Show HN: Wie hat mein Computer meinen Server erreicht?

Zusammenfassungstitel: Die Reise von Internetpaketen und die Rolle des BGP-Protokolls

• Ein Artikel, der die Funktion traceroute erklärt, mit der sich nachverfolgen lässt, wie Daten über das Internet übertragen werden.
• Er beschreibt den Weg der Pakete vom Computer des Nutzers über Router und ISP bis zum Zielserver.
• Mit dem traceroute-Programm ktr, das Ergebnisse in Echtzeit streamt, wird verfolgt, welche Server die Pakete in den einzelnen Schritten passieren.

Die Reise von Internetpaketen

• Der Computer des Nutzers beginnt die Kommunikation mit dem Router, der den Einstiegspunkt in das Netzwerk des ISP darstellt.
• Mit traceroute wird der Weg verfolgt, über das Netzwerk von Linode bis schließlich zum Server.

Das Frontend der Website

• Die Website funktioniert auch bei deaktiviertem JavaScript normal.
• Der Server empfängt die HTTP-Anfrage, startet traceroute und zeigt die Ergebnisse jedes Mal in Echtzeit auf der Webseite an, sobald sie eintreffen.

Rückverfolgung des Paketpfads

• Tatsächlich wird traceroute vom Server zum Computer des Nutzers ausgeführt und dieser Pfad anschließend rückwärts verfolgt.
• Beim tatsächlichen Internet-Routing können Pakete andere Wege nehmen, folgen aber meist einem ähnlichen Pfad.

Definition eines Netzwerks

• Jedes Netzwerk wird als autonomes System (AS) bezeichnet und ist eine Menge miteinander verbundener Router und Server.
• Die Besitzer von AS bestimmen durch Verbindungen zu anderen AS die Struktur des Internets.
• Das Internet ist eine Struktur aus Unternehmensnetzwerken, die durch Finanztransaktionen und Bürokratie miteinander verbunden sind.

WHOIS-Informationen

• Mithilfe des WHOIS-Protokolls werden Eigentümerinformationen zum autonomen System (AS) abgefragt, zu dem jede IP-Adresse gehört.
• Die Informationen werden von verschiedenen Servern gemäß der von den Betreibern der WHOIS-Server festgelegten Struktur bereitgestellt.

Das BGP-Protokoll

• BGP (Border Gateway Protocol) ist das Protokoll, das Grenzrouter zwischen AS verwenden, wenn sie Pakete an das nächste Netzwerk weiterleiten.
• BGP bestimmt die Form des Internets, und die Router jedes AS teilen über BGP ihre Routing-Tabellen.

Historischer Hintergrund

• Es wird die Geschichte von den Anfängen des ARPANET als früher Form des Internets bis zur Entwicklung des BGP-Protokolls erklärt.
• BGP v4 ist bis heute das wichtigste Protokoll für das Routing im Internet.

Meinung von GN⁺

Der wichtigste Teil dieses Artikels ist die Erklärung der traceroute-Funktion, mit der sich die Reise von Datenpaketen im Internet in Echtzeit verfolgen lässt, sowie des dabei zentralen BGP-Protokolls. Der Artikel hilft Einsteigerinnen und Einsteigern im Software Engineering, die komplexe Struktur des Internets zu verstehen, und weckt Interesse, indem er zeigt, dass das Internet nicht nur eine einfache technische Struktur ist, sondern ein komplexes Ökosystem, in dem verschiedene Unternehmen und Richtlinien miteinander verflochten sind.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentar

• Lexi, eine 17-jährige junge Entwicklerin, interessiert sich für ein tiefes Verständnis der Funktionsweise von Computern und für neue Arten der Visualisierung.

  • Nach der Veröffentlichung von cpu.land verspürte sie Druck wegen des nächsten großen Projekts.
  • Bei der Arbeit an einem persönlichen Projekt lernte sie zufällig, wie das Internet funktioniert, und entwickelte ein traceroute-Programm, das Live-Streaming auf eine Website ermöglicht.
  • Sie erkannte darin eine neue und interessante Methode zur Visualisierung der Struktur des Internets, überarbeitete die Website ansprechend und kombinierte sie mit einem Artikel, der das zugehörige Wissen vermittelt.
  • Sie erwartet, dass der Code irgendwann kaputtgehen wird, und bittet darum, ihr Vorschläge mitzuteilen.
  • Sie entschied sich für Rust, weil es sich für schnelle und zuverlässige systemnahe Programme eignet und wegen der Fehlerbehandlung von Rust.

• BGP ist das Protokoll, das die Form des Internets bestimmt, und kann von Einzelpersonen nicht direkt genutzt werden.

  • Eine ASN zu erhalten und BGP zu verwenden ist überraschend einfach; bei Interesse empfiehlt sich ein Versuch.

• Es zeigt die umgekehrte Richtung davon, wie der Server den Computer des Nutzers erreicht; das Routing in beide Richtungen ist meist sehr unterschiedlich.

• Empfehlung eines Papers zur Funktionsweise von traceroute; viele Menschen übersehen, dass traceroute nicht symmetrisch sein muss.

• Die Entwicklung eines WHOIS-Protokoll-Parsers ist praktisch unmöglich, weil das Antwortformat frei ist.

  • Früher konnte man für die meisten Adressen/Domains Ad-hoc-Parser bauen, heute sind sie hinter Datenschutzschilden verborgen.
  • ICANN hat die Regel, öffentliche WHOIS-Server bereitzustellen, nicht durchgesetzt und schließlich abgeschafft.

• Anstelle von ICMP-ECHO-Tracking kann die bestehende HTTP-TCP-Verbindung zwischen dem Browser des Clients und dem Webserver genutzt werden, um clientseitiges NAT und/oder zustandsbehaftete Firewalls zu durchqueren.

• Vorstellung früherer Forschung zu Reverse Traceroute.

• Pakete in TCP-Sitzungen nutzen im Internet häufig asymmetrische Pfade; das liegt an Geschäftsregeln rund um Kosten und menschliche Fehler.

• Erwähnung von mtr, das häufiger als traceroute verwendet wird und bei der Diagnose intermittierender Paketverluste sowie beim Verständnis des durchschnittlichen Verkehrsflusses hilft.

  • Ebenfalls erwähnt werden, dass MPLS den tatsächlichen Pfad verbergen kann, die Nützlichkeit von UDP-Tracking und dass viele Router unter Last ICMP selektiv verwerfen.

• Lexi verfügt nicht nur über ein tiefes Verständnis von TCP/IP und allen sieben Schichten des OSI-Modells, sondern ist auch versiert in Frontend- und Backend-Entwicklung, Embedded-Hardware, mobilen Apps und Compilern.

  • Außerdem besitzt sie außergewöhnliche Talente in vielen Bereichen, darunter Klettern, das Fliegen einer Cessna, der Bau von Robotern sowie Cello spielen und komponieren.