Judging traffic differentiation as network neutrality violation according to internet regulation

Abstract

Network Neutrality (NN) is a principle that establishes that traffic generated by Internet applications should be treated equally and it should not be affected by arbitrary interfer- ence, degradation, or interruption. Despite this common sense, NN has multiple defi- nitions spread across the academic literature, which differ primarily on what constitutes the proper equality level to consider the network as neutral. NN definitions may also be included in regulations that control activities on the Internet. However, the regulations are set by regulators whose acts are valid within a geographical area, named jurisdic- tion. Thus, both the academia and regulations provide multiple and heterogeneous NN definitions. In this thesis, the regulations are used as guidelines to detect NN violations, which are, by this approach, the adoption of traffic management practices prohibited by regulators. Thereafter, the solutions can provide helpful information for users to support claims against illegal traffic management practices. However, state-of-the-art solutions adopt strict academic definitions (e.g., all traffic must be treated equally) or adopt the regulatory definitions from one jurisdiction, which is not realistic or does not consider that multiple jurisdictions may be traversed in an end-to-end network path, respectively An impact analysis showed that, under certain circumstances, from 39% to 48% of the detected Traffic Differentiations (TDs) are not NN violations when the regulations are considered, exposing that the regulatory aspect must not be ignored. In this thesis, a Reg- ulation Assessment step is proposed to be performed after the TD detection. This step shall consider all NN definitions that may be found in an end-to-end network path and point out NN violation when they are violated. A service is proposed to perform this step for TD detection solutions, given the unfeasibility of every solution implementing the re- quired functionalities. A Proof-of-Concept (PoC) prototype was developed based on the requirements identified along with the impact analysis, which was evaluated using infor- mation about TDs detected by a state-of-the-art solution. The verdicts were inconclusive (the TD is an NN violation or not) for a quarter of the scenarios due to lack of information about the traversed network paths and the occurrence zones (where in the network path, the TD is suspected of being deployed). However, the literature already has proposals of approaches to obtain such information. These results should encourage TD detection solution proponents to collect this data and submit them for the Regulation Assessment.

Neutralidade da rede (NR) é um princípio que estabelece que o tráfego de aplicações e serviços seja tratado igualitariamente e não deve ser afetado por interferência, degradação, ou interrupção arbitrária. Apesar deste senso comum, NR tem múltiplas definições na literatura acadêmica, que diferem principalmente no que constitui o nível de igualdade adequado para considerar a rede como neutra. As definições de NR também podem ser incluídas nas regulações que controlam as atividades na Internet. No entanto, tais regu- lações são definidas por reguladores cujos atos são válidos apenas dentro de uma área geográfica denominada jurisdição. Assim, tanto a academia quanto a regulação forne- cem definições múltiplas e heterogêneas de NR. Nesta tese, a regulação é utilizada como guia para detecção de violação da NR, que nesta abordagem, é a adoção de práticas de gerenciamento de tráfego proibidas pelos reguladores. No entanto, as soluções adotam definições estritas da academia (por exemplo, todo o tráfego deve ser tratado igualmente) ou adotam as definições regulatórias de uma jurisdição, o que pode não ser realista ou pode não considerar que várias jurisdições podem ser atravessadas em um caminho de rede, respectivamente. Nesta tese, é proposta uma etapa de Avaliação da Regulação após a detecção da Diferenciação de Tráfego (DT), que deve considerar todas as definições de NR que podem ser encontradas em um caminho de rede e sinalizar violações da NR quando elas forem violadas. Uma análise de impacto mostrou que, em determinadas cir- cunstâncias, de 39% a 48% das DTs detectadas não são violações quando a regulação é considerada. É proposto um serviço para realizar a etapa de Avaliação de Regulação, visto que seria inviável que todas as soluções tivessem que implementar tal etapa. Um protótipo foi desenvolvido e avaliado usando informações sobre DTs detectadas por uma solução do estado-da-arte. Os veredictos foram inconclusivos (a DT é uma violação ou não) para 75% dos cenários devido à falta de informações sobre os caminhos de rede percorridos e sobre onde a DT é suspeita de ser implantada. No entanto, existem propostas para realizar a coleta dessas informações e espera-se que os proponentes de soluções de detecção de DT passem a coletá-las e submetê-las para o serviço de Avaliação de Regulação.