台灣地區網際網路路由統計狀況報告 TWNIC 郭晟偉
Outline 緣起及目的 資料定義與統計查詢運作 每週各ISP之路由狀況分析 長期觀察之路由狀況變化分析 結論
緣起及目的 緣起 為瞭解台灣地區的路由狀況，於「第四屆TWNIC IP位址政策暨資源管理會議」中，提出以台灣地區的路由資料並結合whois資料庫核發情形來進行統計分析。 目的 藉由路由統計分析可呈現出目前台灣地區IP位址及自治號碼實際的使用狀況 由實際使用的路由表資訊對照Whois資料庫，可防止一些不正常使用的IP位址及自治號碼
資料定義 BGP路由表(Routing Table) Whois資料庫 為網際網路路由實際運行狀況之資料，其內容涵蓋IP位址及AS號碼實際使用情形 Whois資料庫 Whois資料庫為記錄目前IP位址與AS號碼的核發狀況
資料蒐集 BGP Routing Table 台灣地區網段 Special Use Prefix(RFC3330) 尚未核發網段 資料來源： EBIX(亞太電信), TWIX(中華電信), Seednet(數位聯合電信) 台灣地區網段 資料來源：TWNIC及APNIC Allocation資料 Special Use Prefix(RFC3330) 資料來源：RFC 3330所列網段 尚未核發網段 資料來源：各RIR Whois資料彙整
全球IP位址配發架構 ICANN IANA RIR ARIN RIPE NCC APNIC LACNIC AFRINIC National Internet Registry TWNIC, JPNIC, CNNIC KRNIC, VNNIC, APJII NIR LIR LIR LIR Local Internet Registry ISP ISP ISP
BGP路由表資料 show ip bgp BGP table version is 529147, local router ID is 210.62.255.254 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete Network Next Hop Metric LocPrf Weight Path * i40.250.64.0/24 210.62.255.5 100 0 3462 4249 i *> 210.62.255.5 0 3462 4249 i * i57.73.160.0/19 210.62.255.97 100 0 9831 4862 i *> 210.62.255.97 0 9831 4862 i * i58.86.0.0/16 210.62.255.124 100 100 0 9416 9416 9416 18042 i *> 210.62.255.124 100 0 9416 9416 9416 18042 i * 58.99.0.0/24 210.62.255.140 0 9919 9919 9919 18049 i * i 210.62.255.32 100 0 9924 18049 i *> 210.62.255.32 0 9924 18049 i * 58.99.0.0/20 210.62.255.140 0 9919 9919 9919 18049 i
台灣地區路由統計查詢運作示意圖 台灣地區BGP路由表 EBIX 路由統計 Server TWIX FTP SeedNet 提供Router上的完整BGP路由表 EBIX 路由統計 Server TWIX FTP SeedNet TWNIC Whois資料庫 提供台灣地區whois資料 路由統計結果
運作機制 台灣地區網際網路路由統計分析 資料蒐集 統計查詢項目 結果顯示 網頁顯示分析路由表後的結果顯示 分析BGP路由表資料 一 Routing Table 台灣地區BGP路由表 目前提供單位EBIX, TWIX, Seednet 二. Whois及Bogon List資料 全球IP位址及AS號碼核發清單 分析BGP路由表資料 統計查詢項目開發單位: EBIX, HiNet, Seednet, TWNIC 網頁顯示分析路由表後的結果顯示 台灣地區網際網路路由統計分析
統計項目說明(1) 一. BGP路由表中的IP位址及路由項目(route entry)統計 針對路由表中路由項目及IP位址統計，可瞭解 台灣地區路由項目數量 真實呈現台灣地區IP位址使用情況 台灣地區路由中的每筆路由所散佈的IP位址大小
統計項目說明(2) 項次 英文項目名稱 中文項目名稱 說明 範例 1 No. of Route Entries 路由表總筆數 路由表中的路由總筆數 ，由此資料可瞭解台灣目前路由數量 1430 2 No. of Unique Prefixes Unique Prefixes之路由項目筆數 路由表中過濾掉重複IP位址的路由數量 如下圖 3 No. of after maximum aggregation Maximum Aggregation的路由項目數量 路由表中過濾掉重複的來源AS並計算最大IP位址聚集之路由數量 4 No. of span prefixes 路由表中IP位址總數 可由此資料瞭解台灣地區實際使用的IP位址數量 15659520 5 Average prefix length 平均Prefix長度 路由表中每筆路由的平均IP位址長度 10.1.0.0/16 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 平均 prefix長度為/16 (/16+/16)/2
統計項目說明(3) Unique Prefix與Maximum Aggregation 168.95.0.0/16 300 200 100 168.95.0.0/18 400 200 100 168.95.64.0/18 300 200 168.95.0.0/16 300 200 100 168.95.0.0/16 300 200 100 100168.95.64.0/18 300 200
統計項目說明(4) 二. 路由表中自治系統號碼的統計 AS號碼是反映出各ISP間介接的行為模式，由路由表中AS號碼的統計分析，可瞭解 可觀察出台灣地區AS號碼中使用於Peering及Transit狀況
統計項目說明(5) 項次 英文項目名稱 中文項目名稱 說明 範例 1 Number of ASes AS號碼數量 路由表中AS的總數量 ，可由此資料瞭解台灣地區目前使用的AS號碼狀況 211.72.0.0/16 300 200 100 211.72.0.0/16 400 200 100 AS 總數量為 4 (100 200 300 400) 2 Number of origin-only ASes Origin-only AS號碼之路由項目數量 未幫助其他AS做Transit 的 AS總數量 10.1.0.0/16 300 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 Origin-Only AS 總數量1 (100, 其中200 有幫 100 Transit 所以不算) 3 Number of origin ASes announcing only one prefix 來源AS號碼僅提供一筆Prefix之路由項目數量 只放一筆路由且是 origin-only 的AS 數量 10.1.0.0/16 300 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 只放一筆路由的 origin only AS 數量為 1 (100, 200 不是 origin-only 所以不算) 4 Number of transit AS Transit AS號碼數量 有提供Transit 的 AS 總數量 10.1.0.0/16 300 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 Transit AS 總數量為 3 (200 300 400 都有幫別人 Transit)
統計項目說明(6) 項次 英文項目名稱 中文項目名稱 說明 範例 5 Number of transit-only AS 專提供 Transit且沒 有散佈路由的 AS號碼總數量 10.1.0.0/16 300 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 Transit-Only AS 總數量為 2 (300 400, 200 因為有放路由所以不算) 6 Number of distinct AS paths 不同AS path數量 BGP Routing Table 中出現不同 AS path 的總數量 10.1.0.0/16 300 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 10.3.0.0/16 300 200 100 不同 AS path 的總數量為 2 (10.1.0.0/16 與 10.3.0.0/16 as path 一樣) 7 Average AS path length 平均AS path長度 AS path 的平均長度 10.1.0.0/16 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 平均 AS path 長度為 2.5 ( (2+3)/2 ) 8 Max AS path length visible 最大AS path長度 BGP Routing Table 中最大的 AS path 長度 10.1.0.0/16 200 100 10.2.0.0/16 400 300 200 最大 AS path 長度 3 (10.2.0.0/16 AS path長度最長之大小)
統計項目說明(7) 三. 路由表與Whois資料庫比對後的統計 路由表為IP位址與AS號碼實際使用狀況，whois資料庫則為IP位址與AS號碼的核發紀錄，藉由這兩種資料的交叉比對，可瞭解 台灣地區已核發的IP位址與AS號碼的使用情況 未核發的IP位址與AS號碼是否有被使用狀況
統計項目說明(8) 項次 英文項目名稱 中文項目名稱 說明 範例 1 Total IP address in Taiwan 台灣地區IPv4位址總數 台灣地區的IP位址總數 16019456 2 Total ASN in Taiwan 台灣地區自治號碼總數 台灣地區ASN總數 158 3 Prefixes from unregistered ASNs 使用未註冊AS號碼的網段數 由尚未核發的ASN所散佈的Prefix筆數 10.1.0.0/16 200 100 其中100屬於尚未核發的ASN，則算出路由表中共有幾筆這種案例 4 Number of special use prefixes 使用special use prefixe的網段數 屬於RFC3330所列的prefix筆數 10.0.0.0/16 100 200 300 由於10.0.0.0為private IP，故這筆資料屬於rfc3330
統計項目說明(9) 項次 英文項目名稱 中文項目名稱 說明 範例 5 Prefixes being announced from unallocated address space 使用尚未核發IP位址網段數 路由表中有用到尚未核發的IP位址 2.1.0.0/16 100 200 300 由於2.1.0.0/16為尚未核發的IP，故該筆資料屬於此類型 6 Number of prefixes smaller than registry allocations Prefixes being announced from unallocated address space 路由表中prefixes小於allocation大小的筆數 路由表中prefix比whois登錄的allocation大小還小的筆數 211.72.1.0/24 100 200 300 whois中登錄211.72.0.0/16，則該筆屬於此類型資料
Prefix length distribution 統計項目說明(10) 四. 路由表中Prefix的分佈統計 路由表中Prefix的分佈統計可觀察各項Prefix大小在路由表中所佔的比例。可由這項統計資料知道各ISP在實際運作使用何種IP位址大小與其他ISP介接。 英文項目名稱 中文項目名稱 說明 範例 Prefix length distribution 路由表中Prefix的分佈統計 路由表中各種prefix大小的分佈數 10.0.0.0/16 10 20 30 10.2.1.0/24 10 30 50 則分佈數為/16為1，/24為1
統計結果顯示 目前每週產生各提供BGP Routing Table的單位統計資料 網址如下： http://trace.twnic.net.tw/routing/
每週各ISP之路由狀況分析 由whois資料與路由表得知實際使用IP位址/AS號碼比例 路由項目(Route Entry)及IP位址數量 台灣地區已核發的IPv4位址97%均有在路由表中出現 台灣地區已核發的AS號碼72%有在路由表中出現 目前尚未發現有使用未核發的AS號碼及IP位址 路由項目(Route Entry)及IP位址數量 台灣地區目前的路由項目為1400筆，目前全球路由表中路由項目總數約為200,000筆 平均每個路由entry所帶的IP位址量/20 目前路由表中散佈的Prefix大小，以/24最多，其次為/19，再其次為/20。 AS 號碼的分析 目前來源資料為交換中心，所得到的AS Path平均長度落在1 – 3的區間內 各路由表分析的狀況，可觀察出路由表中約有30%的AS號碼有提供Transit的服務 核發給台灣地區的IPv4位址約佔全球已核發的IPv4位址的0.75%，台灣地區的路由項目數量在全球BGP路由表中則佔約0.7%，顯示核發的IPv4位址與實際在BGP路由表中的使用狀況吻合。 台灣地區已核發的IPv4位址97% 均有在路由表中出現，且已核發的AS號碼72%有在路由表中出現，顯示目前台灣地區有些ISP在使用AS號碼上有閒置的狀況出現，需補強在管理AS號碼的使用，讓IP位址與AS號碼資源能妥善使用。 目前由各個ISP的點所觀察的Prefix大小分佈結果依序皆以 /24，/19，/16及/20這四個比例較高。在IP的核發上來看，每家ISP每次申請IP位址在2005年以前最小為/20，但是在BGP路由表中/24的分佈反而為最多，這部分顯示出ISP在路由規劃上為更為靈活，所以會以/24為單位來切割提供給底下的企業用戶使用。
長期觀察之路由狀況變化分析(1) 台灣地區IPv4位址數量與在ISP的BGP路由表中出現的台灣地區IPv4位址數量之比較圖
長期觀察之路由狀況變化分析(2) 台灣地區AS號碼數量與在各ISP的BGP路由表中的台灣地區AS號碼數量之比較圖
長期觀察之路由狀況變化分析(3) 各ISP的BGP路由表中台灣地區的路由項目之比較圖
長期觀察之路由狀況變化分析(4) 各ISP的BGP路由表中台灣地區的IPv4位址的prefix分佈圖
結論 藉由所提出之台灣地區路由統計系統，定期蒐集 ISP 所提供的 BGP 路由表 Raw Data，以及全球核發之IP位址與AS號碼資料，進行統計分析。 經過長時間的資料累積，已可呈現出目前IP位址及AS號碼的實際使用狀況，加上實際使用的路由表資訊與Whois資料庫進行比對，已可偵測不正常使用IP位址及AS號碼的情形。 此實際路由狀況的研究，可為未來留下歷史見證，讓大家瞭解到台灣地區 Internet 路由演進的軌跡，為台灣網際網路發展留下見證，並與國際接軌。
參考文獻 J. Hawkinson, T. Bates “Guidelines for creation, selection, and registration of an Autonomous System (AS),” RFC 1930, March 1996. APNIC document：”Policies for IPv4 address space management in Asia Pacific Region”, [IPv4-address-policy], http://www.apnic.net/docs/policy/add-manage-policy.html K.Hubbard, M.Kosters, D.Conrad, D.Karrenberg, J.Postel “Internet Registry IP Allocation Guidelines,” RFC2050, November 1996. Y. Rekhter, T. Li, S. Hares, Ed. “A Border Gateway Protocol 4 (BGP-4),” RFC 4271, January 2006. G. Huston “Commentary on Inter-Domain Routing in the Internet,” RFC 3221, December 2001.
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