Table of Contents

دور النظم المستقلة ذاتياً وأجهزة التشغيل المتمرّنة في تعزيز قدرة شبكات البنية التحتية الحرجة على التكيف

إن شبكات الهياكل الأساسية الدفاعية الحيوية - مثل شبكات الطاقة، وشبكات النقل، وشبكات الإمداد بالمياه، ودعم الاتصالات - تشكل الأساس التنفيذي للمجتمعات الحديثة، وسير عملها دون انقطاع أمر أساسي للأمن الوطني، والاستقرار الاقتصادي، والسلامة العامة، وفي السنوات الأخيرة، فإن تواتر وتطور الهجمات الإلكترونية، والكوارث الطبيعية، والإخفاقات التقنية، قد أبرزت الحاجة الملحة إلى جعل هذه الشبكات قادرة على التكيف.

ما هي الأنظمة المستقلة وخدمة الرماية؟

ونظام الحكم الذاتي هو مجموعة من شبكات وموجهات الملكية الدولية تحت سيطرة كيان إداري واحد يقدم سياسة مشتركة لتحديد المسارات إلى شبكة الإنترنت، وكل نظام آلي مستقل من نظام الحكم الآلي، يعمل كمحدد له في بروتوكول بوابة الحدود، وتشمل الأمثلة المشتركة شبكة مورد خدمات الإنترنت، أو معسكر جامعي كبير، أو

ويُعدّ جهازاً أو تطبيقاً برمجياً متخصصاً يُركز ويُحدّد القرارات على الوجه الأمثل داخل النظم المستقلة أو فيما بينها، وعلى عكس الجهات التقليدية التي تدير نظام بي جي بي بي، تقوم دائرة نظم السجلات بجمع المعلومات من أقران متعددين، وتطبق سياسة موحدة، وتوزع أفضل القرارات على أجهزة توجيه الاتصال، مما يقلل من النفقات الإدارية العامة ويحسن سرعة التقارب، ويمكّن من زيادة الرقابة على حركة المرور.

والتآزر بين نظام المحاسبة البيئية ونظام النتائج أمر حاسم: إذ يوفر نظام المحاسبة الإطار الإداري والسياساتي، بينما يتولى نظام السجلات والمحفوظات معالجة المسارات الدينامية والحقيقية للبيانات، ويشكلان معاً نسيجاً مرناً قادر على استيعاب الصدمات والحفاظ على القدرة على الاتصال تحت الضغط.

لماذا مسائل المرونة في البنية التحتية الحرجة

فالوصول إلى القدرة على التنبؤ بجهاز ما، والتحمل، والتكيف، والانتعاش السريع من التعطلات، إذ أن هذا لا يتجاوز مجرد توافر الهياكل الأساسية الحيوية، ويجب أن تكون شبكة مرنة:

  • Redundant] - having multiple, diverse paths for data so that no single point of failure can bring down the whole system.
  • Secure] - able to detect and mitigate malicious routing events such as BGP hijacks, route leaks, or denial-of-service (DoS) attacks.
  • Adaptable] - capable of dynamically rerouting traffic in response to changing conditions, whether from cyber incidents, physical damage, or load spikes.
  • Manageable] – allowing administrators to enforce consistent policies across a large, distributed network without manual intervention.

ويعالج موظفو النظم المستقلة وأجهزة التشغيل الآلي كل من هذه المتطلبات مباشرة، إذ يمكن للمشغلين، عن طريق تقسيم الشبكة إلى مجالات متماسكة في مجال النظام الآلي لتجهيز البيانات وتزويدهم بالمعدات باستخدام نظام RS الذكية، أن يبنيوا دفاعا متعدد المستويات يحافظ على الخدمات الأساسية على الإنترنت حتى عندما تتعرض أجزاء من البنية التحتية للخطر.

فعلى سبيل المثال، أثناء انقطاع الكهرباء الرئيسي الذي يفصل مركز البيانات الرئيسي، يمكن لجهاز التكييف مع أقران متعددين في أعلى المجرى، وجهاز تسجيل مصمم بشكل سليم أن ينتقل على الفور إلى الطرق النشطة المتبقية، التي كثيرا ما لا يمكن أن يقطعها أي مستعملون نهائيون، وهذه القدرة أكثر فعالية بكثير من الاعتماد على جداول المسارات الثابتة أو إجراءات الفشل اليدوي، التي يمكن أن تستغرق دقائق أو حتى ساعات لتنفيذها.

How AS and RS Enhance Redundancy and Fault Tolerance

التنوع المتعدد الجوانب من خلال التصفح

ومن بين تقنيات المرونة الأولية التي يتيحها نظام التكيف الهيكلي multi-homing] - ربط شبكة حرجة بمقدمين أو أكثر من مقدمي الخدمات، وكل اتصال من هذه الاتصالات في المراحل الأولى يعود إلى نظام آسيوي مختلف، مما يخلق تنوعاً في المسار على شبكة الإنترنت، وإذا كان أحد نظام المعلومات الإدارية المتكامل يعاني من فشل في استخدام الغازات الخماسية أو من قطع الألياف، فإن سياسة السير في مسارات (ال من قبل سحبها)

وبالإضافة إلى ذلك، يشارك العديد من مشغلي الهياكل الأساسية الحيوية في نقاط التبادل على شبكة الإنترنت حيث يتنبأون بمضاعفات متعددة مباشرة، ويبسط نظام RS في برنامج " تاسعاً " هذا العمل بالتصرف كخادم طرق يجمع جداول برنامج العمل العالمي من جميع المشاركين ويوزع وجهة نظر متسقة، ويلغي الحاجة إلى تنظيم دورات النظراء مع كل عضو آخر، ويقلل هذا العامل بدرجة كبيرة من تعقيد بناء قدرة على التكيف فيما بين الأطراف.

التقارب السريع مع بي جي بي إس و آر إس

ويمكن أن يكون التقارب بين الجنسين - الوقت الذي يستغرقه الأمر بالنسبة للموجهين للاتفاق على طرق جديدة بعد أن كان الفشل بطيئاً تاريخياً، ويستغرق في كثير من الأحيان عشرات ثوان أو أكثر، وفي البنية الأساسية الحرجة، يمكن أن يكون هذا التأخير غير مقبول، ويحسن العاملون سرعة التقارب من خلال الحاسب الآلي على المسارات الاحتياطية واستخدام تقنيات مثل التليفزيون الثنائي الفينيل المتعدد الأطراف (الثبات المستقلة) أو الكميات الجاهزة الجاهزة.

وعلاوة على ذلك، فإن نشر نظام RS بوصفه مخاً مركزياً داخل نظام تقييم الأداء يسمح بوضع سياسات متطورة للفشل، مثلاً يمكن تشكيل نظام RS على نحو أفضل الطرق التي تتجنب المناطق الجغرافية المعروفة بأنها عرضة للكوارث الطبيعية أو التحول تلقائياً إلى مسارات الأنفاق المشفرة إذا تم اكتشاف هجوم على الطريق الرئيسي، وهذه القدرة الاستباقية على التكيف هي علامة بارزة على هندسة القدرة على التكيف الحديثة.

التحسينات الأمنية من خلال نظام المحاسبة الآلي ونظام RS

Defending Against BGP Hijacks

ولا يزال اختطاف شركة بي جي بي من أخطر التهديدات التي تتعرض لها طريق الإنترنت، إذ يعلن المهاجم عن نقطة الأوصاف التي تعود إلى هيئة أخرى، ويحول حركة المرور إلى بنية تحتية خبيثة، وشبكات الهياكل الأساسية الحرجة هي أهداف رئيسية لأنها تحمل بيانات حساسة أو تتحكم في حركة المرور، ويمكن أن يتيح الخاطف للخصوم اعتراض الاتصالات أو إطلاق هجمات على يد رجال في المنتصف أو مجرد تعطيل الخدمة.

ويمكن للنظم المستقلة أن تدافع عن الخاطفين باستخدام نظام RPKI (المصدر الرئيسي للهياكل الأساسية)، الذي يصادق بشكل مبدئي على أن نظاماً للتأمين يسمح بإعلان نقطة البداية، وعندما يقترن ذلك بموظف رغوة يقوم على التحقق من المنشأ القائم على أساس نظام RPKI، يُرفض تلقائياً أي إعلان غير مشروع للطرق قبل أن يؤثر على الشبكة، بالإضافة إلى ذلك، يمكن برمجة نظام RS من أجل تنفيذ نظام " BGP Flowspec "

Mitigating DDoS Attacks with RS-Driven Blackholing

ويمكن لهجمات نفي الخدمة التي توزعت أن تحجب شبكات الهياكل الأساسية الحيوية عن طريق إغراقها بحركة غير مرغوب فيها، وتتمثل تقنية التخفيف المشتركة في قصف دوس، حيث تسقط حركة المرور الموجهة إلى عنوان الضحية من IP على حافة الشبكة، ويعجل موظف استطلاع هذه العملية بالسماح للمشغلين بضرب طريق واحد مع محرك خاص " الثور " الذي يحصد فيه الثواني.

كما يدعم العديد من عمليات تنفيذ نظام الرصد الإقليمي المزيد من الضوابط الرعوية، مثل القذف الانتقائي القائم على أساس المصدر أو الموقع الجغرافي، مما يتيح الدفاع المستهدف دون ضرر جانبي، وبالنسبة للبنية التحتية الحرجة، حيث يكون توافرها في المقام الأول، فإن السود المدفوع بدافع RS هو عنصر معياري في هيكل أمني مطبق.

استراتيجيات تنفيذ نظام المحاسبة البيئية - الاقتصادية ونظام RS في الهياكل الأساسية الحرجة

ويتطلب نشر نظام المحاسبة البيئية ونظام RS بفعالية نهجاً منهجياً يتجاوز مجرد شراء المعدات، ويجب على المنظمات المسؤولة عن الهياكل الأساسية الحيوية أن تضع خطة شاملة لمرونة المسارات، كما أن الاستراتيجيات العملية المستمدة من أفضل الممارسات في هذا المجال.

1 - تصميم هيكل هرمي

وينبغي تقسيم شبكات الهياكل الأساسية الحيوية الكبيرة إلى عدة نظم معتمدة على أساس الوظيفة أو الجغرافيا أو التصنيف الأمني، فعلى سبيل المثال، قد يكون لدى شركة المرافق العامة جهازاً واحداً من نوع " آس " لشبكة مراقبة تكنولوجيا العمليات، وشبكة أخرى لتكنولوجيا المعلومات المؤسسية، وشبكة أخرى لخدمات تثبيت العملاء، وهذا الفصل يحد من نطاق الانفجار: لا يزال انقطاع في نظام آسيوموار (مثلاً، هجوماً على الفدية) يؤدي تلقائياً إلى فرض قيود صارمة على السياسات العامة.

2 - نشر موظفي خدمات الإنقاذ في المواقع العكسية

ومن نقاط الفشل الوحيدة في هذا الصدد، إذ ينبغي أن تستخدم النشرات الحرجة على الأقل حالتين متطابقتين وظيفياً من نظام RS، مثاليتين في مراكز بيانات مستقلة جغرافياً ذات وصلات مستقلة للطاقة وشبكات، ويمكن لهذه النظم أن تعمل بطريقة فعالة أو نشطة، ويجب عليها أن تتزامن مع وضعها من خلال بروتوكول مثل دورة شركة BGP، أو أن تكفل دائماً عقد دورات توجيهية قائمة على الملكية أو آلية اتصال مباشرة.

3 - تنفيذ رصد الوقت الحقيقي والطرق الآلية

ومن الضروري توخي المرونة، وينبغي لمشغلي الشبكة أن ينشروا أدوات لرصد حجم طاولة برنامج التدريب على النتائج، وربط الاستقرار، وتبريد الرؤية، والربط بين الاستخدام، وعندما يكتشف وجود شبهة - مثل الاختفاء المفاجئ لمرحلة ما قبل الضرورة أو التسرع في حالة الطوارئ - ينبغي أن تؤدي عملية إعادة التوجيه تلقائيا إلى مسار احتياطي محدد سلفا، وهذا يتطلب تشكيلا دقيقا لمجتمعات بي جي بي وقيم محلية تفضيلية.

4 - إقامة تعاون بين مديري البرامج

ويعتمد العديد من شبكات البنية التحتية الحيوية على الاتفاقات الخارجية (مثلاً، مقدمي خدمات الإنترنت، ومقدمي السحب) للربط، ويعزز من القدرة على الصمود عندما يقوم المسؤولون عن مختلف المنظمات بتنسيق سياسات تحديد المسارات، وتبادل المعلومات الاستخباراتية عن التهديدات، والاتفاق على إجراءات الفشل، وتوفر منتديات الصناعة مثل مبادرة " مارلين " (المبادئ المتفق عليها اتفاقاً دائماً بشأن الأمن) إطاراً لهذا التعاون.

5 - إجراء مراجعة الحسابات والتمارين المنتظمة

(ب) ينبغي للفريق الذي يدير النظام الآلي للبيانات الجمركية ونظام RS أن يقوم بعمليات مراجعة فصلية لتشكيلات بي جي بي، وصلاحية إدارة عمليات حفظ السلام، وسياسات نظام RPKI، كما أن عمليات التعبئة التي تحفّز اختطافات شركة BGP، أو إخفاقات نظام المعلومات الإدارية المتكامل، أو تحطمات نظام RS تساعد على كشف نقاط الضعف، مثلاً، تفكيك وصلة واحدة من أعلى المجرى، ومراقبة سرعة تطابقات القائمة بين نظام RS وبين مسارات البديلة يمكن أن تكشف عن وجود مواضع.

دراسة حالة: تطبيق نظام تقييم الأداء وتقييم التنفيذ على نظام الحكم الرشيد وعلى نظام RS Resilience إلى نظام Smart Grid

(ج) النظر في جدوى كهربائية إقليمية تعمل على شبكة ذكية تربط آلاف أجهزة الاستشعار ووحدات المحطات الطرفية النائية ومراقبي المرافق الفرعية، ويجب أن تظل شبكة الاتصالات بالشبكة عاملة حتى لو تضررت أجزاء من نظام الطاقة بواسطة عاصفة أو كومة إلكترونية، وتنشر هذه المرافق جلساتها الخاصة بها (AS65001) مع دورتين من نوع BGP إلى مركزين مختلفين من مراكز الاتصالات الدولية.

وخلال حادث إلكتروني محاكا، يحاول المهاجم الإعلان عن عملية تحديد موقع " بي جي بي بي " (خطف) أكثر تحديداً لشبكة مراقبة المرافق، وتتم تشكيل نظام RS مع عملية التحقق من صحة نظام RPKI، ويرفض فوراً الاختطاف لأن الرقم القياسي لشبكة المعلومات الأساسية لا يضاهي الترخيص المشفوع بالبريد، وفي الوقت نفسه، يرى نظام المراقبة الداخلية أن الرابط الأساسي للشبكة يعاد تشكيلهون تلقائياً.

ويوضح هذا السيناريو كيف أن نظام المحاسبة ونظام RS، عند تنفيذه على النحو السليم، يوفران أساساً للربط المرن يستوعب أنواعاً متعددة من التعطلات في آن واحد، وتنطبق المبادئ نفسها على محطات معالجة المياه وشبكات الإشارة بالسكك الحديدية ونظم الرعاية الصحية التي لا يمكن التفاوض بشأنها بشأن سلامة البيانات وتوافرها.

خاتمة

إن النظم المستقلة ذاتياً وسيرفر السقف ليست مجرد عناصر للهياكل الأساسية للإنترنت؛ فهي أدوات أساسية لبناء القدرة على التكيف في الشبكات الحرجة التي تدعم الحياة الحديثة، ومن خلال تمكين شبكات إعادة التقارب المتعددة الجنسيات، والتقارب السريع، وآليات أمنية قوية مثل نظام RPKI وFlowspec وA وRS تسمح للمشغلين بالاستمرار في تقديم الخدمات حتى في مواجهة الهجمات الإلكترونية المتطورة، أو فشل المعدات، أو الكوارث الطبيعية.

For further reading on routing security best practices, consult the MANRS initiative and the RPKI deployment guide from NIST. Organizations planning to deploy Routing Servers may benefit from the