RIPE Atlas

Sveiki visiem! Savu debijas rakstu habr vēlos veltīt ļoti interesantai tēmai – interneta kvalitātes kontroles sistēmai RIPE Atlas. Daļēji mani interesē jautājumi, kas saistīti ar interneta vai kiberpasaules izpēti (termins strauji iegūst popularitāti, īpaši zinātniskajās aprindās). Internetā, tostarp habr, ir pietiekami daudz materiālu par RIPE Atlas, taču man tie šķita nepietiekami kopēji. Galvenokārt rakstā tika izmantota informācija no oficiālās mājaslapas RIPE Atlas un personiskie apsvērumi.

Pirms ievada

Reģionālais interneta reģistrators (RIR), kura atbildības joma attiecas uz Eiropu, Centrālāziju un Tuvo Austrumu, ir RIPE NCC (Réseaux IP Européens Network Coordination Centre – Eiropas IP tīklu koordinācijas centrs). RIPE NCC ir bezpeļņas organizācija, kas atrodas Nīderlandē. Tā atbalsta interneta darbību. Nodrošina IP adreses un autonomo sistēmu numurus vietējiem interneta pakalpojumu sniedzējiem un lielām organizācijām.

Viens no vadošajiem RIPE NCC projektiem, kas vērsts uz interneta stāvokļa izpēti, ir RIPE Atlas (uzsākts 2010. gada beigās), kas kļuva par Testa trafika mērījumu pakalpojuma (Test Traffic Measurement Service) attīstību, kas pārtrauca savu darbību 2014. gadā.

RIPE Atlas ir globāla sensoru tīkla, kas veic aktīvus interneta stāvokļa mērījumus. Pašlaik RIPE Atlas tīklā ir tūkstošiem sensoru, un to skaits pastāvīgi pieaug. RIPE NCC apkopos vāktos datus un nosacīti bez maksas sniegs tos lietotājiem ērtā veidā.

Tīkla attīstība notiek uz brīvprātīgas sensoru uzstādīšanas principa, ko veic lietotāji savā infrastruktūrā, par ko tiek piešķirti "kredīti", kurus var iztērēt interesējošo mērījumu veikšanai, izmantojot citus sensorus.

Parasti RIPE Atlas izmanto:

• lai uzraudzītu savas tīkla pieejamību no dažādiem punktiem internetā;
• lai pētītu un novērstu tīkla traucējumus, izmantojot ātru un elastīgu savienojuma pārbaudi;
• savā tīkla monitoringa sistēmā;
• lai uzraudzītu DNS infrastruktūras pieejamību;
• pārbaudei, izmantojot IPv6 protokolu.

RIPE Atlas

Kā jau minēts, RIPE Atlas ir sensoru sistēma, kas izvietota internetā un ir zem vienotas administratīvās pārvaldības. Papildus parastajiem sensoriem (Probes) ir arī progresīvāki – enkuri (Anchors).

2020. gada vidū RIPE Atlas sistēmā ir vairāk nekā 11 tūkstoši aktīvo sensoru un vairāk nekā 650 aktīvo enkuņu, kas kopā veido vairāk nekā 25 tūkstošus mērījumu un iegūst vairāk nekā 10 tūkstošus rezultātu sekundē.

Zemāk redzami grafiki par sensoru un enkuņu skaita pieaugumu.

Nākamajos attēlos ir parādīta pasaules karte ar sensora un enkura atrašanās vietām attiecīgi.

Neskatoties uz regionālo statusu, ko ieņem RIPE NCC, RIPE Atlas tīkls aptver praktiski visu pasauli, un Krievija ir top 5 valstīs ar visvairāk instalētajiem sensoriem (568), kopā ar Vāciju (1562), ASV (1440), Franciju (925) un Lielbritāniju (610).

Pārvaldes serveri

Pētījuma gaitā tika atklāts, ka sensors periodiski (ik pēc 4 minūtēm) pārbauda savienojumu ar dažiem objektiem tīklā, tostarp saknes DNS serveriem un mezgliem ar domēna nosaukumiem «ctr-sin02.atlas.ripe.net», domāju, ka tie ir RIPE Atlas tīkla pārvaldes serveri.

Oficiālajā vietnē es neatradu informāciju par pārvaldes serveriem, bet var izteikt pieņēmumu, ka to uzdevums ir pārvaldīt sensorus, kā arī apkopot un apstrādāt datus. Ja mana pieņēmums ir pareizs, tad ir vismaz 6 pārvaldes serveri, no kuriem 2 atrodas ASV, 2 Nīderlandē, 1 Vācijā un 1 Singapūrā. Visiem serveriem ir atvērts ports 443.

Ja kādam ir papildu informācija par RIPE Atlas tīkla pārvaldes serveriem, lūdzu, sniedziet skaidrojumu šajā jautājumā.

Sensors

RIPE Atlas sensors ir neliela ierīce (TP-Link 3020), kas baro no USB un pieslēdzas maršrutētāja Ethernet portam, izmantojot tīkla kabeli. Atkarībā no modeļa sensoram var būt Atheros AR9331 mikroshēmojums, 400 MHz, 4 MB flash un 32 MB RAM vai MediaNek MT7628NN mikroshēmojums, 575 MHz, 8 MB flash un 64 MB RAM.

Enkura

Ankrs – tas ir uzlabots sensors, kas piedāvā daudz lielāku veiktspēju un mērījumu spējas. Tas ir ierīce standarta 19 collu izpildījumā uz aparatūras platformas APU2C2 vai APU2E2 ar 4 kodolu procesoru 1 GHz, 2 GB RAM, 3 Gigabit Ethernet portiem un 250 GB SSD disku. Ankša cena ir ap 400 $.

Sensora uzstādīšana un pārvaldība

Kā jau minēju, sensori tiek izplatīti bez maksas ar mērķi uzstādīt tos savā infrastruktūrā. Pieprasot sensoru, jānorāda valsts, pilsēta un autonomās sistēmas numurs, kur tas tiks izvietots. Atbildot uz manu pieprasījumu, RIPE NCC nosūtīja šādu ziņojumu.

Diemžēl jūsu pieteikums šobrīd neatbilst mūsu kritērijiem aparatūras sensora saņemšanai. Lai gan mūsu mērķis ir pēc iespējas plašāk izplatīt RIPE Atlas sensorus, šķiet, ka jau ir pietiekami daudz ierīču, kas pieslēgtas gan jūsu norādītajā ASN, gan tīklā, uz kuru jūs pieteicāties, gan valstī, kurā jūs pieteicāties.

Nekas traks. Šādā gadījumā var uzstādīt programmatūras sensoru, piemēram, uz virtuālās mašīnas, mājas servera vai maršrutētāja – nav ierobežojumu attiecībā uz atrašanās vietu un autonomo sistēmu. Atbalstītas ir CentOS, Debian, Raspbian un Turris OS. Lai izvietotu, jādovikā lejupielādēt un uzstādīt atbilstošo programmatūru, piemēram, no GitHub krātuves.

Programmatūras sensora uzstādīšana ir pietiekami vienkārša. Piemēram, lai uzstādītu CentOS 8, jāpaveic šādas komandas:

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

un jāreģistrē sensors, sniedzot SSH atslēgu, kas atrodas /var/atlas-probe/etc/probe_key.pub, kā arī jānorāda autonomās sistēmas numurs un sava pilsēta. E-pastā tika atgādināts par nepieciešamību precīzi norādīt sensora atrašanās vietu.

Sensora pārvaldība ir ierobežota ar iespēju dalīties ar mērīšanas resursiem ar citiem lietotājiem, konfigurējot paziņojumus par dīkstāvi, kā arī standarta tīkla iestatījumiem (adrese, noklusējuma vārteja utt.).

Mērījumi

Beidzot piegājām pie mērījumu veikšanas. Uzdevumu konfigurācija mērījumu veikšanai tiek veikta no personīgā profila. Turpat var piekļūt rezultātiem.

Uzdevuma izveidošana mērīšanai sastāv no trim soļiem: mērījumu veida izvēle, sensora izvēle, mērīšanas perioda izvēle.

Mērījumus var veikt šādos tipos: ping, traceroute, DNS, SSL, HTTP, NTP. Detalizētie iestatījumi konkrētajam mērījuma tipam, izņemot specifiskos, kas noteikti konkrētā protokolā vai rīkā, ietver: mērķa adresi, tīkla līmeņa protokolu, iepakojumu skaitu mērījumos un laiku starp mērījumiem, iepakojuma izmēru un laiku starp iepakojumiem, nejaušu laika nobīdi paketu sūtīšanas sākumā.

Sensorus var izvēlēties pēc to identifikatora vai atrašanās vietas valstī, reģionā, autonomajā sistēmā, taga utt.

Mērījumu periods tiek noteikts ar sākuma un beigu laiku.

Mērījumu rezultāti ir pieejami vietnē personīgajā kabinetā, kā arī tos var iegūt JSON formātā. Vispārīgi, mērījumu rezultāti ir kvantitatīvi rādītāji, kas raksturo kāda mezgla vai pakalpojuma pieejamību.

Lietotājam mērījumu iespējas ir piedāvātas plašā, taču diezgan ierobežotā diapazonā. Tomēr ir acīmredzami, ka sistēmas iespējas ļauj ģenerēt paketes praktiski jebkurā konfigurācijā, kas atver daudz plašākas iespējas tīkla stāvokļa mērīšanai.

Zemāk ir sniegts neapstrādātu mērījumu rezultātu paraugs ar noklusējuma iestatījumiem. Ping, traceroute un SSL mērījumos mērķis bija IP adrese habr.com, DNS – Google DNS servera IP adrese, NTP – NTP servera ntp1.stratum2.ru IP adrese. Visos mērījumos tika izmantots viens sensors, kas atradās Vladivostokā.

Ping

[{"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}]

Traceroute

[{"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}]

Secinājums

RIPE Atlas tīkls ir ērts rīks, kas ļauj gandrīz reālajā laikā uzraudzīt pieejamību objektiem un pakalpojumiem internetā.

Dati, kas iegūti, izmantojot RIPE Atlas tīklu, var būt noderīgi sakaru operatoriem, pētniekiem, tehniskajai sabiedrībai un visiem, kas interesējas par veselīgu interneta darbību un vēlas uzzināt vairāk par pamatstruktūrām un datu plūsmām, kas atbalsta interneta darbību globālā mērogā.

P.S. RIPE Atlas nav unikāls šajā jomā, pastāv analogi, piemēram šis.

Avots: habr.com