Internet ger människor över hela världen tillgång till applikationer och tjänster, men i många fall Internettrafik passerar genom några få dominerande länder, enligt ny forskning från Princeton University.

Efter avslöjandena av den amerikanska regeringens övervakning 2013, tjänstemän från flera länder uttryckte en önskan att minska sitt beroende av amerikansk kommunikationsinfrastruktur. Brasilien har tagit anmärkningsvärda steg mot detta mål, inklusive att börja bygga en undervattenskabel till Portugal och utveckla ett stort ekosystem av internetutbytespunkter för att hjälpa nätverk i landet att bättre ansluta.

Denna nya studie från Princeton-forskare representerar en tidig titt på effektiviteten av dessa åtgärder.

Trots Brasiliens ansträngningar, en stor del av dess internettrafik fortsätter att passera USA. En förklaring, forskarna föreslog, kan vara att affärshänsyn hindrar internetleverantörer från att använda internetväxlingspunkter i Brasilien.

Genom att undersöka trafiken till de 100 mest populära webbplatserna i flera länder, forskarna avslöjade att en stor del av internetvägarna från Brasilien, Indien och Kenya passerade genom USA eller Europa. De testade också ett verktyg som heter RAN (Region-Aware Networking) som låter användare omdirigera trafik för att undvika att gå genom ett visst land genom att avleda trafik genom mellanliggande punkter.

Forskarna fann att Region Aware Networking var mer framgångsrik i att undvika vissa länder än andra.

Särskilt, många populära webbplatser finns bara på servrar i USA eller Europa. Andra webbplatser ger global åtkomst genom kontrakt med nätverk för innehållsdistribution, som ofta är värd för webbplatser i endast ett fåtal länder, förklarade huvudförfattaren Anne Edmundson, som tog examen från Princeton i våras med en doktorsexamen i datavetenskap. Edmundson och hennes kollegor presenterade studien den 21 juni vid Association for Computing Machinerys konferens om hållbara samhällen.

Forskarna mätte internetvägar genom Brasilien, Kenya, Indien, Nederländerna och USA genom att komma åt populära webbplatser via virtuella privata nätverk, som gav utsiktspunkter från länderna som liknade användarna i dessa länder. De laddade sedan ner de 100 bästa webbsidorna i varje land (som rangordnas av Alexa) och mätte vägarna mellan varje klientutsiktspunkt och webbservrarna som levererade innehållet i det landet.

Studien fann att mer än hälften av alla ruttvägar med ursprung i andra länder gick genom USA. Brasilien visade störst beroende, med 84 procent av trafiken som passerar USA. En stor del av stigar från Kenya, Även Indien och Nederländerna passerade Storbritannien. Dessutom, trafik från Kenya som vanligtvis passerar Mauritius och Sydafrika, medan Singapore var ett frekvent stopp för trafik från Indien. Dessa vägar tenderade i allmänhet att följa vägarna för undervattenskommunikationskablar mellan respektive länder och populära internetutbytespunkter.

Forskarna bedömde också förekomsten av "tromboning"-vägar som börjar och slutar i samma land men korsar ett främmande land på vägen. Internetvägar från Brasilien och Nederländerna till populära webbplatser tromboneras ofta genom USA. Cirka 13 procent av vägarna från Brasilien var tromboning, och mer än 80 procent av dessa korsade USA; vissa stigar korsade också länder som Spanien, Italien och Kanada.

"Så snart internettrafiken kommer in i ett lands gränser blir den underkastad landets nationella lagar och politik, inklusive saker som övervakning eller censur, " sa Edmundson. Som svar på denna fråga, teamet designade och testade RAN-systemet (Region-Aware Networking) för att ge användare mer kontroll över sin internetrouting. Förutom att undvika övervakning och censur, Att minska internationell routing kan också förbättra anslutningshastigheterna och sänka kostnaderna.

De satte upp ett nätverk av reläer med maskiner i 10 länder och en mekanism för att vidarebefordra internettrafik genom dessa reläer. De mätte sedan systemets förmåga att undvika att dirigera trafik från de fem länderna i studien genom andra länder.

I de flesta fallen, verktyget ökade avsevärt andelen rutter till de 100 bästa webbplatserna som undvek ett visst land. Till exempel, utan verktygets reläer kunde bara 50 procent av vägarna från Kenya undvika att passera Storbritannien; Region-medvetet nätverk tillät 97 procent av vägarna att undvika Storbritannien. Verktyget ledde också till blygsamma minskningar av tromboningbanor.

Trafiken genom USA var mer utmanande att undvika. Rutter från Indien uppnådde den högsta undvikandenivån på 65 procent. "Detta kan bero på ett par anledningar, " sa Edmundson. "En anledning är att den enda vägen till en viss webbplats går genom USA, eller att innehållet bara är värd i USA och det är därför oundvikligt." Att lägga till fler reläer till nätverket kan förbättra möjligheten att undvika att transitera USA, Hon sa.

"Internet växte upp utan gränser, men nu börjar människor som bryr sig om integritet och yttrandefrihet oroa sig för vart deras internettrafik tar vägen, " sa Jedidah Crandall, en datavetare vid University of New Mexico som inte var inblandad i forskningen. "På samma gång, nationalstater utvecklar sina egna idéer om gränser på internet. Var gränserna faktiskt är idag är en viktig vetenskaplig fråga som denna artikel gör imponerande framsteg mot att besvara."

Forskarna utförde sina mätningar i början av 2016; uppföljningsmätningar kan visa om Brasilien och andra länder har minskat sitt beroende av USA och Europa för att nå populära webbsidor.