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普林斯顿大学新闻

New tool helps users control which countries their internet traffic goes through

普林斯顿大学(Princeton University)的一项新研究显示,互联网让全世界的人都可以使用应用程序和服务,但在很多情况下,互联网流量要经过几个占主导地位的国家。

Nick Feamster and Anne Edmundson

包括计算机科学教授Nick Feamster和最近获得计算机科学博士学位的Anne Edmundson在内的研究人员研究了网络信息跨越国界的传输方式。

2013年美国政府监控项目曝光后,几个国家的官员表达了减少对美国通信基础设施依赖的愿望。巴西为实现这一目标已采取了引人注目的步骤,包括开始建设一条通往葡萄牙的海底电缆,并开发一个由互联网交换点组成的大型生态系统,以帮助国内网络更好地连接。

普林斯顿大学研究人员的这项新研究代表了对这些措施有效性的早期观察。

尽管巴西做出了努力,但其互联网流量的很大一部分仍在穿越美国。研究人员提出的一种解释可能是,商业因素阻碍了互联网服务提供商在巴西使用互联网交换点。

通过研究几个国家100个最受欢迎网站的流量,研究人员发现,很大一部分来自巴西、印度和肯尼亚的互联网路由路径经过美国或欧洲。他们还试用了一种名为RAN(区域感知网络)的工具,允许用户通过中间点转移流量,从而避免通过特定国家。

研究人员发现,区域感知网络在避开某些国家方面比避开其他国家更成功。

特别是,许多流行的网站仅托管在美国或欧洲的服务器上。该研究的主要作者安妮•埃德蒙森(Anne Edmundson)解释说,其他网站通过与内容分销网络签订合同,提供全球访问服务。内容分销网络通常只在少数几个国家拥有网站。埃德蒙森今年春天从普林斯顿大学(Princeton)毕业,获得了计算机科学博士学位。Edmundson和她的同事于6月21日在计算机械协会的可持续社会会议上展示了这项研究。

研究人员通过虚拟专用网访问受欢迎的网站,测量了巴西、肯尼亚、印度、荷兰和美国的互联网路由路径。虚拟专用网提供了来自与这些国家用户相似的国家内部的有利位置。然后,他们下载了每个国家的前100个网页(按Alexa的排名),并测量了每个客户端优势点与在该国提供内容的web服务器之间的路径。

研究发现,在所有发源于其他国家的路由路径中,有一半以上途经美国。巴西对中国的依赖程度最高,84%的交通要经过美国。来自肯尼亚、印度和荷兰的大部分道路也要经过英国。此外,来自肯尼亚的交通经常经过毛里求斯和南非,而来自印度的交通则经常在新加坡停留。这些路径一般都是沿着各国之间的水下通信电缆和流行的internet交换点的路径。

研究人员还评估了“长号”(tromboning)的流行程度。长号的起止点和终点都在同一个国家,但途中要经过一个外国。从巴西和荷兰到流行网站的互联网路径经常在美国境内畅通无阻。大约13%来自巴西的路径是长号,其中80%以上穿越美国;一些路线还穿越了西班牙、意大利和加拿大等国家。

埃德蒙森说:“互联网流量一旦进入一个国家的边界,就会受到该国国内法律和政策的制约,包括监视或审查等措施。”为了应对这个问题,团队设计并测试了区域感知网络(RAN)系统,以便让用户对他们的internet路由有更多的控制。除了避免监视和审查,减少国际路由还可以提高连接速度和降低成本。

他们在10个国家使用机器建立了一个继电器网络,并建立了通过这些继电器转发互联网流量的机制。然后,他们测量了该系统避免通过其他国家路由来自研究中的五个国家的流量的能力。

在大多数情况下,该工具显著提高了避开某个国家的前100名网站的访问量。例如,如果没有该工具的继电器,只有50%的肯尼亚路线可以避免经过英国;区域感知网络使97%的路径避开了英国。该工具还导致长号路径的适度减少。

穿越美国的交通更加难以避免。来自印度的航线达到了最高的规避水平,达到65%。“这可能有几个原因,”埃德蒙森说。“其中一个原因是,访问某个网站的唯一途径是通过美国,或者内容只在美国托管,因此这是不可避免的。她说,在网络中增加更多的中继可能会提高避免在美国过境的能力。

新墨西哥大学的计算机科学家Jedidiah Crandall没有参与这项研究,他说:“互联网是无国界发展起来的,但是现在那些关心隐私和言论自由的人开始关心他们的互联网流量流向了哪里。”“与此同时,民族国家正在发展他们自己关于互联网边界的想法。今天边界的实际位置是一个重要的科学问题,这篇论文在回答这个问题上取得了令人印象深刻的进展。”

研究人员在2016年初进行了测量;后续的测量结果可能会显示,巴西和其他国家是否已经减少了对美国和欧洲的依赖,以访问受欢迎的互联网网站。

埃德蒙森的合著者包括普林斯顿大学信息技术政策中心(Center for Information Technology Policy)副主任、计算机科学教授尼克·费姆斯特(Nick Feamster);吴玉生教授,工程学教授,计算机科学系系主任;还有罗亚·恩萨菲(Roya Ensafi),她曾是费姆斯特研究小组的博士后研究员,现在是密歇根大学(University of Michigan)的研究助理教授。

美国国防部和国家科学基金会为这项研究提供了支持。