Les points d’échange Internet (IXP) sont devenus essentiels à la topologie de l’Internet. Ils favorisent les connexions directes entre les réseaux nationaux, minimisent la latence et réduisent potentiellement les coûts.
Si l’idée initiale des IXP était de promouvoir la connectivité entre des réseaux physiquement proches et de “garder le trafic local local”, certains d’entre eux ont dépassé ce rôle et se sont transformés en centres de transit internationaux. Cette évolution nous a incités, mes collègues et moi-même, au laboratoire de recherche de l’IIJ et à l’Institut national d’informatique du Japon, à étudier l’empreinte des IXP dans la topologie de l’internet. Nous cherchons à quantifier l’importance des IXP au-delà de leurs membres : D’autres réseaux plus profonds dans la topologie dépendent-ils d’eux par inadvertance ?
Pour atteindre cet objectif, nous avons modélisé la topologie de l’internet (voir figure 1) sous la forme d’un graphe de nœuds représentant des systèmes autonomes (AS ou réseaux) et des IXP. Les liens entre ces nœuds indiquent l’interconnexion entre les réseaux, directement ou via un IXP. Nous avons construit ce graphique en utilisant des mesures de traçage à grande échelle provenant de RIPE Atlas et de CAIDA Ark.
Nous avons ensuite analysé les chemins disponibles pour atteindre un réseau cible à partir de tous les autres réseaux du graphe. L’importance d’un nœud est proportionnelle au nombre de chemins qui le traversent. Si un nombre important de chemins traverse un nœud pour atteindre le réseau cible, le réseau est dépendant du nœud, qui peut être soit un autre réseau, soit un IXP. Nous pouvons déduire les relations de dépendance dans la topologie de l’internet en ciblant tous les réseaux de notre graphe.
Graphique de 213 IXP
Nous avons caractérisé les IXP par le nombre de réseaux (ASes) qui en dépendent et par la situation géographique de ces réseaux.
La figure 2 présente les données de 213 IXP avec des réseaux dépendants. En haut à gauche se trouvent les IXP dont dépendent environ 1000 réseaux (annotés : DE-CIX Frankfurt, AMS-IX, LINX LON1, et IX.br São Paulo). Ces chiffres sont supérieurs de plusieurs ordres de grandeur à ceux de la plupart des autres IXP de notre ensemble de données, ce qui indique leur importance pour d’autres réseaux.
Cependant, nous constatons également la régionalité des réseaux dépendants. Le score de régionalité d’un IXP reflète la part des réseaux dépendants situés dans le même pays que l’IXP. Pour les IXP ayant de nombreuses dépendances, nous constatons une régionalité inférieure à 0,2, ce qui indique que moins de 20 % de leurs dépendances se trouvent dans le même pays. Cela montre qu’ils ont une portée internationale, et qu’ils ont même un impact sur les réseaux dans d’autres pays.
En revanche, la plupart des IXP ont une régionalité de 1 (120 comme le montrent les barres vertes), ce qui indique que tous leurs dépendants se trouvent dans le même pays et qu’ils peuvent donc être considérés comme une plaque tournante régionale. Cela signifie que les IXP qui servent de grands centres de transit internationaux sont l’exception plutôt que la norme.
Le nombre de membres n’est pas à lui seul un indicateur fiable de l’utilisation des IXP
Enfin, nous avons comparé deux des plus grands IXP – DE-CIX Francfort (1 050 membres) et IX.br São Paulo (2 246 membres) – pour mettre en évidence leurs différents modèles commerciaux. Comme le montre la figure 1, les deux groupes présentent des caractéristiques très distinctes en ce qui concerne le nombre et la localisation des personnes à charge.
Nous pouvons examiner la localisation des réseaux dépendants dans la figure 2 et voir une distinction claire entre nos deux candidats : DE-CIX Francfort est extrêmement international ; les pays dont les réseaux dépendent le plus sont la Russie, l’Inde et la Pologne. L’Allemagne, pays d’origine de DE-CIX, est classée quatrième. Le contraste est saisissant avec IX.br São Paulo, qui a non seulement beaucoup moins de dépendants, mais dont la quasi-totalité se trouve dans le même pays que l’IXP, à savoir le Brésil. Cette figure ne montre que les 10 premiers pays ; la liste s’étend à 95 pays pour DE-CIX.
Figure 3 – Les 10 premiers pays avec les réseaux les plus dépendants pour DE-CIX Francfort et IX.br São Paulo. Sept cent vingt-trois réseaux dépendants de 85 pays pour DE-CIX et sept réseaux dépendants de 7 pays pour IX.br ne sont pas représentés.
Cette comparaison montre que la taille d’un IXP en termes de membres n’est pas un indicateur fiable de son utilisation : DE-CIX Francfort est un grand centre de transit international, tandis que IX.br São Paulo semble garder le trafic local.
L’étude des dépendances IXP n’en est qu’à ses débuts, mais elle constituera un ajout précieux à la pléthore d’outils disponibles pour analyser la résilience de l’internet. Pour en savoir plus sur la méthodologie, les résultats et les limites de notre étude, consultez le site web qui accompagne notre document PAM 2024.
Malte Tashiro est chercheur au laboratoire de recherche de l’IIJ. Ses recherches portent sur l’analyse de la topologie de l’internet et les mesures de l’internet.
Photo adaptée de l’original par Matthew Paul Argall sur Flickr