رسم خرائط الشبكة

رسم خرائط الشبكات هو دراسة الاتصال المادي بين الشبكات، مثل الإنترنت . ^{[ 1 ]} يكشف رسم خرائط الشبكات عن الأجهزة الموجودة على الشبكة واتصالاتها. ويجب عدم الخلط بينه وبين اكتشاف الشبكة أو تعدادها ، الذي يكشف عن الأجهزة الموجودة على الشبكة وخصائصها، مثل نظام التشغيل والمنافذ المفتوحة وخدمات الشبكة المُستمعة ، وما إلى ذلك. وقد اكتسب مجال رسم خرائط الشبكات الآلي أهمية متزايدة مع ازدياد ديناميكية الشبكات وتعقيدها.

أنتج مشروع رسم خرائط الإنترنت صورًا لبعض المحاولات الأولى لرسم خريطة واسعة النطاق للإنترنت ، ونُشرت هذه الصور في مجلة Wired . استندت الخرائط التي أنتجها هذا المشروع إلى مستوى الاتصال في الطبقة الثالثة أو مستوى بروتوكول الإنترنت (انظر نموذج OSI )، ولكن هناك جوانب أخرى من بنية الإنترنت تم رسم خرائط لها أيضًا.

شهدت الجهود الحديثة لرسم خرائط الإنترنت تطوراً ملحوظاً بفضل أساليب أكثر تطوراً، مما أتاح إمكانية إنشاء خرائط أسرع وأكثر دقة. ومن الأمثلة على هذه الجهود مشروع OPTE ، الذي يسعى إلى تطوير نظام قادر على رسم خريطة الإنترنت في يوم واحد.

يرسم مشروع "خريطة الإنترنت" أكثر من 4 مليارات موقع على الإنترنت على شكل مكعبات في الفضاء الإلكتروني ثلاثي الأبعاد . ويمكن للمستخدمين إضافة عناوين URL كمكعبات وإعادة ترتيب العناصر على الخريطة.

في أوائل عام 2011، أنشأت شركة PEER 1 Hosting ، وهي مزود خدمة إنترنت مقره كندا، خريطة خاصة بها للإنترنت تُظهر رسمًا بيانيًا لـ 19,869 عقدة نظام مستقل متصلة بـ 44,344 اتصالًا. وقد حُسب حجم وتصميم الأنظمة المستقلة بناءً على مركزية المتجه الذاتي ، وهو مقياس لمدى مركزية كل نظام مستقل في الشبكة.

يمكن استخدام نظرية الرسوم البيانية لفهم خرائط الإنترنت بشكل أفضل، وللمساعدة في اختيار الطريقة الأنسب من بين الطرق العديدة لتصور هذه الخرائط. وقد سعت بعض المشاريع إلى دمج البيانات الجغرافية في خرائط الإنترنت الخاصة بها (على سبيل المثال، لرسم مواقع أجهزة التوجيه والعُقد على خريطة العالم ) ، بينما يقتصر اهتمام مشاريع أخرى على تمثيل البنى الأكثر تجريدًا للإنترنت، مثل تخصيص نطاق عناوين IP وبنيته والغرض منه .

تقوم العديد من المؤسسات بإنشاء خرائط شبكية لأنظمة شبكاتها. يمكن إنشاء هذه الخرائط يدويًا باستخدام أدوات بسيطة مثل Microsoft Visio ، أو يمكن تبسيط عملية رسم الخرائط باستخدام أدوات تدمج الاكتشاف التلقائي للشبكة مع رسم خرائط الشبكة ، ومن الأمثلة على ذلك منصة Fabric. يتيح العديد من موردي برامج رسم خرائط الشبكة البارزة تخصيص الخرائط وإضافة تسميات خاصة، وإضافة عناصر غير قابلة للاكتشاف وصور خلفية. يُستخدم رسم الخرائط المتقدم للمساعدة في تصور الشبكة وفهم العلاقات بين الأجهزة الطرفية وطبقات النقل التي توفر الخدمة. في الغالب، تكتشف ماسحات الشبكة الشبكة بجميع مكوناتها وتُقدم قائمة تُستخدم لإنشاء المخططات والخرائط باستخدام برامج رسم خرائط الشبكة. ^{[ 2 ]} يمكن تحديد عناصر مثل الاختناقات وتحليل الأسباب الجذرية بسهولة أكبر باستخدام هذه الأدوات.

هناك ثلاث تقنيات رئيسية تستخدم لرسم خرائط الشبكة: الأساليب القائمة على بروتوكول إدارة الشبكة البسيط (SNMP) ، والاستكشاف النشط ، وتحليل المسار .

تعتمد طريقة SNMP على استرجاع البيانات من قواعد معلومات إدارة الشبكة (MIBs) الخاصة بالموجه والمحول لبناء خريطة الشبكة. أما طريقة الاستكشاف النشط فتعتمد على سلسلة من حزم الاستكشاف الشبيهة بتتبع المسار (traceroute) لبناء خريطة الشبكة. بينما تعتمد طريقة تحليل المسار على معلومات من بروتوكولات التوجيه لبناء خريطة الشبكة. ولكل من هذه الطرق الثلاث مزايا وعيوب في الأساليب المستخدمة.

تُستخدم تقنيتان رئيسيتان اليوم لإنشاء خرائط الإنترنت. الأولى تعمل على مستوى بيانات الإنترنت وتُسمى "الاستقصاء النشط". تُستخدم هذه التقنية لاستنتاج بنية الإنترنت بناءً على تجاور أجهزة التوجيه . أما الثانية، فتعمل على مستوى التحكم وتستنتج اتصال الأنظمة المستقلة بناءً على بيانات بروتوكول بوابة الحدود (BGP) . يُرسل مُوجِّه BGP رسائل إبقاء الاتصال (Keep-alive) بحجم 19 بايت كل 60 ثانية للحفاظ على الاتصال.

استنتاج المسار

تعتمد هذه التقنية على مُجمِّعات BGP المختلفة التي تجمع تحديثات وجداول التوجيه وتُتيح هذه المعلومات للعموم. يحتوي كل إدخال BGP على سمة متجه المسار تُسمى مسار النظام المستقل (AS Path). يُمثل هذا المسار مسار توجيه نظام مستقل من مصدر مُحدد لمجموعة مُحددة من البادئات . يُمكن استخدام هذه المسارات لاستنتاج اتصال مستوى النظام المستقل، وبالتالي بناء مخططات طوبولوجيا النظام المستقل. مع ذلك، لا تُعكس هذه المسارات بالضرورة كيفية توجيه البيانات فعليًا، ولا تُمثل العلاقات المجاورة بين عُقد النظام المستقل سوى علاقة سياسة بينها. قد يكون رابط النظام المستقل الواحد في الواقع عبارة عن عدة روابط توجيه. كما يصعب استنتاج علاقات التناظر بين عُقدتي نظام مستقل، حيث تُنشر هذه العلاقات فقط إلى شبكات عملاء مُزود خدمة الإنترنت. ومع ذلك، يتزايد دعم هذا النوع من الربط مع ازدياد عدد مُزودي خدمة الإنترنت الذين يُقدمون خدمة التناظر مع مُجمِّعات المسارات العامة مثل Route-Views و RIPE . وتظهر مجموعات أدوات جديدة مثل Cyclops و NetViews التي تستفيد من مُجمِّع BGP التجريبي الجديد BGPMon . لا تقتصر وظيفة NetViews على إنشاء خرائط طوبولوجية في ثوانٍ معدودة، بل تُتيح أيضًا عرض التغييرات الطوبولوجية فور حدوثها على جهاز التوجيه الفعلي. وبالتالي، يُمكن تصور ديناميكيات التوجيه في الوقت الفعلي. بالمقارنة مع الأدوات التي تستخدم BGPMon، توجد أداة أخرى تُدعى netTransformer قادرة على اكتشاف وإنشاء خرائط نظير BGP إما من خلال استطلاع SNMP أو عن طريق تحويل ملفات MRT ^{[ 3 ]} إلى تنسيق ملف graphml . كما تُتيح لنا netTransformer إجراء مقارنات بين أي ملفين، وبالتالي فهم كيفية تطور نظير BGP عبر السنين. ^{[ 4 ]} أما WhatsUp Gold ، وهي أداة لمراقبة تكنولوجيا المعلومات ، فتتتبع الشبكات والخوادم والتطبيقات وأجهزة التخزين والأجهزة الافتراضية، وتتضمن إدارة البنية التحتية وإدارة أداء التطبيقات. ^{[ 5 ]}

خريطة نظير بروتوكول BGP للإنترنت (أحمر - أنظمة مستقلة متعددة المنافذ، أخضر - نقاط اتصال فرعية)

• مقارنة برامج رسم مخططات الشبكات
• عشرة سنتات
• بنية الشبكة
• مشروع أوبتي
• قياسات الويب

• نظام رسم خرائط طوبولوجيا الإنترنت في تشيلبي
• مركز تحليل بيانات الإنترنت التطبيقية
• NetViews: رسم خرائط الإنترنت في الوقت الفعلي على مستويات متعددة
• سايكلوبس: مرصد من المستوى المتقدم (AS) - مؤرشف بتاريخ 28 يونيو 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine)
• مشروع بحثي من دايمز
• مشروع بحثي حول رسم خرائط الإنترنت
• مشروع أوبتي