Measuring and Quantifying Consolidation Trends in the Internet Core

Abstract

Im Internet spielen Tranistnetzwerke und Internetknotenpunkte (IXPs) eine elementare Rolle in der Weiterleitung und dem Austausch von Netzwerkverkehr. Die Relevanz von IXPs steigt stetig, jedoch schmälert dies nur unwesentlich die Position der Tranistnetzwerke, welche als Verbindungsglied der geografisch getrennten Teile des Internets auftreten. Aufbauend auf der Arbeit von Labovitz et al. aus dem Jahr 2010, in der eine Veränderung von einem stark hierarchisch aufgebauten AS Graph, zu einem durch Content- Provider und IXPs geprägten AS Graph aufgezeigt wird, fokusieren wir uns auf die Zeitspanne zwischen 2010 und 2020. Wir zeigen, dass sich diese Prägung verstärkt und die geografisch Trennung des Internets abnimmt. Die Veränderungen des AS Graphs werden mittels Clusteringalgorithmen und Zentralitäts-Metriken ermittelt. Zusätzlich wird bestimmt, welche Netzwerke, Organisationen und IXPs zu welchem Zeitpunkt Konsolidierungstrends zeigen. Sichtbar wird beispielsweise, dass die Tier 1 Netzwerke und ihre Position im Internet nur sehr geringen Schwankungen unterliegen und große Inhaltanbieter wie Akamai, Cloudflare und Google an mehr als 20% aller IXPs weltweit vertreten sind. Zusätzlich zu den Strukturanalysen wird das IXP Ökosystem im Hinblick auf Kosten, Mitgliedschaft, Betreiber und geografische Unterschiede betrachtet. Es wird sichtbar, dass Europa eine besondere Stellung einnimmt. Europa hat den stärkste IXP Wachstum und ist der Kontinent mit den meisten IXPs und dem höchsten IXPNetzwerkverkehrsdurchsatz. Darüber hinaus wird ein kurzer Überblick über die Entwicklung der ökonomischen Aspekte des Internets im Hinblick auf die Ressourcenverteilung gegeben.

On the Internet, transit networks and Internet exchange points (IXPs) play a fundamental role in the routing and exchange of network traffic. The relevance of IXPs is steadily increasing. This only marginally diminishes the position of the transit networks, which act as a link between geographically separate parts of the Internet. Based on the work of Labovitz et al. from 2010, which shows a change from a mostly hierarchical AS graph to a AS graph characterized by content providers and IXPs, we focus on the time span between 2010 and 2020. We show that this characteristic is increasing while the geographical separation of the Internet is decreasing. Changes in the AS graph are examined using clustering algorithms and centrality metrics. In addition, we identify which networks, organizations and IXPs show consolidation trends at what time. For instance, we show that the Tier 1 networks and their position on the Internet are only subject to very small fluctuations, and that large content providers such as Akamai, Cloudflare and Google are represented at more than 20% of all IXPs worldwide. In addition to structural analyses, the IXP ecosystem is considered in terms of costs, membership, IXP operators and geographical differences. It becomes apparent that Europe has a special position. Europe shows the strongest IXP growth and has most IXPs in the highest IXP traffic throughput. Furthermore, an overview of the development of the economic aspects of the Internet in terms of resource allocation is given.