Thema 02: Vulnerability of the Internet (Routing / Complex Networks)
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Motivation
Falls Sie noch überlegen, ob ein Unterthema zu "Vulnerabilty of the Internet" interessant sein könnte, hier ein sehr aktueller und vermutlich bekannter Fall, wo offenbar ein Routing-Problem an massiven Folgewirkungen beteiligt war ...
https://www.heise.de/news/Post-Mortem-Fehlersuche-nach-dem-Facebook-Ausfall-6209377.html
Aus dem Artikel:
"Die für die Navigation im Netz notwendigen Routen tauschen die miteinander per Peering verbundenen großen Teilnehmer ständig untereinander aus. Das können Provider, Betreiber von Rechenzentren oder auch die großen Plattformen wie Facebook sein. Als sogenannte autonome Systeme "annoncieren" sie ihre Nummern (ASN) und Routen über das Border Gateway Protocol (BGP). Facebooks Problem: Es hatte alle seine Announcements zurückgezogen – kein Anschluss unter dieser Nummer.Damit verschwanden Facebook und alle seine Dienste sang- und klanglos von der Bildfläche des Internets – niemand kannte mehr den Weg zu Facebook. Wegen der fehlenden Routing-Informationen konnten die anderen Teilnehmer auch die von Facebook selbst gehosteten DNS-Server nicht mehr finden. Per E-Mail war Facebook ebenfalls nicht mehr zu erreichen, eine Anfrage von heise online zu den Hintergründen des Ausfalls konnte am Montagabend nicht zugestellt werden.
Facebooks Zentralisierung der eigenen Infrastruktur führte offenbar zu einer verheerenden Kettenreaktion. Auf Twitter machten Meldungen die Runde, dass Facebook-Mitarbeiter nicht mehr ins Büro konnten, weil auch die vernetzte Schließanlage nicht mehr funktionierte. Schlimmer: Die Facebook-Administratoren konnten Medienberichten zufolge nicht auf die betroffene Hardware zugreifen, weil der Remote-Zugriff ohne Routen nicht funktionierte. Zugleich sollen die Mitarbeiter im Rechenzentrum nicht die nötigen Berechtigungen und Zugangsdaten gehabt haben, um die Routingtabellen direkt vor Ort zu reparieren."Vulnerability of the Internet (Complex Networks)
Previous master-level topics in this area included:
(0) Study attacks and failures of the Internet Infrastructure. Conduct risks assessments (may include expert interviews and online surveys).
(1) Survey of methods to improve the robustness of graphs and abstract networks
(2) Analyze the Connectivity of Online Financial Institutions
Continue and update the work of a former very successful master thesis.
(3) Graph Model of the Internet at the Physical Cable Layer(Data Collection and Integration, Script Programming, Learn Python)
How does the Internet backbone "look" like at the level of physical cables, landing stations and Internet exchange points?
Find public data sources on the physical node and cable infrastructure of the Internet.
Model the Internet as a graph (including geo-locations).
Use a graph analysis toolkit (such as NetworkX, Networkit, Graphtool) to investigate some graphs statistics and metrics (such as degree distribution, centrality measures etc.).(4) CORIA (Connectivity Risk Analyzer): work on our software framework for analyzing and visualizing connectivity risks on the Internet.
(5) Implement graph metrics for assessing network vulnerability. How to Analyze a Very Large Graph?(Script Programming, Learn Python)
There are large data sets on Internet and Bitcoin graphs.
How can we analyze such a large graph with respect to important nodes?
One promising toolkit is Networkit: https://networkit.iti.kit.edu
Experiment with different data sets.
Write well-documented Python scripts
(6) Internet Exchange Points (IXPs) and Business RelationshipsMake a complete list of existing IXPs
Try to find out which AS participating at an IXP are actually exchanging traffic with each other
Are there any factors influencing the probability that an agreement to exchange traffic is more likely?
How are business relationships formed(7) Who Runs the Internet? Classifying Autonomous Systems into Industries
(8) The World Wide Web as a Graph
Gather and integrate data (we have some start); conduct graph analyses.
(9) Other topics possible!
The Internet – Topology and Vulnerability, Project on ResearchGate (including a collection of Starter Literature):
https://www.researchgate.net/project/The-Internet-Topology-and-Vulnerability
Foundations:
Routers & Graphs:
CORIA (Connectivity Risk Analyzer Software Framework):
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Студенты должныОтметить как выполненный
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