Macro- and microscopic analysis of the internet economy from network measurements
Authors:   , Mikians Jakub 
Published: July 2023

The growth of the Internet impacts multiple areas of the world economy, and it has become a permanent part of the economic landscape both at the macro- and at microeconomic level. On-line traffic and information are currently assets with large business value. Even though commercial Internet has been a part of our lives for more than two decades, its impact on global, and everyday, economy still holds many unknowns.
In this work we analyse important macro- and microeconomic aspects of the Internet. First we investigate the characteristics of the interdomain traffic, which is an important part of the macroscopic economy of the Internet. Finally, we investigate the microeconomic phenomena of price discrimination in the Internet.
At the macroscopic level, we describe quantitatively the interdomain traffic matrix (ITM), as seen from the perspective of a large research network. The ITM describes the traffic flowing between autonomous systems (AS) in the Internet. It depicts the traffic between the largest Internet business entities, therefore it has an important impact on the Internet economy. In particular, we analyse the sparsity and statistical distribution of the traffic, and observe that the shape of the statistical distribution of the traffic sourced from an AS might be related to congestion within the network. We also investigate the correlations between rows in the ITM. Finally, we propose a novel method to model the interdomain traffic, that stems from first-principles and recognizes the fact that the traffic is a mixture of different Internet applications, and can have regional artifacts. We present and evaluate a tool to generate such matrices from open and available data. Our results show that our first-principles approach is a promising alternative to the existing solutions in this area, which enables the investigation of what-if scenarios and their impact on the
Internet economy.
At the microscopic level, we investigate the rising phenomena of price discrimination (PD). We find empirical evidences that Internet users can be subject to price and search discrimination. In particular, we present examples of PD on several ecommerce websites and uncover the information vectors facilitating PD. Later we show that crowd-sourcing is a feasible method to help users to infer if they are subject to PD. We also build and evaluate a system that allows any Internet user to examine if she is subject to PD. The system has been deployed and used by multiple users worldwide, and uncovered more examples of PD.
The methods presented in the following papers are backed with thorough data analysis and experiments.

Internet es hoy en día un elemento crucial en la economía mundial, su constante crecimiento afecta directamente múltiples aspectos tanto a nivel macro- como a nivel microeconómico. Entre otros aspectos, el tráfico de red y la información que transporta se han convertido en un producto de gran valor comercial para cualquier empresa. Sin embargo, más de dos decadas después de su introducción en nuestras vidas y siendo un elemento de vital importancia, el impacto de Internet en la economía global y diaria es un tema que alberga todavía muchas incógnitas que resolver. En esta disertación analizamos importantes aspectos micro y macroeconómicos de Internet. Primero, investigamos las características del tráfico entre Sistemas Autónomos (AS), que es un parte decisiva de la macroeconomía de Internet. A continuacin, estudiamos el controvertido fenómeno microeconómico de la discriminación de precios en Internet. A nivel macroeconómico, mostramos cuantitatívamente la matriz del tráfico entre AS ("Interdomain Traffic Matrix - ITM"), visto desde la perspectiva de una gran red científica. La ITM obtenida empíricamente muestra la cantidad de tráfico compartido entre diferentes AS, las entidades más grandes en Internet, siendo esto uno de los principales aspectos a evaluar en la economiá de Internet. Esto nos permite por ejemplo, analizar diferentes propiedades estadísticas del tráfico para descubrir si la distribución del tráfico producido por un AS está directamente relacionado con la congestión dentro de la red. Además, este estudio también nos permite investigar las correlaciones entre filas de la ITM, es decir, entre diferentes AS. Por último, basándonos en el estudio empírico, proponemos una innovadora solución para modelar el tráfico en una ITM, teniendo en cuenta que el tráfico modelado es dependiente de las particularidades de cada escenario (e.g., distribución de apliaciones, artefactos). Para obtener resultados representativos, la herramienta propuesta para crear estas matrices es evaluada a partir de conjuntos de datos abiertos, disponibles para toda la comunidad científica. Los resultados obtenidos muestran que el método propuesto es una prometedora alternativa a las soluciones de la literatura. Permitiendo así, la nueva investigación de escenarios desconocidos y su impacto en la economía de Internet. A nivel microeconómico, en esta tesis investigamos el fenómeno de la discriminación de precios en Internet ("price discrimination" - PD). Nuestros estudios permiten mostrar pruebas empíricas de que los usuarios de Internet están expuestos a discriminación de precios y resultados de búsquedas. En particular, presentamos ejemplos de PD en varias páginas de comercio electrónico y descubrimos que informacin usan para llevarlo a cabo. Posteriormente, mostramos como una herramienta crowdsourcing puede ayudar a la comunidad de usuarios a inferir que páginas aplican prácticas de PD. Con el objetivo de mitigar esta cada vez más común práctica, publicamos y evaluamos una herramienta que permite al usuario deducir si está siendo víctima de PD. Esta herramienta, con gran repercusión mediática, ha sido usada por multitud de usuarios alrededor del mundo, descubriendo así más ejemplos de discriminación. Por último remarcar que todos los metodos presentados en esta disertación están respaldados por rigurosos análisis y experimentos.