الأهداف

فحص معلومات عناوين IP المحلية
تتبّع المسار بين المصدر والوجهة

الخلفية / السيناريو

ستتتبّع في هذا النشاط المسار الفيزيائي لحزم IP من منزل في مدينة مونتيري بولاية كاليفورنيا إلى خادم الويب في جامعة هاواي بجزيرة أواهو. ستنفّذ ذلك داخل المحاكي وعلى حاسوبك الشخصي أيضًا.

في المحاكاة تسكن طالبة في مونتيري وتتصفح موقع جامعة هاواي www.hawaii.edu بانتظام. أثارها الفضول: ما المسار الذي تسلكه حزم IP بين مونتيري وهاواي؟ وكيف تعبر المحيط الهادئ؟ وأنت أيضًا ستبحث عن المسار من موقعك إلى الخادم نفسه.

يتبع النشاط الحزم بين جهازين في موقعين محددين وباتصالات إنترنت محددة. ولو استُخدم مزوّدا خدمة مختلفان في الموقعين نفسيهما لسلكت الحزم مسارًا مختلفًا غالبًا. يعتمد المسار على:

موقع حاسوب العميل
مزوّد خدمة الإنترنت (ISP) للعميل
موقع الخادم
مزوّد خدمة الخادم
طريقة ترابط مزوّدي الخدمة والجهات الأخرى لتكوين المسار بين العميل والخادم

ملاحظة: بُني هذا النشاط بتتبّع اتصال حقيقي بين حاسوب منزلي في مونتيري وخادم ويب في جامعة هاواي. استُبدلت العناوين العامة الحقيقية بعناوين خاصة، وقد تختلف المعلومات بحسب موقعك ومزوّدي الخدمة.

عن هذا المحاكي: يعرض Packet Tracer هذا النشاط في الوضع الفيزيائي (مدن ومبانٍ وحوامل rack). هنا تعمل على المخطط المنطقي للأجهزة نفسها وبعناوينها الحقيقية في الملف الأصلي، فكل مبنى في الشرح يقابله راوتر يحمل اسم المجال نفسه. يلزمك حاسوب متصل بالإنترنت لتنفيذ الأجزاء الخاصة بجهازك.

الجزء 1: فحص معلومات عناوين IP المحلية

الخطوة 1: ما عنوان IPv4 لجهازي؟

عنوان IP يعرّف حاسوبك عند إرسال الحزم واستقبالها، كما يُستخدم عنوان منزلك لإرسال البريد واستقباله. استخدم الأمر ipconfig في Windows، و ifconfig في macOS و Linux.

انقر على Home PC، ثم Desktop ثم Command Prompt.
نفّذ ipconfig وافحص معلومات IPv4:
```
C:\> ipconfig
FastEthernet0 Connection:(default port)
   IPv4 Address....................: 192.168.0.75
   Subnet Mask.....................: 255.255.255.0
   Default Gateway.................: ::
                                     192.168.0.1
```
العنوان 192.168.0.75 عنوان IPv4 خاص (private). تستخدم معظم الحواسيب العميلة عناوين خاصة لأنها أجهزة لا يحتاج أحد للوصول إليها من الإنترنت، وتُستخدم هذه العناوين لتوفير العناوين العامة المحدودة.
كرّر الخطوة على جهازك.
ما عنوان IPv4 والبوابة الافتراضية لجهازك؟
الإجابة النموذجية
تختلف الإجابة حسب جهازك. في المحاكي: 192.168.0.75 والبوابة 192.168.0.1.

الخطوة 2: ما عنوان IPv4 لراوتر منزلي؟

يعرض الأمر ipconfig نفسه عنوان الراوتر المحلي، أي البوابة الافتراضية. عنوان الراوتر المحلي هنا 192.168.0.1، وهو الراوتر الذي يربط شبكة المنزل بشبكة مزوّد الخدمة ويتيح الوصول إلى الإنترنت.

ما عنوان IPv4 لراوتر شبكتك؟

الإجابة النموذجية

تختلف حسب شبكتك (غالبًا 192.168.0.1 أو 192.168.1.1).

الخطوة 3: ما عنوان IPv4 العام لي؟

العناوين الخاصة غير قابلة للتوجيه في الإنترنت، لذلك تُستبدل بعنوان عام عند خروج الحزم من شبكتك، ويستخدم الخادم هذا العنوان العام لإرسال الرد. يتولّى الراوتر المحلي هذه الترجمة (NAT).

على جهازك ابحث في الإنترنت عن «what is my ip» لمعرفة عنوانك العام.
في المحاكي أغلق Command Prompt وافتح Web Browser.
اكتب www.tellmemyip.com واضغط Go. (هذا الموقع وهمي وموجود في المحاكاة فقط.) لاحظ أن الموقع يعرض اسم مزوّد الخدمة والموقع الجغرافي أيضًا؛ معلومات المزوّد موثوقة عادة، أما الموقع الجغرافي فليس دقيقًا دائمًا، إذ يظهر هنا Pacific Grove على بعد 5 أميال تقريبًا من مونتيري.
على جهازك استخدم أحد مواقع «what is my ip».
اذكر عنوان IPv4 العام وموقعك ومزوّد خدمتك.
الإجابة النموذجية
تختلف حسب جهازك. في المحاكي: 10.70.93.27، و Comcast Cable Communications، و Pacific Grove, California.

الخطوة 4: فحص التوصيلات في شبكتك

كيف يبدو الاتصال بين جهازك والراوتر؟ سلكي أم لاسلكي؟ وأين يقع الراوتر؟ وكيف يتصل الراوتر بالإنترنت: كابل من شركة الكابل أم خط هاتف أم لاسلكي؟

الإجابة النموذجية

تختلف حسب منزلك. في المحاكي: Home PC يتصل سلكيًا بـ Home-Router، والراوتر يتصل بمودم كابل (Cable Modem) يصل بالكابل المحوري إلى نظام CMTS لدى Comcast.

الجزء 2: تتبّع المسار بين المصدر والوجهة

ستستخدم الأمر traceroute الذي يعرض المسار الذي تسلكه الحزم إلى الوجهة، ويجمع معلومات عن كل قفزة (hop). يمثّل كل سطر في المخرجات عنوان IP لراوتر يمرّر الحزم من شبكة إلى أخرى. الأمر في Windows هو tracert، وفي macOS و Linux هو traceroute.

الخطوة 1: استخدام traceroute لعرض المسار من مونتيري إلى هاواي

على Home PC افتح Command Prompt.
نفّذ:
```
C:\> tracert www.hawaii.edu
```
على جهازك نفّذ أمر traceroute الخاص بنظامك. ستختلف مخرجاتك؛ إذ ستظهر أسماء راوترات حقيقية وعناوين عامة، وغالبًا عدد قفزات مختلف.
إذا بدأت المحاولات تنتهي مهلتها (Request timed out) فاضغط Ctrl+C لإيقاف الأمر، وإلا سيستمر حتى 30 قفزة. يحدث ذلك عادة لأن الراوتر في نهاية المسار مُعدّ لعدم الرد على traceroute.
الأرقام الثلاثة قبل عنوان IP في كل سطر هي زمن الذهاب والإياب (round-trip) بالملّي ثانية بين المصدر والراوتر. ويتضمن السطر عنوان واجهة الراوتر التي استقبلت الحزمة. وتضيف بعض المزوّدات اسم مجال للراوتر يساعد في توثيقه، مثل po-302-1222-rur02.monterey.ca.sfba.comcast.net.
على جهازك جرّب traceroute إلى مواقع أخرى مثل www.netacad.com أو www.google.com.

الخطوة 2: فحص القفزة الثانية

العنوان 10.120.89.61 هو أول راوتر خارج شبكة المنزل، ويملكه مزوّد الخدمة، ويُسمّى نقطة الحضور (POP)، أي المكان الذي يقدّم فيه المزوّد الوصول إلى الإنترنت لعملائه.

يُسمّى الاتصال الفيزيائي بين المستخدم و POP «الحلقة المحلية» (local loop) أو «الميل الأخير». كانت تقليديًا خطوط هاتف نحاسية إلى المقسم (Central Office)، أما اليوم فقد تكون:

اتصال كابل يستخدم الكابل المحوري نفسه للتلفاز والهاتف
DSL عبر خط الهاتف نفسه
إشارات لاسلكية أو خلوية
اتصال بالأقمار الصناعية
كابل ألياف ضوئية
اتصال هاتفي Dial-up

لاحظ أن Home-Router لا يتصل مباشرة بالراوتر التالي، بل بمودم كابل. والمودم ليس راوترًا، لذلك لا يظهر قفزةً في traceroute. يتصل المودم بنظام CMTS (Cable Modem Termination System) لدى Comcast، الذي يتصل بالراوتر Comcast-POP-Monterey. ويتصل هذا الراوتر أيضًا بسويتش عليه خادمان: خادم DNS يترجم www.hawaii.edu و www.tellmemyip.com، وخادم الويب الذي يقدّم موقع tellmemyip.

ما تقنية الحلقة المحلية التي تستخدمها؟ وما عنوان IP لنقطة الحضور (POP) لمزوّدك؟

الإجابة النموذجية

تختلف حسب جهازك؛ هو عادة عنوان القفزة الثانية في traceroute. في المحاكي: 10.120.89.61.

الخطوة 3: محاولة معرفة الموقع الفيزيائي لـ POP

ابحث في الإنترنت عن «ip lookup» واستخدم أحد المواقع لمعرفة مالك عنوان القفزة الثانية لديك، واملأ الجدول:

ISP POP	Your Results
2nd Hop IPv4 address:
ISP:
City:
Region:
Country:

معلومات اسم المزوّد موثوقة غالبًا، لكن الموقع الفيزيائي قد يبعد مئات الأميال عن الموقع الحقيقي، وقد يكون مكتبًا إداريًا أو موقعًا عشوائيًا؛ لذا تحتاج إلى سؤال مزوّدك لمعرفة موقع POP بدقة.

الخطوة 4: لماذا لا تكون معلومات الموقع الجغرافي دقيقة دائمًا؟

ابحث عن «600 million IP addresses Kansas». ستجد مقالات عن مزوّد سجّل أكثر من 600 مليون عنوان بإحداثيات منتصف الولايات المتحدة، فصادف أنها منزل خاص في كانساس، فاتصل كل المشتكين بأصحاب المنزل. كن متشككًا في أي معلومات جغرافية تُظهر الحزم تنتقل مئات الأميال ثم تعود.

الخطوة 5: فحص شبكة المزوّد المحلي

في مخرجات traceroute تعود القفزات من 2 إلى 9 إلى Comcast. افحص الراوترين اللذين يحمل اسمهما monterey.ca؛ يمكنك فتح كل راوتر وفحص عناوينه بالأمر show ip interface brief.

ما عنوان القفزة الثالثة في traceroute داخل المحاكي؟ وأي راوتر وواجهة يحملانه؟

الإجابة النموذجية

10.110.178.133 على الواجهة GigabitEthernet0/0 للراوتر rur02.monterey.ca.sfba.comcast.net.

ما عنوان القفزة الرابعة؟ وأي راوتر وواجهة يحملانه؟

الإجابة النموذجية

10.139.198.129 على الواجهة GigabitEthernet0/0 للراوتر rur01.monterey.ca.sfba.comcast.net.

لماذا لا تظهر عناوين الواجهات الأخرى في traceroute؟

الإجابة النموذجية

لأن traceroute يعرض عنوان الواجهة التي استقبلت الحزمة في كل راوتر فقط، لا الواجهة التي خرجت منها.

اذكر القفزات في traceroute على جهازك التي تتبع مزوّدك المحلي.

الإجابة النموذجية

تختلف حسب جهازك.

الخطوة 6: الاستفادة من أسماء المجالات لمعرفة مواقع الراوترات

اسم المجال (إن وُجد) قد يعطي معلومات إضافية، ولا توجد قاعدة موحّدة لتسميته؛ فذلك يعود للمسؤول. أعطت Comcast في الأسماء التالية دلالة على مواقع الراوترات:

po-302-1222-rur02.monterey.ca.sfba.comcast.net
po-2-rur01.monterey.ca.sfba.comcast.net
be-222-rar01.santaclara.ca.sfba.comcast.net
be-39931-cs03.sunnyvale.ca.ibone.comcast.net
be-1312-cr12.sunnyvale.ca.ibone.comcast.net
be-303-cr01.9greatoaks.ca.ibone.comcast.net
be-2211-pe11.9greatoaks.ca.ibone.comcast.net

كل هذه المدن (مونتيري، سانتا كلارا، سانيفيل، سان خوسيه) تقع في منطقة خليج سان فرانسيسكو (sfba) وتتحكم فيها Comcast. وافترضنا في المحاكاة أن الراوترات التي تحمل اسم المدينة نفسها موجودة في مركز البيانات نفسه.

ما المعلومات التي تستطيع استنتاجها من أسماء المجالات لدى مزوّدك المحلي؟

الإجابة النموذجية

تختلف حسب جهازك؛ قد تحتوي الأسماء على مدن أو رموز مطارات أو أنواع واجهات.

ما الراوتر والواجهة وعنوان IPv4 للرابط الخارج نحو لوس أنجلوس؟

الإجابة النموذجية

الراوتر rtsw.sunn.net.internet2.edu، الواجهة GigabitEthernet1/0، العنوان 172.16.20.254.

مركز بيانات IXP

نقطة تبادل الإنترنت (IXP) مركز استضافة مشترك يضم مزوّدي خدمة وجهات أخرى بغرض الربط بينهم. عند نقطة ما يحتاج مزوّد مثل Comcast إلى تمرير الحزم إلى مزوّد آخر، ويحدث ذلك غالبًا في IXP عند «حافة» شبكة المزوّد. تدير هذه المراكز عادة جهة محايدة. (المصطلح القديم لها Network Access Point.)

الخطوة 7: فحص الرابط بين Comcast و Internet2

آخر قفزة داخل شبكة Comcast هي القفزة 9 be-2211-pe11.9greatoaks.ca.ibone.comcast.net. هنا يشير الاسم إلى عنوان لا إلى مدينة: ابحث عن «9 great oaks California» لتجد مركز بيانات Equinix في 9 Great Oaks Boulevard في سان خوسيه، وهو نقطة تبادل تُعرف بـ Equinix SV5 تربط Comcast بالمزوّد التالي Internet2. ابحث أيضًا عن «Inflect data center» لمعرفة الجهات المستضافة فيه.

ما الواجهة الخاصة بالقفزة العاشرة؟

الإجابة النموذجية

GigabitEthernet0/0 على الراوتر rtsw.sunn.net.internet2.edu (172.16.69.141).

الخطوة 8: التعرف على Internet2

Internet2 ليس إصدارًا جديدًا من الإنترنت، بل مزوّد خدمة غير ربحي، وهو اتحاد من مجتمعات البحث والتعليم والصناعة والحكومة يقدّم خدمات شبكية عالية السرعة وخدمات سحابية مخصصة للبحث والتعليم.

ما سرعة العمود الفقري لـ Internet2 الذي يربط أعضاءه؟

الإجابة النموذجية

100 Gbps (مع وصلات تصل إلى 400 Gbps في التحديثات الأحدث).

الخطوة 9: فحص الرابط إلى لوس أنجلوس

القفزة 11 et-2-3-0.3457.rtsw.losa.net.internet2.edu راوتر آخر لـ Internet2، و «losa» تشير إلى لوس أنجلوس؛ أي أن الحزم غادرت منطقة الخليج متجهة جنوبًا نحو 350 ميلًا.

هذا الراوتر متصل بمنطقة خليج سان فرانسيسكو وبكابل بحري يعبر المحيط الهادئ. ما الواجهة المستخدمة للقفزة 11؟

الإجابة النموذجية

GigabitEthernet0/0 على rtsw.losa.net.internet2.edu (172.16.20.255).

الخطوة 10: فحص الرابط عبر المحيط الهادئ

القفزة 12 172.16.47.134 بلا اسم مجال، لكن لاحظ القفزة الكبيرة في زمن الذهاب والإياب: من نحو 24 ملّي ثانية في القفزة 11 إلى نحو 85 ملّي ثانية في القفزة 12. نستنتج أن هذا الراوتر أبعد بكثير؛ فالحزم قطعت نحو 2500 ميل من كاليفورنيا إلى هاواي. هذا الراوتر في نقطة Internet2 Peer Exchange (I2PX) في هاواي، وهو آخر قفزة داخل Internet2.

ابحث عن «submarine cable map» وحاول إيجاد كابلات بحرية لها نقطة إنزال في Hermosa Beach وفي هاواي.

كم كابلًا بحريًا ينتهي في Hermosa Beach؟ وما اسم الكابل بين Hermosa Beach وهاواي؟ وما اسم نقطة الإنزال في هاواي؟ وكم كابلًا ينتهي عندها؟

الإجابة النموذجية

كابل SEA-US يربط Hermosa Beach بهاواي، ونقطة الإنزال في Makaha بجزيرة أواهو. أعداد الكابلات تتغير مع الوقت، لذا تحقّق منها في الخريطة الحالية.

أُنشئ كابل SEA-US بشراكة بين جامعة هاواي و RAM Telecom International، ويربط هاواي بالولايات المتحدة القارية وغوام. في المخطط يظهر مكرّران (Pacific Ocean Repeater1 و 2) على الكابل البحري، وفي الواقع توجد عشرات المكررات.

ابحث: كم كيلومترًا تفصل بين المكررات في الكابل البحري؟

الإجابة النموذجية

نحو 50 إلى 100 كيلومتر تقريبًا.

ما الواجهة المعيّنة للقفزة 12؟

الإجابة النموذجية

GigabitEthernet0/0 على الراوتر i2px-Hawaii (172.16.47.134).

الخطوة 11: فحص الرابط بين Internet2 وشبكة جامعة هاواي

القفزة 13 xe-1-1-0-54-kolanut-re0.uhnet.net تتبع شبكة جامعة هاواي (uhnet.net)، وتقع في نقطة تبادل Honolulu Internet Exchange، غالبًا في المركز نفسه الذي فيه راوتر i2px.

ما الواجهة المعيّنة للقفزة 13؟

الإجابة النموذجية

GigabitEthernet0/0 على الراوتر kolanut-re0.uhnet.net (172.30.205.29).

الخطوة 12: فحص آخر عنوان معروف في traceroute

في الواقع تبدأ القفزات بانتهاء المهلة عند نقطة ما (القفزة 15 في المثال)؛ فمن الشائع ألا تردّ الراوترات أو الخوادم على traceroute، وقد يمنع جدار حماية في شبكة الجامعة هذه الرسائل. ومع ذلك تتبّعت مسار الحزم من مونتيري حتى جامعة هاواي في هونولولو.

الخلاصة

مرّت حزمنا عبر ثلاث مجموعات من الشبكات:

Comcast: القفزات 1 إلى 9
Internet2: القفزات 10 إلى 12
شبكة جامعة هاواي: القفزات 13 و 14 وما بعدها

تُسمّى كل من Comcast و Internet2 وجامعة هاواي نظامًا مستقلًا (Autonomous System - AS). الإنترنت ترابط مئات الأنظمة المستقلة حول العالم، وتُمرّر الحزم بينها. قد يكون النظام المستقل مزوّد خدمة مثل Comcast، أو مزوّد اتصالات مثل Internet2، أو مزوّد محتوى مثل Netflix، أو شركة مثل Cisco، أو مؤسسة تعليمية مثل جامعة هاواي. وداخل كل نظام تمرّر الحزم عدة راوترات تابعة له.