الحزم، والراوترات، والمسار الذي تسلكه بياناتك

تتبّع الدرس السابق نقرة واحدة من جهاز Mac الخاص بك إلى موقع ويب. يتمهّل هذا الدرس عند خطوة «الاتصال»: ما هي الحزمة، وكيف تقرر الراوترات إلى أين ترسلها، وكيف يمكنك مراقبة ذلك المسار بنفسك.

رسالتك، مقطَّعة إلى أجزاء

لا شيء ترسله عبر الإنترنت ينتقل في قطعة واحدة. كما يوضح مركز تعلّم Cloudflare، تُقسَّم البيانات إلى أجزاء صغيرة تُسمى حزمًا (packets) قبل أن تغادر جهازك، ثم تُعاد تجميعها من قِبَل من يستقبلها. يُسمى هذا تبديل الحزم (packet switching): ولأن حزمًا من حواسيب مختلفة كثيرة يمكن أن تتشارك الأسلاك والمعدات نفسها، تستطيع مليارات الأجهزة تبادل البيانات على الشبكات نفسها في وقت واحد، إذ تُمرَّر كل حزمة بشكل مستقل وقد لا تصل بالترتيب نفسه الذي أُرسلت به.

الراوترات: قرار عند كل قفزة

لا تنتقل الحزمة مباشرة إلى وجهتها. بل تُسلَّم من راوتر إلى آخر، ويتخذ كل راوتر قراره الخاص بشأن إلى أين يرسلها بعد ذلك. تصف Cloudflare الراوترات بأنها تقرأ ترويسة الحزمة (header) — وهي الجزء الذي يسمّي وجهتها — وتقارن ذلك بجدول توجيه (routing table)، على غرار مفتش قطار يفحص تذكرة ليقرر أي رصيف ينتمي إليه الراكب. يمكن ضبط جداول التوجيه يدويًا (توجيه ثابت) أو تحديثها تلقائيًا مع تغيّر الظروف (توجيه ديناميكي)، بالطريقة نفسها التي يعيد بها تطبيق خرائط توجيه المسار حول الازدحام. يفعل الراوتر هذا ملايين المرات في الثانية، لملايين الحزم، من مرسلين مختلفين كثيرين في وقت واحد.

بما أن الإنترنت شبكة من شبكات كثيرة تُدار بشكل مستقل، يعبر الاتصال الواحد بموقع ويب عادةً عدة شبكات منها: شبكتك المنزلية أو المكتبية، ومزود خدمة الإنترنت لديك، وشبكة أو أكثر من شبكات العبور، وأخيرًا الشبكة التي تستضيف الموقع. لا يملك أحد المسار بأكمله، ولا ترى شركة واحدة كل أجزائه.

مراقبة المسار بنفسك: traceroute

يأتي macOS مزودًا بأداة تُظهر هذه الرحلة قفزة بقفزة. يوضح مركز تعلّم Cloudflare أن traceroute يعمل بإرسال حزم بقيمة «مدة البقاء» (time-to-live) تتزايد تدريجيًا، بحيث يرسل كل راوتر على الطريق رسالة خطأ صغيرة تكشف عن نفسه، قفزة واحدة في كل مرة. والنتيجة قائمة بالراوترات التي مرّت بها حزمتك والوقت الذي استغرقته كل قفزة.

$ traceroute 1.1.1.1

يبدو تتبّع حقيقي إلى 1.1.1.1 التابع لـ Cloudflare، كما تُظهره وثائق Cloudflare نفسها، أشبه بالراوتر في منزلك، ثم قفزة أو قفزتين داخل شبكة مزود خدمة الإنترنت، ثم شبكة أو أكثر لم تسمع بها من قبل، قبل الوصول أخيرًا إلى الوجهة. تُظهر بعض القفزات ثلاث نجوم (* * *) بدلًا من وقت: وهذا يعني عادةً أن راوترًا ما مُعدّ ليتجاهل الرد على traceroute، لا أن هناك خللًا.

عبور المحيطات: الكابلات التي لا تراها أبدًا

بالنسبة لاتصال بين قارتين، من المرجح جدًا أن تمر الحزم في مرحلة ما عبر كابل ألياف بصرية بحري. تشير اللجنة الدولية لحماية الكابلات (ICPC)، وهي منظمة تضم حكومات وملّاك كابلات تأسست عام 1958، إلى أن هذه الكابلات تنقل حركة الصوت والبيانات الدولية بتكلفة أقل وموثوقية أعلى من الأقمار الصناعية: فمكالمة كانت ستحتاج إلى قطع عشرات آلاف الكيلومترات صعودًا إلى قمر صناعي وعودة يمكنها بدلًا من ذلك أن تنتقل مباشرة على طول قاع البحر. يمكن لزوج ألياف واحد في أحد هذه الكابلات الآن أن يحمل سعة رقمية تصفها ICPC بأنها تعادل 150,000,000 مكالمة هاتفية متزامنة، وتجمع كل كابل عادةً عدة أزواج ألياف من هذا النوع. ولأن عطلًا أو مرساة سفينة يمكن أن يقطع كابلًا، تعتمد الصناعة على وجود عدة مسارات مستقلة بدلًا من خط واحد بين أي منطقتين.