Analysis of Usage Patterns in RIPE Atlas Measurements
Creators: name: Διαμαντίδης, Θεόδωρος Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Μεροληψία
μετρήσεις Διαδικτύου
RIPE Atlas
Bias
Internet measurements

description: In today’s world, the Internet plays a crucial role in almost everything we do, from how we communicate to the backbone of business and sharing information. At the heart of the Internet is a complex network made up of Autonomous Systems (ASes), which help direct data where it needs to go across the globe. One of the main issues of this network of ASes, is that due to the nature of their relationships, it is not clear how exactly data is routed as it travels through the Internet. For this reason, there are various organizations called Internet Measurement Platforms (IMPs), which collect various data regarding the data flow across the Internet. Despite their importance, these tools we use to measure and understand this network—like RIPE Atlas—sometimes have biases. These biases can distort the information we gather, leading to a less accurate picture of how the Internet is working. This thesis takes a close look at these biases, especially focusing on the User Defined Measurements (UDMs) in RIPE Atlas, aiming to uncover and fix these skewed views. This study is important because it not only points out the current biases but also works on ways to correct them. More specifically, Chapter 1 maps out the Internet’s development and its current setup, focusing on ASes and the rise of measurement platforms. It underscores the need to grasp the workings of ASes for better network management and safety and briefly presents what the contributions of this thesis are, as well as their importance. In Chapter 2, we start with a quick overview of the main important concepts that are needed for this work, and then present the relevant existing literature, situating this thesis within ongoing conversations about network measurements and the challenges of biases in these processes. In Chapter 3, we describe the data sources we used as well as how our analysis was conducted, setting the stage for the findings that follow. In Chapter 4 we get to the heart of the thesis, revealing the biases found in UDMs and comparing them to standard measurements and random samples. This gives a detailed view of where biases in Internet measurements might come from. Chapter 5 showcases the practical side of the thesis, with new tools that allow RIPE Atlas users to check and improve the accuracy of their own measurements, making complex analyses more user-friendly. Finally, Chapter 6 wraps up the findings and talks about what they mean for the broader community, offering ideas for where this kind of research can go next. By examining and proposing solutions to measurement biases, this thesis attempts to contribute to how we manage and secure the Internet. It not only enhances our understanding of Internet infrastructure but also gives people the tools to make more reliable decisions based on accurate data, marking a step forward in making Internet measurement practices more transparent and precise.
description: Στον σημερινό κόσμο, το Διαδίκτυο παίζει καθοριστικό ρόλο από τον τρόπο επικοινωνίας μας μέχρι τη ραχοκοκαλιά των επιχειρήσεων και την ανταλλαγή πληροφοριών. Στην καρδιά του Διαδικτύου βρίσκεται ένα σύνθετο δίκτυο που αποτελείται από Αυτόνομα Συστήματα, τα οποία βοηθούν στην κατεύθυνση δεδομένων όπου χρειάζεται να μεταβούν σε ολόκληρο τον κόσμο. Ένα από τα κύρια ζητήματα αυτού του δικτύου από Αυτόνομα Συστήματα, είναι ότι λόγω της φύσης των σχέσεων τους, η δρομολόγηση των δεδομένων που ταξιδεύουν μέσω του Διαδικτύου δεν είναι σαφής. Για το λόγο αυτό, υπάρχουν διάφοροι οργανισμοί που ονομάζονται Internet Measurement Platforms, οι οποίοι συλλέγουν διάφορα δεδομένα σχετικά με τη ροή δεδομένων στο Διαδίκτυο. Παρά τη σημασία τους, αυτά τα εργαλεία που χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε και να κατανοήσουμε αυτό το δίκτυο—όπως το RIPE Atlas— μερικές φορές έχουν προκαταλήψεις (biases). Αυτές οι προκαταλήψεις μπορούν να παραμορφώσουν τις πληροφορίες που συλλέγουμε, οδηγώντας σε μια λιγότερο ακριβή εικόνα για το πώς λειτουργεί το Διαδίκτυο. Αυτή η διπλωματική εξετάζει προσεκτικά αυτές τις προκαταλήψεις, εστιάζοντας ιδιαίτερα στις μετρήσεις που καθορίζονται από το χρήστη (User Defined Measurements – UDMs) στο RIPE Atlas, με στόχο να αποκαλύψει και να διορθώσει αυτές τις ανακρίβειες που προκύπτουν ως αποτέλεσμα των προκαταλήψεων. Αυτή η μελέτη είναι σημαντική γιατί όχι μόνο επισημαίνει τις τρέχουσες προκαταλήψεις αλλά επίσης περιλαμβάνει και τρόπους για να τις διορθώσει. Πιο συγκεκριμένα, το Κεφάλαιο 1 χαρτογραφεί την ανάπτυξη του Διαδικτύου και τις τρέχουσες ρυθμίσεις του, εστιάζοντας στα Αυτόνομα Συστήματα και την άνοδο των πλατφορμών μέτρησης. Υπογραμμίζει την ανάγκη κατανόησης της λειτουργίας των Αυτόνομων Συστημάτων για καλύτερη διαχείριση και ασφάλεια του δικτύου και παρουσιάζει συνοπτικά ποιες είναι οι συνεισφορές αυτής της διατριβής, καθώς και τη σημασία τους. Στο Κεφάλαιο 2, ξεκινάμε με μια γρήγορη επισκόπηση των βασικών εννοιών που απαιτούνται για αυτήν την εργασία και στη συνέχεια παρουσιάζουμε τη σχετική υπάρχουσα βιβλιογραφία, όπως και το κενό που αυτή η διπλωματική προσπαθεί καλύψει σε αυτήν. Στο Κεφάλαιο 3, περιγράφουμε τις πηγές δεδομένων που χρησιμοποιήσαμε καθώς και τον τρόπο διεξαγωγής της ανάλυσής μας, θέτοντας το υπόβαθρο για τα ευρήματα που ακολουθούν. Στο Κεφάλαιο 4 φτάνουμε στην καρδιά της διατριβής, αποκαλύπτοντας τις προκαταλήψεις που εντοπίζονται στα UDMs και συγκρίνοντάς τις με τυπικές μετρήσεις και τυχαία δείγματα. Μέσα από αυτό, παρουσιάζουμε μια λεπτομερή εικόνα για το πού μπορεί να προέρχονται οι προκαταλήψεις στις μετρήσεις του Διαδικτύου. Το Κεφάλαιο 5 παρουσιάζει την πρακτική πλευρά της διατριβής, με νέα εργαλεία που επιτρέπουν στους χρήστες του RIPE Atlas να ελέγχουν και να βελτιώνουν εύκολα την ακρίβεια των μετρήσεών τους. Τέλος, στο Κεφάλαιο 6 ολοκληρώνουμε τα ευρήματά μας και αναφέρουμε το τι σημαίνουν για την ευρύτερη κοινότητα, προσφέροντας ιδέες για το πώς μπορεί να συνεχιστεί αυτού του είδους η έρευνα. Εξετάζοντας και προτείνοντας λύσεις σε προκαταλήψεις μέτρησης, αυτή η διατριβή επιχειρεί να συμβάλει στον τρόπο διαχείρισης και ασφάλειας του Διαδικτύου. Όχι μόνο ενισχύει την κατανόησή μας για την υποδομή του Διαδικτύου, αλλά παρέχει επίσης στους ανθρώπους τα εργαλεία για να λαμβάνουν πιο αξιόπιστες αποφάσεις με βάση ακριβή δεδομένα, σηματοδοτώντας ένα βήμα προς τα εμπρός για να γίνουν οι πρακτικές μέτρησης του Διαδικτύου πιο διαφανείς και ακριβείς.