Glasnost: Transparenz für das Internet Glasnost: Bringing

Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
Glasnost: Transparenz für das Internet
Glasnost: Bringing Transparency to the Internet
Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi
Max-Planck-Institut für Softw aresysteme, Standort Saarbrücken, Saarbrücken
Korrespondierender Autor
E-Mail: mdischin@mpi-sw s.mpg.de
Zusammenfassung
Hunderte Millionen von Menschen nutzen Breitbandnetze w ie DSL & Kabel für den Zugriff auf das Internet.
Internet-Anbieter setzen heute vermehrt Techniken ein, um den Internetverkehr ihrer Kunden zu beeinflussen
mit dem Ziel, das Verkehrsaufkommen zu begrenzen – oft ohne Kenntnis der Kunden. Dabei ist dieses W issen
entscheidend für die fundierte Wahl eines Internet-Anbieters. Ziel von Glasnost ist es, Zugangsnetze für
Nutzer transparenter zu machen. Mithilfe von Glasnost w aren bis heute mehr als hunderttausend Nutzer
w eltw eit in der Lage zu überprüfen, ob ihr Internetverkehr beeinflusst w ird.
Summary
Residential broadband ISPs like DSL & cable are being used by hundreds of millions of people to access the
Internet. Today, ISPs are deploying firew alls and traffic shapers to manipulate the performance of user traffic.
Most ISPs do not reveal the details of their netw orks to their customers, preventing them from making an
informed choice of their ISP. The goal of our Glasnost project is to make access netw orks more transparent to
their customers. To date, more than a hundred thousand users w orld-w ide used Glasnost to test if their ISPs
are interfering w ith their peer-to-peer traffic.
1. Einleitung
Für den Internetzugang w erden zunehmend Breitbandnetze w ie DSL oder Kabel eingesetzt. Mehr als 158
Millionen Menschen w eltw eit nutzen diese Netze. Bis 2011 w ird diese Zahl voraussichtlich auf 477 Millionen
ansteigen [1]. In Deutschland sind mehr als 65% aller Internetnutzer über Heimbreitbandnetzw erke
angeschlossen [2]. Außerdem verfolgen viele Regierungen das Ziel, den universellen Breitbandzugang zu
fördern [3].
Diese Breitbandanschlüsse ermöglichen den schnellen Zugang zum Internet. Treten hier Engpässe auf, so hat
dies direkte Ausw irkungen auf die Funktion von vielen populären Internetanw endungen, w ie etw a InternetTelefonie, Online-Videotheken, Online-Spiele, aber auch im Speziellen bei so genannten Peer-to-Peer-Netzen
w ie BitTorrent, die heute häufig zum Austausch von Dateien, etw a Musik oder Videos, genutzt w erden.
Viele Nutzer sind sich nicht bew usst, dass manche Kabel- und DSL-Anbieter zunehmend Einfluss auf den
Internetverkehr ihrer Kunden nehmen. Dabei verw enden diese Anbieter Techniken, die es erlauben,
Datenströme
bestimmter
Anw endungen
nach
spezifischen
Richtlinien
[4] zu
kategorisieren
und
zu
manipulieren. Der Einsatz dieser Techniken zum Verkehrsmanagement ist oft durch geschäftliche Interessen
motiviert, etw a um Kosten bei der Datenübertragung zu minimieren oder eine Überlastung des eigenen
Netzes zu verhindern. Leider machen viele Anbieter den Einsatz dieser Techniken nicht publik, w esw egen viele
Nutzer auch nichts von der Existenz und deren Einfluss auf die Funktions- und Leistungsfähigkeit von
Internetanw endungen w issen.
Vor kurzem w urde berichtet, dass bestimmte Internet-Anbieter in den USA [5] ihre Kunden heimlich daran
hindern, Daten mithilfe der beliebten Anw endung BitTorrent mit anderen Nutzern auszutauschen. Es w urde
festgestellt, dass diese Anbieter BitTorrent-Datenströme blockiert haben, indem sie durch gefälschte
Protokollpakete einen sofortigen Abbruch der Datenübertragung herbeiführten. Die Aufdeckung dieser Praxis
hat eine intensive und w eitreichende Richtliniendebatte über akzeptable Praktiken im Verkehrsmanagement
von Internet-Anbietern (oft unter dem Thema „Netzneutralität“ zusammengefasst, das fordert, dass Anbieter
allen Netzverkehr ihrer Kunden gleich behandeln und nicht etw a den Verkehr bestimmter Anw endungen
priorisieren
oder
drosseln)
unter
Verbraucherschützern,
Internetbetreibern
und
Regierungsbehörden
ausgelöst [6].
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
w w w .mpg.de
1/8
Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
W ir w ollen hier nicht die Vorteile verschiedener Verkehrsmanagement-Richtlinien diskutieren. Auch w ollen w ir
nicht für spezielle Richtlinien, etw a Netzneutralität, plädieren. Die Formulierung akzeptabler und verbindlicher
Verkehrsmanagementrichtlinien ist sehr w ichtig und erfordert die sorgfältige Erw ägung einer Vielzahl
technologischer, w irtschaftlicher und sozialer Faktoren, die für die Entw icklung des Internets entscheidend
sind. Eine solche Erörterung liegt jedoch außerhalb der Möglichkeiten dieses kurzen Aufsatzes.
Stattdessen w ollen w ir für Netztransparenz plädieren. Einfach ausgedrückt bedeutet Netztransparenz, dass
die Nutzer die Merkmale der Zugangsnetze kennen, die sie benutzen und die ihren Internetverkehr
beeinflussen können. Ein einfaches Beispiel ist etw a die Geschw indigkeit des eigenen Internetzuganges, die
darüber mitentscheidet, ob man den Zugang zum Betrachten von Internetvideos oder zur Internet-Telefonie
nutzen kann. Doch bereits hier gibt es heutzutage Defizite, denn die Beschreibungen der Anbieter spiegeln
nicht unbedingt immer die
(technischen) Gegebenheiten vor Ort w ieder, besonders
w enn oft von
„Geschw indigkeiten bis zu“' die Rede ist. Dieses W issen hilft den Nutzern entscheidend bei der Wahl ihrer
Internet-Anbieter. Gäbe es diese Transparenz, w üssten die Nutzer, w elche Servicequalität sie erhalten, w enn
sie verschiedene Anw endungen w ie etw a Internet-Telefonie oder Internet-Videotheken nutzen w ollen. Und
Anw endungsentw ickler können solches W issen dazu nutzen, ihre Anw endungen auf die Erfordernisse von
Breitbandanschlüssen anzupassen und mögliche Einschränkungen schon bei der Entw icklung mit einzuplanen.
Idealerw eise könnten Netze durch die Anbieter selbst transparenter gestaltet w erden, indem diese
offenlegten, w ie sie ihren Datenverkehr steuern und w o sie Verkehrsmanagement einsetzen. Die Erfahrung
hat jedoch gezeigt, dass die Anbieter eher zurückhaltend bei der Offenlegung solcher Informationen sind,
selbst dann, w enn sie dazu von staatlichen Aufsichtsbehörden aufgefordert w erden [6]. Zudem sind die von
Internet-Anbietern für ihre Kunden bereitgestellten Informationen oft vage und bestenfalls mehrfach
interpretierbar, im schlechtesten Fall aber geradezu irreführend. Deshalb benötigen Nutzer geeignete
Mechanismen, mit denen sie die von ihren Anbietern erhaltenen Informationen selbstständig überprüfen
können.
Vor diesem Hintergrund haben w ir am Max-Planck-Institut für Softw aresysteme das Glasnost-Projekt initiiert.
Unser Ziel ist es, Nutzer in die Lage zu versetzen, über direkte Messungen Rückschlüsse auf die Merkmale
ihrer Zugangsnetze zu treffen. Bei der Entw icklung des Systems haben w ir besonderes Augenmerk auf eine
leichte Bedienung gelegt. Das Glasnost-System versucht herauszufinden, ob und w ie der Datenverkehr eines
Nutzers manipuliert w ird und w o im Internet diese Manipulation stattfindet, etw a durch den eigenen InternetAnbieter. Nachfolgend w ollen w ir die herausfordernden Aufgaben der Entw icklung dieses Systems skizzieren,
unsere Lösungen vorstellen und über die Erfahrungen mit seiner bisherigen Nutzung berichten.
2. Das Glasnost-System
Unser Ziel mit Glasnost ist es, durch Internet-Messungen von und zu Nutzern möglicherw eise eingesetztes
Verkehrsmanagement zu erkennen. Dabei besteht Glasnost vorrangig aus zw ei Komponenten: Einem Server
und einem Client.
Mithilfe von Nutzer-basierten Messungen Rückschlüsse auf die von Anbietern verw endeten Techniken zur
Begrenzung von Datenverkehr zu ziehen, ist eine herausfordernde Aufgabe. W ir konzentrieren uns dabei
besonders auf drei Herausforderungen: 1. W ie können w ir feststellen, ob Anbieter den Datenverkehr einer
speziellen Anw endung einschränken? 2. Können w ir herausfinden, w ie Anbieter Datenströme identifizieren, die
zu bestimmten Anw endungen gehören – speziell bei solchen Anw endungen, die sie einschränken w ollen? 3.
W ie können w ir identifizieren, w elcher der verschiedenen Anbieter entlang eines Internet-Pfades für die
Einschränkung oder Manipulation von Datenverkehr verantw ortlich ist? W ir beschäftigen uns im Folgenden mit
diesen Fragen.
2.1 Erkennung ungleicher Behandlung von Datenverkehr
W ir haben das Glasnost-System entw ickelt, um überprüfen zu können, ob Anbieter den zu einer bestimmten
Anw endung gehörenden Datenverkehr anders behandeln als den zu einer anderen Anw endung gehörenden
Datenverkehr. Normalerw eise identifizieren Anbieter den Verkehr verschiedener Anw endungen anhand von
charakteristischen Merkmalen, etw a von Paketinhalten. Um diese Ungleichbehandlung entlang eines InternetPfades zu entdecken, erzeugt Glasnost Datenverkehr, der regulären Verkehr unterschiedlicher Anw endungen
imitiert. Dabei vergleicht Glasnost, w ie Datenpakete unterschiedlicher Anw endungen ausgeliefert w erden. W ill
man beispielsw eise feststellen, ob Verkehr von Anw endungen zum Dateiaustausch, w ie etw a BitTorrent, im
Vergleich zum normalen HTTP-Webverkehr begrenzte Bandbreite, d.h. Geschw indigkeit, erhält, w iederholt
Glasnost zw ei Datenströme – einen mit BitTorrent-Paketen und einen w eiteren mit HTTP-Paketen – direkt
nacheinander. Dabei misst Glasnost die Geschw indigkeit der Datenübertragung für beide Anw endungen und
ermittelt, ob BitTorrent-Datenströme eine geringere Bandbreite zugeteilt bekommen als W eb-Datenströme.
W ichtig dabei ist es, die beiden Datenströme, die verglichen w erden sollen, direkt hintereinander zu
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
w w w .mpg.de
2/8
Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
versenden, um entlang des Pfades auftretende Änderungen in den Netzbedingungen auf ein Minimum zu
reduzieren. Im Internet kann Verkehr verschiedener Nutzer sich gegenseitig beeinflussen, w as zu einer
gew issen Verfälschung der Messungen führen kann. Dies könnte zu Fehlinterpretationen führen, indem diese
gegenseitige Beeinflussung für eine Drosselung durch den Internet-Anbieter gehalten w ird. Um dies
auszuschließen, w iederholt Glasnost jede Messung mehrere Male und verw endet statistische Methoden.
2.2 Identifizierung von Paketen, die die ungleiche Behandlung von Anwendungsverkehr auslösen
Internet-Anbieter analysieren die Paketinhalte eines Datenstroms, um bestimmten Anw endungsverkehr zu
identifizieren. Glasnost kann verw endet w erden, um die Muster, die die Anbieter für diese Erkennung
verw enden, zu ermitteln, die letztendlich dafür sorgen, dass der Datenstrom einer Anw endung beeinflusst
w ird. W enn bereits bekannt ist, dass der Verkehr von Anw endung A w eniger Bandbreite erhält als Verkehr von
Anw endung B, so gleicht Glasnost die Datenpakete von Anw endung A Schritt für Schritt an die von Anw endung
B an, bis auch Anw endung A nicht mehr gedrosselt w ird. Dabei w ird im ersten Schritt das letzte Paket von
Anw endung A durch das letzte Paket von Anw endung B ersetzt und dieses solange fortgesetzt, bis beide
Anw endungen die gleiche Geschw indigkeit erreichen. Dadurch erfährt man, w elche Pakete von Anw endung A
w enigstens nötig sind, um die Ungleichbehandlung durch den Anbieter auszulösen.
2.3 Identifizierung der Anbieter, die für die Ungleichbehandlung verantwortlich sind
Ein typischer Pfad im Internet erstreckt sich über vier oder fünf unterschiedliche Internet-Anbieter, die die
Pakete jew eils zu ihrem Ziel w eiterleiten. Hat Glasnost eine ungleiche Behandlung von Anw endungsverkehr
entlang eines Pfades entdeckt, besteht die nächste Herausforderung darin, herauszufinden, w elcher der vier
oder fünf Anbieter entlang des Pfades für diese Ungleichbehandlung verantw ortlich ist. Es ist unmöglich, den
Verantw ortlichen über einen einzigen Test entlang eines Pfades zu ermitteln. Wenn w ir jedoch diese
Messungen entlang vieler Internet-Pfade durchführen, können w ir mithilfe so genannter Netz-TomographieTechniken den verantw ortlichen Anbieter ermitteln.
W ir möchten die
Funktionsw eise
der Techniken der Netz-Tomographie
an einem einfachen Beispiel
verdeutlichen. Nehmen w ir einmal an, w ir führen Glasnost-Tests entlang von zw ei Pfaden (P1 und P2) durch.
Pfad P1 läuft über die Anbieter A, B und C, w ährend P2 über die Anbieter A, B und D läuft. Nehmen w ir an,
Glasnost hat eine Ungleichbehandlung für Pfad P1 aber nicht für Pfad P2 festgestellt. In diesem Fall ist es
einfach zu folgern, dass Anbieter A und B offenbar nicht verantw ortlich sind, da sie in beiden Pfaden enthalten
sind, somit also den Verkehr beider Pfade beeinflussen müssten. Also findet die Ungleichbehandlung
höchstw ahrscheinlich durch Anbieter C statt. In der Praxis bräuchte man die Ergebnisse aus Tests entlang
einer Vielzahl von Pfaden, damit diese Netz-Tomographie-Technik verlässliche Ergebnisse liefert.
Im w eiteren Verlauf dieses Aufsatzes w ollen w ir beschreiben, w ie w ir mithilfe des Glasnost-Systems entdecken
können, ob Anbieter den Datenverkehr von BitTorrent, einer beliebten Anw endung zum Austausch von Dateien
über das Internet, blockieren. Dabei stellen diese Blockaden eine extreme Form der Ungleichbehandlung von
Anw endungsverkehr dar.
3. Verwendung von Glasnost zur Entdeckung von BitTorrent-Blockaden
Um das Verkehrsmanagement von Breitband-Anbietern für die Nutzer transparenter zu machen, haben w ir als
einen ersten Schritt ein System mit der Bezeichnung BTTest über unsere Glasnost-Server verbreitet. BTTest
ermöglicht es Nutzern, BitTorrent-Blockaden zu identifizieren. In diesem Abschnitt stellen w ir das System vor
und präsentieren die Ergebnisse aus einer groß angelegten Studie über die Verbreitung von BitTorrentBlockaden im Internet. Nähere Angaben sind in dem Fachaufsatz zu finden, den w ir zu diesem Thema
veröffentlicht haben [7].
3.1 Warum konzentrieren wir uns auf BitTorrent-Blockaden?
Der BitTorrent-Datenverkehr (sow ie die Datenströme anderer Anw endungen zum Austausch von Dateien)
machen einen sehr großen Teil des heutzutage im Internet übertragenen Verkehrs aus. Internet-Anbieter
versuchen heute verstärkt BitTorrent-Datenverkehr zu kontrollieren, w eil sie eine mögliche Überlastung ihrer
Netze verhindern und Kosten zur Übertragung des Datenaufkommens verringern w ollen. Die nichtstaatliche
US-Organisation zur medialen Selbstbestimmung des Bürgers Electronic Frontier Foundation (EFF) fand im
Herbst 2008 heraus, dass Comcast, einer der größten Kabel-Anbieter in den USA, den BitTorrent-Datenverkehr
seiner Kunden blockiert hat. Dabei stellte sich heraus, dass Comcast spezielle Steuerpakete (so genannte
TCP-Reset-Pakete) in laufende BitTorrent-Datenübertragungen einschleust, die die Verbindung abbrechen
lassen.
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
w w w .mpg.de
3/8
Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
Der Bericht über solche Praktiken von Comcast hat eine intensive und w eitreichende politische Debatte
zw ischen Internet-Anbietern, Verbraucherschützern und staatlichen Aufsichtsbehörden über akzeptable
Verkehrsmanagement-Praktiken und Netzneutralität ausgelöst [6]. Nachfolgend gab die EFF ein Tool heraus,
mit dem sich solche BitTorrent-Blockaden feststellen lassen. Die Nutzung dieses Tools erfordert jedoch
Fachkenntnisse und w ar auch deshalb nicht zur Durchführung einer groß angelegten Untersuchung zur
Verbreitung von BitTorrent-Blockaden im Internet geeignet.
Um solch
eine
groß angelegte
Untersuchung
zu
ermöglichen, haben
w ir BTTest
entw ickelt, einen
benutzerfreundlichen Test, mit dem Nutzer ihre Breitbandverbindungen auf BitTorrent-Blockaden testen
können. Seit März 2008 haben fast 70.000 Nutzer aus aller Welt BTTest eingesetzt und es uns so ermöglicht,
die erste groß angelegte Studie zur Verbreitung von BitTorrent-Blockaden im Internet durchzuführen.
3.2 BTTest: Erkennen von BitTorrent-Blockaden
BTTe st ist le icht zu be nutze n, da e s vollstä ndig im Browse r
lä uft. (a ) Sta rtse ite : Durch e ine n Klick a uf „Sta rt Te sting“ wird
BTTe st ge sta rte t. (b) Erge bnisse ite : BTTe st ha t be i die se m
C om ca st-Kunde n e ine Block a de e ntde ck t.
© Ma x -P la nck -Institut für Softwa re syste m e
Die Bedienung von BTTest w urde durch die beliebten Internet-Geschw indigkeitstests inspiriert. Damit auch
Laien ihren Breitbandzugang auf BitTorrent-Blockaden untersuchen können, w ird BTTest über den WebBrow ser des Nutzers ausgeführt. Zur Durchführung des Tests besucht der Nutzer unsere Webseite (siehe
Abb. 1(a)) und klickt auf den Knopf „Start Testing“. Im Brow ser w ird dann eine kleine Java-Anw endung
geladen, die automatisch alle Tests durchführt. Der Nutzer muss also w eder spezielle Anw endungen auf
seinem Computer installieren noch selbst komplizierte Tests durchführen. Vereinfacht gesagt sendet der Test
eine Serie von BitTorrent-Datenströmen zw ischen dem PC des Nutzers und unseren BTTest-Servern. BTTest
erfasst die einzelnen Pakete für jeden Datenstrom auf der Serverseite und achtet besonders auf
Fehlerbedingungen, die für den Abbruch eines Datenstromes verantw ortlich sein könnten. W ird ein
Datenstrom durch ein spezielles Steuerungspaket (TCP Reset) abgebrochen, das von keinem der Endpunkte
versandt w urde, so deutet dies auf eine BitTorrent-Blockade hin. Schließlich w ird dem Nutzer das Ergebnis
(siehe Abb. 1(b)) des Tests angezeigt und angegeben, ob der Test BitTorrent-Blockaden gefunden hat oder
nicht.
W ir
haben
BTTest
auf
einem Webserver
unter
http://broadband.mpi-sw s.org/transparency/bttest.php
öffentlich zugänglich gemacht und zunächst eine Handvoll Kollegen und Freunde eingeladen, ihre InternetAnbieter zu testen. W ir haben sie dann gebeten, diese Einladung auch unter ihren Freunden und Kollegen
w eiterzuverbreiten. Nach der ersten Woche sind einige einflussreiche Blogger auf unsere Seite aufmerksam
gew orden und jeden Tag haben Hunderte neue Nutzer ihre Breitbandanschlüsse getestet.
Zw ischen dem 18. März und dem 20. Oktober 2008 haben unsere BTTest-Server auf diese Art und Weise
insgesamt 69.696 Tests bei Nutzern durchgeführt. Bei 4.315 (6,2%) der Tests fanden w ir Hinw eise auf
BitTorrent-Blockaden. Im Folgenden w ollen w ir einen Blick auf die Tests w erfen, bei denen Blockaden
festgestellt w urden.
3.3 Wo befinden sich Nutzer, deren BitTorrent-Verkehr blockiert wird?
Ge ogra fische Ve rte ilung de r 69.696 Nutze r von BTTe st
(schwa rz); von BitTorre nt-Block a de n be troffe ne Nutze r sind rot
ge k e nnze ichne t.
© Ma x -P la nck -Institut für Softwa re syste m e
Zunächst haben w ir die Länder erfasst, in denen die Tests BitTorrent-Blockaden festgestellt haben. Die Karte
i n Abbildung 2 illustriert die geografische Verteilung der 69.696 Nutzer, die unseren BitTorrent-Test
durchgeführt haben. Die Kreise symbolisieren Mehrfachmessungen vom selben Ort aus. Je größer der Kreis,
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
w w w .mpg.de
4/8
Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
umso größer ist die Zahl der von diesem Ort aus erfassten Messungen. Die Nutzer sind auf 149 Länder und
2.624 Internet-Anbieter verteilt. Die meisten Nutzer stammten aus Nordamerika (39,6%), Europa (27,9%) und
Südamerika (18,1%).
Alle
Nutzer,
die
eine
Blockade
ihrer
BitTorrent-Datenübertragungen
festgestellt
haben,
sind
rot
gekennzeichnet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass BitTorrent-Blockaden nur in den USA und Singapur w eiter
verbreitet sind. Und interessanterw eise haben w ir innerhalb dieser Länder auch nur Blockaden für Nutzer
einiger w eniger Internet-Anbieter beobachtet. Insgesamt haben w ir Blockaden bei Nutzern von 93 Anbietern
beobachtet. Über 90% aller von Blockaden betroffenen Nutzer w aren Kunden von Comcast und Cox, zw ei
großen Kabel-Anbietern in den USA, sow ie von StarHub, dem größten Kabel-Anbieter in Singapur.
W ir möchten betonen, dass nach unseren Messungen nur einige (nicht alle) Nutzer eines Anbieters von
Blockaden betroffen w aren. W ir verfügen nicht über genug Daten um sagen zu können, w arum dies so ist. Es
gibt aber mehrere mögliche Erklärungen. So w erden möglicherw eise die Netzkomponenten, die den BitTorrentDatenverkehr blockieren, nicht auf allen Internet-Pfaden eines Anbieters eingesetzt. Oder die Blockade könnte
von der tatsächlichen Belastung des Anbieter-Netzes abhängen. Denkbar ist auch, dass einige Anbieter den
BitTorrent-Datenverkehr bis zu einem bestimmten Grenzw ert zulassen und die Blockade nur bei den aktivsten
Benutzern anw enden.
3.4 Wird BitTorrent-Verkehr nur beim Hochladen, beim Herunterladen oder immer blockiert?
Als Nächstes w ollten w ir nachvollziehen, ob Internet-Anbieter BitTorrent-Verkehr nur beim Hochladen, nur beim
Herunterladen oder gar immer blockieren. Von den 4.315 Tests, die eine BitTorrent-Blockade zeigten, w iesen
4.287 (99,4%) Blockaden beim Hochladen von Dateien aus, aber nur 147 (3,4%) w iesen Blockaden beim
Herunterladen auf. Bei 121 Tests (2,8%) w urden BitTorrent-Übertragungen generell blockiert.
W ir folgern daraus, dass Internet-Anbieter primär BitTorrent am Hochladen von Dateien hindern und nur selten
das Herunterladen von Dateien verhindern. W ir haben zw ei mögliche Erklärungen für dieses Verhalten:
Erstens bezahlt im Internet meist der Sender von Datenverkehr den Empfänger für die genutzte Bandbreite.
Daher haben Internet-Anbieter ein w irtschaftliches Interesse daran, speziell das Hochladen von Daten zu
beschränken. Zw eitens ist speziell bei Breitbandanschlüssen die Bandbreite zum Hochladen von Daten sehr
beschränkt, w as man schon daran sieht, dass die Geschw indigkeit zum Herunterladen von Daten meist ein
vielfaches schneller ist als die zum Hochladen (typische DSL-Anschlüsse bieten heute zw ischen 2 und 16 Mbit/s
Geschw indigkeit zum Herunterladen von Daten, w ährend zum Hochladen von Daten oft w eniger als 0,5 Mbit/s
zur
Verfügung
stehen).
Aufgrund
dessen
könnten
Anbieter
speziell
beim
Hochladen
von
Daten
Verkehrsmanagement einsetzen.
3.5 Wann wird BitTorrent-Verkehr blockiert?
Internet-Anbieter, die bestätigt haben BitTorrent-Verkehr zu blockieren, haben erklärt, dass sie nur bei
Belastungsspitzen zu dieser Maßnahme greifen, um eine Überlastung ihres Netzes zu vermeiden. Die mithilfe
von BTTest gesammelten Daten ermöglichen es uns zu überprüfen, ob die Blockaden kontinuierlich erfolgen
oder lediglich auf einige Stunden am Tag begrenzt sind. Dazu haben w ir für jede Stunde des Tages ermittelt,
w ie viele Nutzer von BitTorrent-Blockaden betroffen w aren. Da unsere Nutzer aus vielen unterschiedlichen
Zeitzonen stammen, haben w ir dazu die lokale Uhrzeit eines jeden Testers ermittelt und die zur selben
Tageszeit erfolgten Messungen in Gruppen zusammengefasst.
P roze ntsa tz de r Te sts m it Block a de -Erge bnisse n für C om ca st
(USA), zusa m m e nge fa sst na ch Uhrze ite n: BitTorre nt-Ström e
wurde n zu a lle n Ta ge sze ite n und a n a lle n W oche nta ge n
block ie rt. (a ) BitTorre nt-Block a de n a ls Funk tion de r Ta ge sze it.
(b) BitTorre nt-Block a de n je W oche nta g.
© Ma x -P la nck -Institut für Softwa re syste m e
Abbildung 3(a) zeigt unsere Ergebnisse für Comcast, einen der größten Kabel-Anbieter in den USA.
Während die Anzahl der Messungen pro Stunde ein klares Muster aufweist mit weniger Messungen am
frühen Morgen verglichen mit den Abendstunden, ist beim Anteil der Tests, die BitTorrent-Blockaden
zeigen, kein klarer Trend auszumachen. Wir beobachten Blockaden bei einem erheblichen Anteil der Tests
über den gesamten Tag verteilt. Abbildung 3(b) zeigt die Ergebnisse nach Wochentagen gruppiert. Auch
dort ist kein eindeutiger Trend erkennbar. Wir haben an allen Wochentagen einen erheblichen Anteil an
Tests beobachtet, in denen BitTorrent blockiert wurde. Schließlich haben wir an einem Comcast-
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
w w w .mpg.de
5/8
Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
Internetzugang in Seattle (Washington), zu dem wir Zugang hatten, BTTest in Intervallen von 30 Minuten
eine ganze Woche lang laufen lassen. Wir fanden heraus, dass BitTorrent-Datenströme während der
gesamten Woche konstant blockiert wurden.
W ir schlussfolgern aus diesen Daten, dass BitTorrent-Datenströme bei den meisten Nutzern unabhängig von
Tageszeit oder W ochentag blockiert w erden.
3.6 Veränderungen in der Verbreitung von BitTorrent-Blockaden
BTTest ist jetzt seit über sechs Monaten im Einsatz. Unsere Ergebnisse w urden von den öffentlichen Medien
umfassend aufgegriffen [8] und von den Aufsichtsbehörden zur Kenntnis genommen. Zudem haben sich die
Nachrichtenmedien
durchgeführten
umfassend
Anhörungen
mit
den
hinsichtlich
von
der
der
von
Telekommunikationsaufsichtsbehörde
Comcast
gehandhabten
in
den
USA
BitTorrent-Blockadepraktiken
beschäftigt. W ir w ollten feststellen, ob dies Ausw irkungen auf die Verbreitung von BitTorrent-Blockaden im
Internet gehabt hat.
De r Ante il de r BitTorre nt-Block a de n ging in de n le tzte n
Mona te n e rhe blich zurück , wä hre nd die Za hl de r
durchge führte n Te sts für je de n die se r Anbie te r übe r
de nse lbe n Ze itra um re la tiv k onsta nt blie b.
© Ma x -P la nck -Institut für Softwa re syste m e
Interessanterw eise stellen w ir bei den meisten Anbietern einen erheblichen Rückgang von BitTorrentBlockaden fest. Abbildung 4 ist zu entnehmen, dass BTTest in den letzten Monaten keine einzige BitTorrentBlockade für StarHub-Nutzer ermittelt hat und dass die Zahl der blockierten Comcast- und Cox-Nutzer
erheblich abgenommen hat. Dies lässt vermuten, dass die Anbieter von der rigorosen Blockade-Praxis für
BitTorrent-Verkehr abgehen. Comcast hat übrigens öffentlich bekannt gegeben, seine BitTorrent-Blockaden bis
Ende 2008 zugunsten anderer Verkehrsmanagement-Techniken, w ie etw a der Drosselung von Verkehr,
einstellen zu w ollen [9].
4. Ausblick
Die Erfahrungen mit BTTest, einem ersten Teil des Glasnost-Projektes, bestätigen unsere Auffassung, dass
eine größere Transparenz für das Internet nötig ist. Viele Nutzer sind daran interessiert zu w issen, w ie ihre
Internet-Anbieter den Anw endungsdatenverkehr beeinflussen. Die Aufsichtsbehörden benötigen Werkzeuge
zur Überw achung der Internet-Anbieter und müssen überprüfen können, ob die Anbieter die vereinbarten,
zulässigen Praktiken des Verkehrsmanagements einhalten. Erst transparente Netze erlauben Nutzern, die von
Internet-Anbietern verw endeten Praktiken zum Verkehrsmanagement zu überprüfen. Unsere Ergebnisse
zeigen, dass einige Anbieter ihre Praktiken angesichts einer größeren Netztransparenz bereits ändern.
Das langfristige Ziel des Glasnost-Projektes ist es, Werkzeuge zu entw ickeln und zur Verfügung zu stellen, mit
denen sich eine größere Transparenz im Internet realisieren lässt. Bis dahin bleiben jedoch noch einige
Herausforderungen zu meistern. Im Folgenden beschreiben w ir einige dieser Herausforderungen, mit denen
w ir uns künftig beschäftigen w erden.
Eine vornehmliche Aufgabe besteht jetzt darin, Tests für die ungleiche Behandlung von Anw endungsverkehr
für
beliebige
Anw endungen
zu
entw ickeln.
So
haben
w ir
beispielsw eise
BTTest
zur
Entdeckung
unterschiedlicher Behandlungen von BitTorrent-Datenverkehr entw ickelt. Aber BitTorrent ist nur eine von
Hunderten
bzw . Tausenden
von
Anw endungen, die
über
das
Internet
laufen
und
potenziell von
Verkehrsmanagementmaßnahmen betroffen sind. Maßgeschneiderte Tests für jede einzelne Anw endung sind
nicht praktikabel. Unsere derzeitige Methode setzt voraus, dass w ir detailliert verstehen, w ie und w ann die
Anw endung Daten über das Internet versendet oder erhält. Dies ist für Tausende von Anw endungen nicht
realisierbar. W ir müssen also eine Methode finden, mit der sich das Testkonzept automatisieren lässt. Ein von
uns untersuchter vielversprechender Ansatz beschäftigt sich mit (a) der detaillierten Erfassung der einzelnen
Pakete eines Anw endungsdatenverkehrs, (b) der Analyse dieser fundamentalen Paketströme, um automatisch
zu extrahieren, w ie und w ann w esentliche Anw endungsdaten über das Internet ausgetauscht w erden und (c)
der
W iederholung
der
so
aufgezeichneten
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
Anw endungsinteraktionen
zw ecks
w w w .mpg.de
Überprüfung,
ob
der
6/8
Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
Datenverkehr manipuliert w ird.
Eine w eitere Herausforderung besteht darin zu erfassen, w ie das jew eilige Verkehrsmanagement funktioniert.
Mit unserer derzeitigen Methode können w ir feststellen, ob Verkehrsmanagement eingesetzt w ird oder nicht.
W ir können aber nicht herausfinden, w ie es funktioniert. So kann man beispielsw eise relativ einfach
feststellen, ob ein Anbieter den BitTorrent-Datenströmen w eniger Bandbreite einräumt als dem restlichen
Anw endungsverkehr. Wesentlich schw ieriger ist allerdings die exakte Feststellung, w elchen Mechanismus der
Anbieter nutzt, um den BitTorrent-Verkehr zu beschränken. So kann ein Anbieter beispielsw eise zur
Einschränkung der BitTorrent-Bandbreite BitTorrent-Pakete verw erfen, umordnen und/oder verzögern. Die
exakte Ermittlung des Mechanismus, der effektiv die Geschw indigkeit eines Datenstroms beschränkt, ist zw ar
sinnvoll, gestaltet sich aber sehr schw ierig. W ir entw ickeln derzeit Instrumente, um eine detaillierte
forensische
Analyse
darüber
durchführen
zu
können,
w ie
die
von
Anw endern
eingesetzten
Verkehrsmanagement-Komponenten funktionieren.
Eine letzte Herausforderung ist nicht so sehr technischer Art, aber dennoch entscheidend für die Umsetzung
unseres langfristigen Ziels, das Internet transparenter zu machen: W ie kommen w ir an genug ServerRessourcen, um Glasnost so zu skalieren, dass w ir bei Millionen von Nutzern, die ihre Internet-Anbieter auf
den Prüfstand stellen w ollen, Messungen durchführen können? W ir haben die ersten Glasnost-Server beim
Max-Planck-Institut für Softw aresysteme bereitgestellt. Allerdings w ar unsere Kapazität relativ schnell am
Limit,
als
die
Zahl
der
Tester
auf
mehrere
Zehntausend
pro
Tag
anw uchs.
Zw ecks
w eiterer
Kapazitätsaufstockung haben w ir versucht, Sponsoren für Serverressourcen zu finden. Bisher w ar die Reaktion
auf unsere diesbezüglichen Aufrufe recht gut. Ein paar Dutzend Einzelpersonen, einige große Unternehmen
und Non-Profit-Organisationen sow ie eine Reihe von staatlichen Aufsichtsbehörden haben Serverressourcen
für Glasnost angeboten. In Kooperation mit anderen Forschern und Google haben w ir vor kurzem
Measurement Lab (M-Lab) [10] gegründet, eine offene und verteilte Plattform um Werkzeuge w ie Glasnost
bereitzustellen. Die Erhöhung der Transparenz im Internet ist ein sehr ehrgeiziges Ziel. Dazu sind nicht nur
schw ierige
technische
Herausforderungen
zu
meistern: Auch
die
Unterstützung
vieler verschiedener
Interessengruppen gilt es zu nutzen.
Originalveröffentlichungen
Nach
Erw eiterungen
suchenBilderw eiterungChanneltickerDateilisteHTML-
Erw eiterungJobtickerKalendererw eiterungLinkerw eiterungMPG.PuRe-ReferenzMitarbeiter
(Employee
Editor)Personenerw eiterungPublikationserw eiterungTeaser
mit
BildTextblockerw eiterungVeranstaltungstickererw eiterungVideoerw eiterungVideolistenerw eiterungYouTubeErw eiterung
[1] Windsor Oaks Group, LLC:
Market outlook report, May 2005.
http://w w w .broadbandtrends.com/Report%20Summary/2006/BBT_GlobalBBOutlook2006_061110_TOC.pdf
[2] Initiative D21:
(N)Onliner Atlas 2008 - Eine Topographie des digitalen Grabens durch Deutschland, 2008.
http://w w w .schlesw igholstein.de/MW V/DE/W irtschaft/Schw erpunktbereiche/IuKTechnologieMedien/Dow nloads/NonLinerAtlas2008,templateId=raw ,property=publicationFile.pdf
[3] United Kingdom e-Minister and e-Envoy:
UK online: The broadband future, 2001.
http://archive.cabinetoffice.gov.uk/e-envoy/reports-broadband/$file/ukonline.pdf
[4] Sandvine Inc.:
http://www.sandvine.com/
[5] Electronic Frontier Foundation (EFF):
Test Y our ISP’ Project.
http://w w w .eff.org/testyourisp
[6] Comcast Corporation:
Comments of Comcast Corporation before the FCC.
http://fjallfoss.fcc.gov/prod/ecfs/retrieve.cgi?native_or_pdf=pdf&id_document=6519840991
[7] M. Dischinger, A. Mislove, A. Haeberlen, K. P. Gummadi:
Detecting BitTorrent Blocking.
Proceedings of the ACM SIGCOMM Conference on Internet Measurement (IMC), (Vouliagmeni, Greece), October
2008.
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
w w w .mpg.de
7/8
Jahrbuch 2008/2009 | Marcel Dischinger; Krishna P. Gummadi | Glasnost: Transparenz für das Internet
[8] Peter Svensson:
Study: Cox, Comcast Internet subscribers blocked.
Associated Press, 15. May 2008.
[9] Comcast Corporation:
Description of planned Network Management Practices to be Deployed Following the Termination of
Current Practices.
http://dow nloads.comcast.net/docs/Attachment_B_Future_Practices.pdf
[10] Measurement Lab:
http://www.measurementlab.net
© 2009 Max-Planck-Gesellschaft
w w w .mpg.de
8/8