APNIC文摘— 從BGP觀察網際網路連線發展:2020年回顧

本APNIC文摘原標題為BGP in 2020 – The BGP Table,由APNIC首席科學家Geoff Huston撰文。

APNIC首席科學家Geoff Huston每年年底都會回顧當年度邊界閘道器協定(Border Gateway Protocol,BGP)量測結果,透過這些數據,一窺網際網路連線的行為和結構變化。Geoff今年亦依慣例撰文,回顧2020年的BGP量測資料,並分享他的觀察結果。

BGP是利用Bellman-Ford單起點最短路徑演算法建立的協定。透過這個演算法,網路中的裝置(BGP Speaker)得以透過互連裝置了解所在網路的拓樸結構。簡單來說,任何裝置若得到關於當地網路的新資訊,都會立即告知鄰居裝置。就像八卦一樣,透過口耳相傳,一瞬間「祕密」就變成「新聞」。

BGP基本上就依此原理運作:任一裝置只要從鄰居裝置得知新的IP位址前綴連線資訊,就會跟自身擁有的資訊比較;若發現新資訊提供的路徑比較好,就會在更改路徑的同時,一併通知所有鄰居裝置新路徑的資訊。相反的,若發現某條路徑已無法使用,也會通知所有鄰居將「撤銷」該路徑。

在BGP量測中,最重要的量測目標是每個路由的路由空間大小及更新層級,也可稱為變異量(churn)。而要量測這個變異量,最理想的方式是保有一個非常穩定的本地資料儲存環境。必須確保此環境不受當地網路影響,蒐集到的資料才能忠實反映外部大環境的變化。

本文使用的量測標的,是設定於自治系統AS131072中的BGP裝置。這個自治系統不會生成訊務,也不會從BGP產生路由。這個裝置接受的eBGP饋送包括來自位於ANPIC澳洲網路的AS4608,以及APNIC日本網路的AS4777。

以下分別簡述2020年IPv4及IPv6的BGP觀測重點。

觀測發現,IPv4的BGP網路在2020年的成長穩定趨緩。Geoff分析,呈現此趨勢的原因有四:

一是許多網際網路市場已趨近飽和,「開墾」等級的擴張自然比10年前更少見。

再者,網路相關服務市場也非常密集,無論是終端使用者或發布端,需要利用位址的內容和服務都越來越多。然而服務和顧客數量持續成長,並不代表需要用到的位址或路由表項目會更多。

第三,網路服務市場的密集與網路連線市場整併相輔相成,尤其以行動網路市場最明顯:競爭者數量日益減少,單一業者的規模則日益擴大。因為市場主要參與者數量減少,共享位址等解決方案的應用也更容易。

最後無法忽視的,是IPv6佈署率持續成長。IPv4位址持有數前10名的經濟體中,就有6個經濟體也在IPv6位址持有數中排前10名。這6個經濟體分別是美國中國、日本、德國、巴西和英國,他們合計持有62%(已通告)IPv6位址,以及69%(已通告)IPv4位址。可以期待這6個經濟體持續帶動IPv6佈署成長。

在IPv6方面,觀測結果發現IPv6的位址分配長度和公告位址的前綴長度缺乏明顯的關聯性,而且很多持有人不會在單次路由通告中就附上完整的IPv6位址前綴。不只如此,通告中的IPv6位址前綴長度非常不統一,從/48、/32,、/44、/40到/29的長度都算常見。

一般認為這種情形導因於使用者透過指定路由來操縱、分配訊務,但Geoff認為以目前IPv6訊務量仍遠低於IPv4訊務的情況,難以將此視為唯一理由。他推測,使用特定前綴以迴避、反制路由劫持也可能是另一個原因。

Geoff也在文中預測未來BGP發展。首先,雖然依過去資料或可預期IPv4訊務將持續成長,但IPv4位址自10年前就已逐漸枯竭,未來究竟還有多少成長空間?答案恐怕難以樂觀。

Geoff也提醒,目前網際網路上雖然慣用雙協定技術以兼容IPv4和IPv6,但雙協定只是手段,終極目標仍是轉換成完全只使用IPv6的網際網路。雙協定的設定,是合理情境下一定優先使用IPv6;如此一來,未來一旦迎來IPv6數量正式超過IPv4的臨界點,整個網際網路就會在短時間內汰換轉成全面使用IPv6。20年前大家以為這個未來會在5年內出現,20年後的現在,人們還是期待5年內會看到轉變。

這也顯示,網際網路的發展實在難以預測。即使IPv4耗盡的現實已長達10年,人們仍無法捨棄IPv4,甚至發展各種手段技術繼續使用IPv4。即使IPv6在過去幾年內有顯著成長,至2020年結束為止,我們使用的仍是以IPv4為主的網際網路。

*台灣網路資訊中心(TWNIC)與亞太網路資訊中心(APNIC)合作,定期精選APNIC Blog文章翻譯摘要,提供中心部落格讀者了解目前亞太地區網路發展之最新趨勢。原文標題為BGP in 2020 – The BGP Table

圖片來源:APNIC網站

Leave a Comment

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *

Scroll to Top