網絡信息安全系列篇:繪製一張神奇的“網絡地圖”!

眾所周知,近幾年來中國的互聯網在迅速的發展,全球各個國家都將網絡安全提升到了新的高度,前文中曾提到了通訊運營商之間的小秘密和避免敏感信息規避路由的算法,今天就來簡單提及一個全新的概念:網絡地圖。

網絡地圖可以簡單理解為網絡拓撲(在前幾篇文章中有過介紹)

大家都知道,當我們在外出自駕遊或途徑未知目的地的時候,地圖給了人們很大的便捷。在地圖中,精度和覆蓋度作為地圖的重要資源被廣泛的應用在方方面面。同樣,在互聯網空間中,如果也想做出一份和地理位置相類似的網絡地圖那麼就需要進行大量的網絡路徑探測。

網絡信息安全系列篇:繪製一張神奇的“網絡地圖”!

地理地圖

但是,網絡空間是一個高度動態的空間,並不像公路、鐵路修葺完成後就有統一的標準和規則,也因此,網絡地圖就存在了以下幾個非常難以攻克的技術點:

1.地圖應該如何確定路徑?

網絡空間中,不存在固定的路線或者“探測車”幫助人類繪製路徑中的網絡道路,每次建立通訊鏈接時數據包所走過的路由節點都不一樣,即使是在一次連接中,通訊雙方在進行通訊時所相互交互的信息重複的路徑大概佔比也只有33%。

2.如何將網絡地圖分層做成類似地理地圖的精度級別?

地理地圖中:街道級、城市級、國家級、洲級這樣的顆粒度可以有效幫助人們在所需要的精度進行有效的整體把控,以及方向性的調整。

然而,網絡空間地圖中並沒有統一的標準來確定這些精準的顆粒度。

3.地圖繪製結束後,如何保證實時性、有效性?

由於互聯網傳輸路徑是一個多變且實時性非常高的,所以網絡空間的地圖的實效性比地理空間的地圖也要高許多,跨國際的通訊是海底光纜或者衛星通訊,這個姑且放在一邊不說,單獨國家內的網絡通訊卻不具備這樣的條件,並且由於基站的繁雜和不統一的協議標準,導致路徑探測收集的信息質量參差不齊。

同樣是根據國外權威機構發表的論文:《Ten Years in the Evolution of the Internet Ecosystem 》論文中對以上三個問題將近10年來全球互聯網發展的趨勢從數據的角度進行了一一闡述,這裡就不在貼出原文,有感興趣的小夥伴可以私下多多溝通。

話不多數,進入正題:

互聯網,作為一個自治系統網絡(ASes),有許多特點都與自然生態系統類似。不同大小、不同功能和不同業務目標的各類AS,它們相互作用,構成了現在的互聯網。AS不僅有競爭性的傳輸(或客戶-提供者)關係,還存在共生的對等關係。這些關係代表了AS間邏輯上的鏈接;AS之間交換的不僅是流量而且也包含其經濟利益。互聯網AS生態系統是高度動態的,在生長(新AS的產生)、重組(現有鏈接之間的變化)和消亡(現有的AS消亡)3個狀態下不斷變化。AS生態系統的動態特性是由外部的環境因素(如全球經濟的狀態或互聯網應用的普及)和內在的複雜因素共同確定的。具體來說,ASes嘗試通過動態的變化來優化它們的效率或財務收益,直接或間接地與其他AS相互影響。例如,傳輸提供商的目標是最大限度地提高其利潤,並通過競爭性定價和選擇性對等的來實現這個目標。在另一方面,一個內容提供商的目標是追求高度可靠的互聯網接入和最小的運輸費用,它們也通過多提供商和對等開放的策略來實現這個目標。

上述中提到了Customer(消費者)與Provider(供應商),這裡可以簡單理解為互聯網提供商和客戶的關係(詳細內容會在後續的文章中補充)

例如:普通老百姓為Customer,那麼中國電信(AS:4134)即為Provider,由C端連向P端的為CP邊關係,兩個Provider之間的連接線即為PP邊關係,詳細見下圖:

網絡信息安全系列篇:繪製一張神奇的“網絡地圖”!

根據相關機構提供的數據分析可以得出這樣一張統計表格:

網絡信息安全系列篇:繪製一張神奇的“網絡地圖”!

由此可見,儘管在僅10年中互聯網經受了經濟的衰退和電信市場的動盪,但整體數據體現出互聯網AS級別CP邊的數量雖然在不斷增加,且PP邊的數量卻基本不變,因此,繪製地圖最重要的一步便浮出水面,那便是地圖精度和主要路徑!

以AS為顆粒度,且以主要PP邊為地圖的“主幹道”即可繪製出一幅準確性較高的網絡空間地圖,地圖上也可以準確的勾勒出全球主要服務供應商在互聯網中的地位。

文述至此,網絡空間地圖的繪製也就告一段落了,同樣在最後我們也牽出了下一篇文章的主要內容:互聯網發展是去中心化還是越來越壟斷?


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