RIPE אטלס

יום טוב לכולם! ברצוני להקדיש את מאמר הבכורה שלי בנושא חאבר לנושא מאוד מעניין - מערכת בקרת האיכות האינטרנטית RIPE Atlas. חלק מתחום העניין שלי נוגע לחקר האינטרנט או המרחב הווירטואלי (מונח שצובר פופולריות במהירות, בעיקר בחוגים מדעיים). יש הרבה חומרים על RIPE Atlas באינטרנט, כולל על Habr, אבל הם נראו לי לא מספיק מקיפים. לרוב, המאמר השתמש במידע מהאתר הרשמי RIPE אטלס והמחשבות שלי.

במקום ההקדמה

רשם האינטרנט האזורי (RIR), שאחריותו מכסה את אירופה, מרכז אסיה והמזרח התיכון, הוא RIPE NCC (מרכז תיאום רשתות ה-Réseaux IP Européens). RIPE NCC הוא ארגון ללא מטרות רווח שבסיסו בהולנד. תומך באינטרנט. מספק כתובות IP ומספרי מערכות אוטונומיות לספקי אינטרנט מקומיים ולארגונים גדולים.

אחד מפרויקטי הדגל של RIPE NCC שמטרתם לחקור את מצב האינטרנט הוא RIPE Atlas (החל בסוף 2010), שהיווה אבולוציה של שירות מדידת תנועה בדיקה, שהפסיק לפעול ב-2014.

RIPE Atlas היא רשת עולמית של חיישנים המודד באופן פעיל את מצב האינטרנט. ישנם כיום אלפי חיישנים ברשת RIPE Atlas ומספרם גדל כל הזמן. RIPE NCC אוסף את הנתונים שנאספו ומעמיד אותם לרשות המשתמשים ללא תשלום בצורה נוחה.

הפיתוח של הרשת מתרחש על פי העיקרון של התקנה מרצון של חיישנים על ידי משתמשים בתשתית שלהם, עבורם מונפקים "זיכויים", אותם ניתן להוציא על ביצוע מדידות עניין באמצעות חיישנים אחרים.

בדרך כלל נעשה שימוש ב-RIPE Atlas:

• לנטר את זמינות הרשת שלך מנקודות שונות באינטרנט;
• לחקור ולפתור בעיות ברשת שלך באמצעות בדיקות קישוריות מהירות וגמישות;
• במערכת הניטור של הרשת שלך;
• לפקח על זמינות תשתית ה-DNS;
• בדיקת חיבור IPv6.

RIPE אטלס

כפי שכבר אמרתי, RIPE Atlas היא מערכת חיישנים הממוקמת באינטרנט ונמצאת תחת שליטה ניהולית אחת. בנוסף לחיישנים קונבנציונליים (Probes), ישנם מתקדמים יותר - עוגנים (Anchors).

נכון לאמצע 2020, למערכת RIPE Atlas יותר מ-11 אלף חיישנים פעילים ויותר מ-650 עוגנים פעילים, אשר יחד מייצרים יותר מ-25 אלף מדידות ומקבלים יותר מ-10 אלף תוצאות בשנייה.

הגרפים שלהלן מציגים את הגידול במספר החיישנים והעוגנים.

והאיורים הבאים מציגים מפת העולם המציינת את מיקומם של חיישנים ועוגנים, בהתאמה.

למרות המעמד האזורי של RIPE NCC, רשת RIPE Atlas מכסה כמעט את כל העולם, כאשר רוסיה נמצאת ב-5 המובילים מבחינת מספר החיישנים המותקנים (568), יחד עם גרמניה (1562), ארה"ב (1440), צרפת (925) ובריטניה (610).

שליטה בשרתים

כאשר למדנו את פעולת החיישן, התגלה כי הוא בודק מעת לעת (כל 4 דקות) תקשורת עם כמה אובייקטים ברשת, הכוללים שרתי DNS וצמתים עם שמות דומיין כמו "ctr-sin02.atlas.ripe.net" , אני מאמין , שהם שרתי הבקרה של רשת RIPE Atlas.

לא מצאתי מידע על שרתי בקרה באתר הרשמי, אבל אפשר להניח שהמשימות שלהם כוללות ניהול חיישנים, כמו גם איסוף ועיבוד נתונים. אם הניחוש שלי נכון, אז יש לפחות 6 שרתי בקרה, מתוכם 2 נמצאים בארה"ב, 2 בהולנד, 1 בגרמניה, 1 בסינגפור. פורט 443 פתוח בכל השרתים.

אם למישהו יש מידע נוסף על שרתי הבקרה של רשת RIPE Atlas, נא להבהיר את הנושא הזה.

חיישן

חיישן RIPE Atlas הוא מכשיר קטן (TP-Link 3020) המופעל באמצעות USB ומתחבר ליציאת ה-Ethernet של הנתב באמצעות כבל רשת. בהתאם לדגם, לחיישן עשויה להיות ערכת שבבים Atheros AR9331, 400 מגה-הרץ, 4 MB פלאש ו-32 מגה-בייט RAM או ערכת שבבים MediaNek MT7628NN, 575 מגה-הרץ, הבזק של 8 מגה-הרץ ו-64 מגה-בייט RAM.

עוגן

האבזור הוא חיישן משופר עם ביצועים ויכולת מדידה הרבה יותר. מדובר במכשיר בגרסת 19 אינץ' סטנדרטית בפלטפורמת החומרה APU2C2 או APU2E2 עם מעבד 4 ליבות 1 GHz, 2 GB RAM, 3 יציאות Gigabit Ethernet וכונן SSD בנפח 250 GB. עלות העוגן כ-400$.

התקנה וניהול של החיישן

כפי שכבר אמרתי, חיישנים מופצים בחינם לצורך התקנתם בתשתית שלכם. בעת בקשת חיישן, ציין את המדינה, העיר ומספר המערכת האוטונומית שבה הוא ימוקם. בתגובה לבקשתי, RIPE NCC שלחה את ההודעה הבאה.

למרבה הצער, היישום שלך אינו עומד בקריטריונים שלנו לקבלת חיישן חומרה בשלב זה. בעוד שהמטרה שלנו היא להפיץ את חיישני RIPE Atlas בצורה רחבה ככל האפשר, נראה שיש כבר מספיק מכשירים מחוברים בתוך ה-ASN שציינת, הרשת שאליה הגשת בקשה או המדינה שבה החלת את האפליקציה.

אין בעיה. במקרה זה, ניתן להתקין חיישן תוכנה, למשל, על מכונה וירטואלית, שרת ביתי או נתב - אין הגבלות על מיקום ומערכת אוטונומית. CentOS, Debian, Raspbian ו-Turris OS נתמכות. כדי לפרוס, עליך להוריד ולהתקין את התוכנה המתאימה, למשל מ- מאגר ב-GitHub.

התקנת חיישן תוכנה היא די פשוטה. לדוגמה, כדי להתקין על CentOS 8 אתה צריך להפעיל את הפקודות הבאות:

curl -O 'https://ftp.ripe.net/ripe/atlas/software-probe/centos8/noarch/ripe-atlas-repo-1-2.el8.noarch.rpm'

yum install ripe-atlas-repo-1-2.el8.noarch.rpm

ורשום את החיישן, במקרה זה עליך לספק את מפתח SSH, שנמצא ב /var/atlas-probe/etc/probe_key.pub, וכן ציינו את מספר המערכת האוטונומית ואת העיר שלכם. המכתב הזכיר לנו את הצורך לציין נכון את מיקום החיישן.

ניהול החיישנים מוגבל ליכולת לשתף את משאב המדידה עם משתמשים אחרים, להגדיר התראות על השבתה, כמו גם להגדרות רשת סטנדרטיות (כתובת, שער ברירת מחדל וכו').

מידות

לבסוף הגענו למדידות. הגדרת משימות מדידה מתבצעת מהחשבון האישי שלך. גם שם תוכל לראות את התוצאות.

גיבוש משימת מדידה מורכבת משלושה שלבים: בחירת סוג מדידה, בחירת חיישן, בחירת תקופת מדידה.

המדידות יכולות להיות מהסוגים הבאים: ping, traceroute, DNS, SSL, HTTP, NTP. הגדרות מפורטות עבור סוג מדידה ספציפי, למעט אלו הספציפיות לפרוטוקול או שירות ספציפי, כוללות: כתובת יעד, פרוטוקול שכבת רשת, מספר מנות במדידה וזמן בין מדידות, גודל מנות וזמן בין מנות, מידת השינוי האקראי ב- שעת ההתחלה של שליחת מנות.

ניתן לבחור חיישנים לפי המזהה או מדינת המיקום שלהם, אזור, מערכת אוטונומית, תג וכו'.

תקופת המדידה נקבעת לפי זמני ההתחלה והסיום.

תוצאות המדידה זמינות באתר בחשבונך האישי, אותו ניתן לקבל גם בפורמט json. באופן כללי, תוצאות המדידה הן אינדיקטורים כמותיים המאפיינים את הזמינות של צומת או שירות מסוים.

עבור המשתמש, אפשרויות המדידה מוצגות בטווח רחב אך מוגבל מאוד. עם זאת, ברור שהיכולות של המערכת כרוכות ביצירת מנות כמעט מכל תצורה, מה שפותח הזדמנויות רחבות בהרבה למדידת מצב האינטרנט.

להלן דוגמה לתוצאות גולמיות ממדידה בודדת באמצעות הגדרות ברירת המחדל. במדידות כגון ping, traceroute ו-SSL, כתובת ה-IP של habr.com נבחרה כמטרה, DNS הייתה כתובת ה-IP של שרת ה-DNS של גוגל, NTP הייתה כתובת ה-IP של שרת ה-NTP ntp1.stratum2.ru. כל המדידות השתמשו בחיישן אחד הממוקם בוולדיווסטוק.

פינג

[{"fw":4790,"lts":18,"dst_name":"178.248.237.68","af":4,"dst_addr":"178.248.237.68","src_addr":"192.168.0.10","proto":"ICMP","ttl":55,"size":48,"result":[{"rtt":122.062873},{"rtt":121.775641},{"rtt":121.807897}],"dup":0,"rcvd":3,"sent":3,"min":121.775641,"max":122.062873,"avg":121.882137,"msm_id":26273241,"prb_id":4428,"timestamp":1594622562,"msm_name":"Ping","from":"5.100.99.178","type":"ping","group_id":26273241,"step":null,"stored_timestamp":1594622562}]

טרייסרו

[{"fw":4790,"lts":19,"endtime":1594622643,"dst_name":"178.248.237.68","dst_addr":"178.248.237.68","src_addr":"192.168.0.10","proto":"ICMP","af":4,"size":48,"paris_id":1,"result":[{"hop":1,"result":[{"from":"192.168.0.1","ttl":64,"size":76,"rtt":7.49},{"from":"192.168.0.1","ttl":64,"size":76,"rtt":1.216},{"from":"192.168.0.1","ttl":64,"size":76,"rtt":1.169}]},{"hop":2,"result":[{"from":"5.100.98.1","ttl":254,"size":28,"rtt":1.719},{"from":"5.100.98.1","ttl":254,"size":28,"rtt":1.507},{"from":"5.100.98.1","ttl":254,"size":28,"rtt":1.48}]},---DATA OMITED---,{"hop":10,"result":[{"from":"178.248.237.68","ttl":55,"size":48,"rtt":121.891},{"from":"178.248.237.68","ttl":55,"size":48,"rtt":121.873},{"from":"178.248.237.68","ttl":55,"size":48,"rtt":121.923}]}],"msm_id":26273246,"prb_id":4428,"timestamp":1594622637,"msm_name":"Traceroute","from":"5.100.99.178","type":"traceroute","group_id":26273246,"stored_timestamp":1594622649}]

DNS

[{"fw":4790,"lts":146,"dst_addr":"8.8.8.8","af":4,"src_addr":"192.168.0.10","proto":"UDP","result":{"rt":174.552,"size":42,"abuf":"5BGAgAABAAEAAAAABGhhYnIDY29tAAABAAHADAABAAEAAAcmAASy+O1E","ID":58385,"ANCOUNT":1,"QDCOUNT":1,"NSCOUNT":0,"ARCOUNT":0},"msm_id":26289620,"prb_id":4428,"timestamp":1594747880,"msm_name":"Tdig","from":"5.100.99.178","type":"dns","group_id":26289620,"stored_timestamp":1594747883}]

SSL

[{"fw":4790,"lts":63,"dst_name":"178.248.237.68","dst_port":"443","method":"TLS","ver":"1.2","dst_addr":"178.248.237.68","af":4,"src_addr":"192.168.0.10","ttc":106.920213,"rt":219.948332,"cert":["-----BEGIN CERTIFICATE-----nMIIGJzCCBQ+gAwIBAg ---DATA OMITED--- yd/teRCBaho1+Vn-----END CERTIFICATE-----"],"msm_id":26289611,"prb_id":4428,"timestamp":1594747349,"msm_name":"SSLCert","from":"5.100.99.178","type":"sslcert","group_id":26289611,"stored_timestamp":1594747352}]

NTP

[{"fw":4790,"lts":72,"dst_name":"88.147.254.230","dst_addr":"88.147.254.230","src_addr":"192.168.0.10","proto":"UDP","af":4,"li":"no","version":4,"mode":"server","stratum":2,"poll":8,"precision":0.0000076294,"root-delay":0.000518799,"root-dispersion":0.0203094,"ref-id":"5893fee5","ref-ts":3803732581.5476198196,"result":[{"origin-ts":3803733082.3982748985,"receive-ts":3803733082.6698465347,"transmit-ts":3803733082.6698560715,"final-ts":3803733082.5099263191,"rtt":0.111643,"offset":-0.21575},{"origin-ts":3803733082.5133042336,"receive-ts":3803733082.7847337723,"transmit-ts":3803733082.7847442627,"final-ts":3803733082.6246700287,"rtt":0.111355,"offset":-0.215752},{"origin-ts":3803733082.6279149055,"receive-ts":3803733082.899283886,"transmit-ts":3803733082.8992962837,"final-ts":3803733082.7392635345,"rtt":0.111337,"offset":-0.2157}],"msm_id":26289266,"prb_id":4428,"timestamp":1594744282,"msm_name":"Ntp","from":"5.100.99.178","type":"ntp","group_id":26289266,"stored_timestamp":1594744289}]

מסקנה

רשת RIPE Atlas היא כלי נוח המאפשר לנטר את זמינותם של אובייקטים ושירותים באינטרנט כמעט בזמן אמת.

הנתונים המיוצרים על ידי רשת RIPE Atlas יכולים להיות שימושיים למפעילי טלקום, לחוקרים, לקהילה הטכנית ולכל מי שמתעניין בבריאות האינטרנט ורוצה ללמוד עוד על מבני הרשת ותזרימי הנתונים הבסיסיים התומכים באינטרנט בקנה מידה עולמי .

נ.ב RIPE אטלס לא לבד בסוגו, יש אנלוגים, למשל זה.

מקור: www.habr.com