de Internet.
Foto adaptada del original de Matthew Paul Argall en Flickr