Reducing the visibility gaps of the public Internet routing system

Réduire le manque de visibilité du système de routage publique dans l’Internet

• Auteur / Autrice : Thomas Alfroy
• Direction : Cristel Pelsser, Pascal Mérindol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 11/09/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Cédric Bastoul
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cecilia Testart, Dario Rossi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Vanbever, Oliver Hohlfeld
• DOI : 10.70675/e1f22ab5zd874z4049zb824z17f89173df4b

Mots clés

Mots clés contrôlés

Routage (informatique)

Internet

Mots clés libres

Routage

Mesure

BGP

Collecte de données

Attaque de routage

Pannes

Anomalies

Routing

Measurement

BGP

Data collection

Routing attack

Outages

Anomalies

Résumé

Les plateformes de collecte BGP actuelles font face à un problème fondamental de gestion des données qui menace leur fonctionnement à long terme. Nous avons analysé, implémenté et évalué un nouveau paradigme de collecte de données, optimisé pour BGP. Notre système permet d’améliorer la collecte des données grâce à deux composantes : analyser la redondance dans les données BGP et utiliser cette dernière pour optimiser l’échantillonnage des données BGP collectées. Une définition appropriée de la redondance entre les routes BGP dépend de l’analyse effectuée. Nos contributions sont les suivantes : un sondage, des mesures et des simulations pour démontrer les limitations des systèmes de collecte actuels ; un système et des algorithmes génériques permettant d’évaluer et de supprimer la redondance dans les données BGP; ainsi que des analyses quantitatives des bénéfices de notre approche en termes de précision et de visibilité pour diverses analyses de données BGP, telles que la détection des hijacks et la découverte de la topologie de l’Internet. Enfin, nous avons implémenté un prototype de collecte de données BGP qui automatise l’ajout de nouvelles sources de données. Le prototype est disponible à l’adresse https://bgproutes.io.

BGP data collection platforms as currently architected face fundamental challenges that threaten their long-term sustainability. We analyze, prototype, and evaluate a new optimization paradigm for BGP collection. Our system scales data collection with two components: analyzing redundancy between BGP updates and using it to optimize sampling of the incoming streams of BGP data. An appropriate definition of redundancy across updates depends on the analysis objective. Our contributions include: a survey, measurements, and simulations to demonstrate the limitations of current systems; a general framework and algorithms to assess and remove redundancy in BGP observations; and quantitative analysis of the benefit of our approach in terms of accuracy and coverage for several canonical BGP routing analyses such as hijack detection and topology mapping. Finally, we implement and deploy a new BGP peering collection system that automates peering expansion using our redundancy analytics, which provides a path forward for more thorough evaluation of this approach. The prototype is available at https://bgproutes.io.