Economics of Internet interdomain interconnections

Abstract

Aquesta tesi estudia els aspectes econòmics de la interconnexió entre Ases, identifica desafiaments que amenacen el futur d'Internet i proposa solucions per resoldre'ls. Primerament vam realitzar el primer estudi analític i empíric sobre el peering remot, un tipus emergent d'interconnexió que relaxa les limitacions geogràfiques dels Ases i facilita interconnexions a un menor cost. Després vam presentar CIPT i T4P, dos nous tipus d'interconnexions que redueixen els costos d'interconnexió entre xarxes. Ja que algunes de les limitacions són inherents a la present arquitectura d'Internet, vam finalitzar la tesi proposant Route Bazaar, una nova arquitectura d'Internet que, inspirada en el mecanisme de block chain i les eines criptogràfiques típiques de les criptomonedas, proveeix un marc contractual per realitzar tipus d'interconnexions molt flexibles.

Internet es un ecosistema en continua evolución. Formado por una multitud de redes o Sistemas Autónomos (Ases), los acuerdos de interconexión son una pieza esencial de Internet, que permite que los usuarios finales disfruten de conectividad global. La vertiginosa adopción de Internet, el desmesurado crecimiento de su trafico y las crecientes demandas por una mayor calidad de servicio son un desafío que produce constantes conflictos sobre los acuerdos económicos entre las redes y cuestiona la capacidad de Internet para proveer servicios críticos. Esta tesis estudia los aspectos económicos de la interconexión entre Ases, identifica desafíos que amenazan el futuro de Internet y propone soluciones para resolverlos. Primeramente realizamos el primer estudio analítico y empírico sobre el peering remoto, un tipo emergente de interconexión que relaja las limitaciones geográficas de los Ases y facilita interconexiones a un menor coste. Después presentamos CIPT y T4P, dos nuevos tipos de interconexiones que reducen los costes de interconexión entre redes. Puesto que algunas de las limitaciones son inherentes a la presente arquitectura de Internet, finalizamos la tesis proponiendo Route Bazaar, una nueva arquitectura de Internet que, inspirada en el mecanismo de block chain y las herramientas criptográficas típicas de las criptomonedas, provee un marco contractual para realizar tipos de interconexiones muy flexibles.

The Internet is an evolving ecosystem where a multitude of interconnected networks, or Ases (Autonomous Systems), support global connectivity of end users. By providing economic incentives for routing traffic on behalf of other networks, interconnection agreements between ASes are a cornerstone of the Internet. However, rapid Internet adoption, unrelenting traffic growth, and increasing demands for quality and performance are challenging to cope with, provoke recurrent conflicts over the economic settlement of interconnections, and question the capacity of the Internet to provide critical services. This thesis studies the economic aspects of the interconnections between ASes, identifies challenges hampering the future of the Internet, and proposes solutions to resolve them. We begin by presenting the first analytical and empirical study on remote peering, an emerging type of interconnections that relaxes the geographical constraints of ASes and also facilitates interconnections at a lower cost. Then we introduce CIPT and T4P, two novel interconnection arrangements that reduce traffic delivery costs for the ASes. Because some of the limitations are inherent to the current Internet architecture we end this thesis presenting Route Bazaar, a new Internet architecture that, inspired by the use of the block chain mechanism and cryptographic tools in cryptocurrencies, provides a contractual framework for flexible interconnections with rich policies.