Measuring IPv6 adoption

Post on 15-Jan-2015

3,539 views 1 download

Tags:

description

Download this presentation for an overview of a collaborative research project between Arbor Networks, the University of Michigan, Verisign Labs, the International Computer Science Institute and the University of Illinois. This research was originally presented at SIGCOMM.

transcript

Measuring  IPv6  Adop3on  

Jakub  Czyz,  University  of  Michigan  Mark  Allman,  Interna=onal  Computer  Science  Ins=tute  

Jing  Zhang,  University  of  Michigan  ScoA  Iekel-­‐Johnson,  Arbor  Networks  

Eric  Osterweil,  Verisign  Labs  Michael  Bailey,  University  of  Michigan  and  University  of  Illinois    

   SIGCOMM  2014  

Chicago,  IL,  USA  August  17-­‐22,  2014  

Why  Study  IPv6  Adop3on  Now?  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   2  

(Image  source:  Geoff  Huston,  hAp://www.potaroo.net/tools/ipv4)  

•  Internet  con=nues  growing  •  IPv4  space  shrinking…  •  IPv4  exhaus=on  events:  

–  IANA:  February  2011  –  Asia/Pacific:  April  2011  –  Europe:  September  2012  –  La=n  America:  June  2014  

•  IPv6  Community  Flag  Days  –  2011  &  2012  

   

Total  Free  IPv4  /8  At  Registries  

IANA  Exhaus=on  

Our  Study  

•  Goal:  a  systemic  “big  picture”  of  IPv6  adop=on  –  Trading  off  depth  for  breadth  – Are  there  cross-­‐perspec=ve  insights?  

•  Mul3-­‐perspec3ve:  10  datasets  •  Mul3-­‐year:  2-­‐10  years  •  Mul3-­‐aspect:  12  metrics  •  Findings:  IPv6  adop3on    –  varies  by  where  you  measure  (region)  –  varies  by  what  you  measure  –  recently  made  a  qualita=ve  jump  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   3  

Data  Analyzed  

•  Exis3ng/Public  Datasets:  –  RIR  alloca=on  –  Route  Views  BGP,  RIPE-­‐RIS  BGP  – Google.com  clients,    –  Verisign  zone  files,    –  CAIDA  Ark  RTT  

•  New  Datasets:  –  Traffic:  Arbor  Networks  global  traffic  – Naming:  Verisign  .com/.net  queries  via  IPv4,  via  IPv6  –  Content:  Tes=ng  data  of  Alexa  top-­‐10K  sites  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   4  

Metrics  Prerequisite  IP  Func3ons  •  Address  Alloca=on  •  Address  Adver=sement  •  Topology  •  DNS  Name  servers  •  DNS  Resolvers  •  DNS  Queries  •  Server  Readiness  •  Client  Readiness    

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   5  

Opera3onal  Characteris3cs  •  Traffic  Volume  •  Applica=on  Mix  •  Transi=on  Technologies  •  Performance  (RTT)    

“IPv6  adop

3on”  =  lev

el  rela3ve

 to  IPv4  

METRICS    (PREREQUISITE)  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   6  

Prefix  Alloca3on  

0

200

400

600

800

1000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Mon

thly

Pre

fix A

lloca

tions

Rat

io IP

v6/IP

v4

IPv4IPv6

Ratio

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   7  SIGCOMM’14  IANA  

Exhaus=on  

Naming:  Domains  &  Record  Types  

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

v4 v6 v4 v6 v4 v6 v4 v6 v4 v6

Frac

tion

of A

ll D

NS

Que

ries

2011ï06ï08 2012ï02ï23 2012ï08ï28 2013ï02ï26 2013ï12ï23

other ANYTXTNSDSMXAAAA A

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   8  SIGCOMM’14  

More  Similar  (p  <  0.05)  

•  Queries  from  .com/.net;  IPv4  &  IPv6  name  servers  –  Five  day-­‐long  packet  samples  over  2.5  years    –  IPv6  DNS  users  query  similar  domains  as  IPv4  –  Query  types  are  converging  over  this  =me  period:  

Server  Readiness:    Alexa  Top  Domain  Reachability  

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

2011-06 2011-12 2012-06 2012-12 2013-06 2013-12

Frac

tion

of A

lexa

Top

10K

AAAA LookupsReachability

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   9  SIGCOMM’14  

IPv6  World  Day   IPv6  Launch  Day  

Client  Readiness:  visitors  to  google.com  

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

2009 2010 2011 2012 2013 2014

Frac

tion

Clie

nts

Usi

ng IP

v6

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   10  SIGCOMM’14  

(Data  method  in  Colir  et  al.,  2010)  

+151%  

+147%  

+61%  -­‐7%  +43%  

METRICS    (OPERATIONAL)  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   11  

Global  Traffic  

10M

100M

1G

10G

100G

1T

2010 2011 2012 2013 2014 0.0001

0.001

0.01

Traf

fic V

olum

e/C

usto

mer

(bps

)

Rat

io IP

v6/IP

v4

0.0064

IPv4 A (peak)IPv6 A (peak)

Ratio A (peaks)

IPv4 B (average)IPv6 B (average)

Ratio B (averages)

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   12  SIGCOMM’14  

•  Arbor  Networks  global  provider  neslow  data    •  260  service  providers  (Dataset  B)  ~  1/3  –  1/2  of  all  inter-­‐AS  traffic  

+433%  +470%  

Applica3on  Mix    (%  of  IPv6)  

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   13  SIGCOMM’14  

 {  User  content  

IPv6  Transi3on  Technologies  (Teredo  +  6to4)  

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

2009 2010 2011 2012 2013 2014

Frac

tion

of n

on-n

ativ

e IP

v6

Internet Traffic AInternet Traffic B

Google Clients

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   14  SIGCOMM’14  

Mostly  Transi3on  

Mostly  Na3ve  

CONCLUSIONS  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   15  

Conclusion  1:  Regions  Differ  

1e-05

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

Address(A1) Routing(T1) Traffic(U1)

AFRINICAPNIC

ARINLACNIC

RIPENCC

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   16  SIGCOMM’14  

IPv6  /  IPv4  Ra=

o  

}  Large  Inter-­‐Region  Differences  

Large  Intra-­‐Region  (Cross-­‐Metric)  Differences  

E.g.  ARIN  last  place  in  alloca3on,  first  in  traffic.  

Conclusion  2:  Perspec3ve  Magers  

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   17  SIGCOMM’14  

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

2009 2010 2011 2012 2013 2014 0.0001

0.001

0.01

0.1

1

IPv6

/ IP

v4 R

atio

A1 (allocation - monthly)

A1 (allocation - cumulative)

A2 (advertisement)

R2 (Google clients)

U1 (traffic - A.peaks)

U1 (traffic - B.averages)

N1 (.com NS)

T1 (topology)

P1 (performance)

2-­‐3  order  of  magnitude  difference  

Conclusion  3:  IPv6  is  Real!  

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   18  SIGCOMM’14  

ß  20x  growth!  

ß  15x  growth!  

ß  Traffic  Flipped  

ß  Nearly  on-­‐par  

Thank  You!  

Ques=ons?  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   19  

BACKUP  SLIDES  

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   20  SIGCOMM’14  

Internet  Devices  and  Users    Con3nue  to  Increase  

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   21  

Dataset  Summary  

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   22  SIGCOMM’14  

/day  /day  

Prefix  Adver3sement  

100

1K

10K

100K

1M

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 20140.0001

0.001

0.01

0.1

Pref

ix A

dver

tisem

ents

Rat

io IP

v6/IP

v4

IPv4IPv6

Ratio

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   23  SIGCOMM’14  

AS  Centrality  

0

2

4

6

8

10

12

14

16

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

K-co

re d

egre

e

Dual-StackIPv6-Only

IPv4

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   24  SIGCOMM’14  

DNS:  .com  &  .net  Zones  

10

100

1K

10K

100K

1M

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 1e-05

0.0001

0.001

0.01

Rec

ords

in T

LD z

ones

Rat

io IP

v6/IP

v4 (.

com

)

.com A glue.net A glue

.net AAAA glue.com AAAA glueRatio .com glue

Ratio .net all probed (H.E.)Ratio .com all probed (H.E.)

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   25  SIGCOMM’14  

IPv4  .com/.net  TLD  A  and  AAAA  Query  Rank  Correla3on  (Spearman’s  ρ)  

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   26  SIGCOMM’14  

Within  type:  Strong      Across  type:  Weak  

Naming:  Domains  •  Queries  from  .com/.net;  IPv4  &  IPv6  name  servers  – Five  day-­‐long  samples  over  2.5  years    

•  Four  sets  of  top  100k  domains:  – For  both  IPv4  and  IPv6  packets  (user  popula=ons)  – Within  each,  for  domains  queried  by  A  and  AAAA  

•  Finding:  IPv4  to  IPv6  popula=ons  correlate  strongly  for  the  same  query  type  {A,AAAA}    – e.g.  Spearman’s  ρ  of  0.7  for  IPv4  A  versus  IPv6  A    

•  So,  IPv6  DNS  users  query  similar  domains  as  IPv4    

SIGCOMM’14   Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   27  

Performance  (using  10-­‐  and  20-­‐hop  RTT)  

0

100

200

300

400

500

2009 2010 2011 2012 2013 2014 0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Med

ian

RTT

(ms)

Rat

io IP

v6/IP

v4 p

erfo

rman

ce

IPv6 - Hop 20IPv4 - Hop 20IPv6 - Hop 10IPv4 - Hop 10

Ratio - Hop 10

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   28  SIGCOMM’14  

Projec3ons  

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

IPv6

/IPv4

A1 (allocation - cumulative)

U1 (traffic - A.peaks)

Polynomial Proj. (A1:R2 = 0.996; U1:R2 = 0.838)Exponential Proj. (A1:R2 = 0.984; U1:R2 = 0.892)

Measuring  IPv6  Adop=on  –  Czyz  et  al.   29  SIGCOMM’14