[論文レビュー] On the Dynamics of IP Address Allocation and Availability of End-Hosts

Anat Bremler-Barr, Dvir Schirman+4 more|arXiv (Cornell University)|Nov 10, 2010

Peer-to-Peer Network Technologies参考文献 11被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、DIMESエージェントが報告するIPアドレスを分析することで、エンドホストのIPアドレスの動的変化を測定する新規手法を提案している。その結果、60%以上のホストが固定IPアドレスを有しており、90%の中央値可用性を示している一方、動的割り当てのホストは平均して24時間ごとにIPアドレスを変更しており、オフライン時間の増加に伴いIP変更の確率が上昇することが明らかになった。

ABSTRACT

The availability of end-hosts and their assigned routable IP addresses has impact on the ability to fight spammers and attackers, and on peer-to-peer application performance. Previous works study the availability of hosts mostly by using either active pinging or by studying access to a mail service, both approaches suffer from inherent inaccuracies. We take a different approach by measuring the IP addresses periodically reported by a uniquely identified group of the hosts running the DIMES agent. This fresh approach provides a chance to measure the true availability of end-hosts and the dynamics of their assigned routable IP addresses. Using a two month study of 1804 hosts, we find that over 60% of the hosts have a fixed IP address and 90% median availability, while some of the remaining hosts have more than 30 different IPs. For those that have periodically changing IP addresses, we find that the median average period per AS is roughly 24 hours, with a strong relation between the offline time and the probability of altering IP address.

研究の動機と目的

• アクティブなピングやメールサービスへのアクセスに基づく従来のホスト可用性およびIPアドレス追跡手法に起因する不正確さを是正すること。
• 実世界のネットワークにおけるルーティング可能なIPアドレスの割り当ておよびエンドホスト可用性の真の動的挙動を解明すること。
• 受動的でエージェントベースの報告システムを用いて、IPアドレスの安定性およびホスト接続パターンのより正確な測定を提供すること。

提案手法

• 1,804台のホストから成るネットワークを活用し、DIMESエージェントが定期的に公開可視IPアドレスを報告する。
• 2か月間にわたりIPアドレスの変更を収集・分析し、ホストの可用性およびIP割り当て行動を推定する。
• 時間経過にわたる一貫した追跡を保証するため、一意の識別子を有するホストに焦点を当てる。
• オフライン時間とIPアドレス変更確率との関係を分析する。
• 自律システム（AS）ごとに中央値可用性および平均IP変更間隔を算出し、地域的およびネットワークレベルの傾向を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 実世界の展開において、エンドホストのうち固定IPアドレスと動的割り当てIPアドレスがどのように分布しているか？
• RQ2 動的IPアドレスを有するホストは、どの程度の頻度でルーティング可能なIPアドレスを変更するのか？また、その頻度に影響を与える要因は何か？
• RQ3 ホストのオフライン時間と、IPアドレスを変更する確率との間に相関関係は存在するか？
• RQ4 時間経過に伴いエンドホストの可用性はどの程度安定しているのか？また、一定のIPアドレスを維持するホストの割合はどの程度か？

主な発見

• 監視対象の1,804台のホストの60%以上が固定IPアドレスを有しており、エンドホストの大部分が安定したネットワークIDを維持していることが示された。
• 全ホストの中央値可用性は90%であり、観察されたネットワーク集団全体で高いホスト接続性が確認された。
• 動的IPアドレスを有するホストに関しては、ASごとのIP変更間隔の中央値は約24時間であった。
• ホストのオフライン時間と、IPアドレスを変更する確率との間に強く正の相関関係が認められた。
• 一部の動的IPアドレスを有するホストは、観察期間中に30個以上の異なるIPアドレスを経験しており、非常に高い変動性のアドレス割り当てが確認された。