Blog

پروتکل های مسیریابی

تیر 5, 1401 ghafarirad by دسته‌بندی نشده in

یک روترباتوجه به وظیفه ای که به آن داده شده است باید اطلاعات کافی برای مسیرهای که قصد فرستادن اطلاعات به آنها را دارد داشته باشد یعنی باید بطور ساده یک روتر زمانی که یک بسته را از روی یک اینترفیس ورودی خود دریافت کرد و پس از آن آدرس مقصد را در داخل بسته پیدا کرد و با توجه به اطلاعات موجود در جدول مسیریابی خود باید بتواند بسته مورد نظر را به اینترفیس خروجی  خود که در جدول مسیریابی مشخض شده است تحویل دهد . برای حل این موضوع یک روتر باید اطلاعات کافی در مورد اینکه چه آدرسهای را درشبکه به آنها دست رسی دارد داشته باشد که از سه طریق می تواند این اطلاعات را به دست بیاورد.

1. ازطریق تنظیمات IP Address در هر اینترفیس  که این نوع تنظیمات به صورت Directly Connected  در جدول مسیریابی روتر مشخص می شود
2. از طریق تنظیمات Static Route & Default Route
3. از طریق Routing Protocol

با توجه به اینکه درشبکه های بزرگ  امکان استفاده از Static Route  نیز وجود دارد ولی به دلایلی مانند اینکه یک تغییرکوچک درشبکه نیازمند انجام تنظیمات دوباره می باشد  و هم چنین زمان همگرایی (Convergence Time)  درشبکه ها بسیارمهم می باشد توصیه می گردد که از پروتکل های مسیریابی (Routing Protocol)  در شبکه ها استفاده گردد.یرای استفاده از پروتکل های مسیریابی ابتدا لازم است بایک سری ازمفاهیم آشناشویم مفاهیمی مانند: Routed Protocol & Routable Protocol  Routing Protocol

• Routed Protocol : مجموعه ای ازپیامها ، قوانین ، الگوریتمها که توسط روتر ویا سوئیچهای (Layer 3 ) برای یادگیری و به اشتراک گذاشتن جدول های مسیریابی مورد استفاده قرارمیگیرند گفته می شود .وظیفه هر روتر انتخاب بهترین مسیر و اضافه کردن آن به جدول مسیریابی می باشد که می توان به  پروتکل های فوق  اشاره کرد :RIP, EIGRP,OُSPF,IS-IS
• Routable Protocol & Routed Protocol: هردوی این مفهوم ها به پروتکل های اشاره می کنند که وظیفه آنها مشخص کردن ساختار بسته ها (Packet) و همچنین مشخص کردن آدرسهای منطقی (Logical IP Address) می باشد و به یک روتراین اجازه رامی دهند که بتواند عمل مسیریابی رابرای بسته ها انجام دهند. یک روترمی تواند بسته های راکه توسط Routed & Routable Protocol  مشخص شده اند را به مقصد های مورد نظر راهنمایی کند .  معروفترین پروتکل های Routed & Routable Protocol  می توان به IPv4 , IPv6  اشاره کرد.

وظایف پروتکل های مسیریابی

• یادگیری اطلاعات جدول مسیریابی (IP Subnet) ازروترهای مجاور
• اعلان اطلاعات جدول مسیریابی(IP Subnet) به روترهای مجاور
• تصمیم گیری در زمانی که به یک مقصد مشخص چند مسیر خروجی موجود دارد یک روترباید بتوانند بهترین مسیر را انتخاب کند
• درزمانی که تغییراتی درتوپولوژی یا ساختار شبکه به وجود می آید (بطورمثال یک اینترفیس روتر به هر دلیلی از دسترس خارج  یا مدیرشبکه تغییراتی در آدرس ها ایجاد می کند )باید بتوانند تغییرات راسریع به روترهای مجاور خود اعلام کند .

Convergence Time

زمانی که درشبکه به هر دلیلی تغییراتی ایجاد می شود ، تمام روترهای  درشبکه باید بتوانند در کوتاه ترین زمان  ممکنه از این تغییرات اطلاع پیدا کرده  تا  بتواند از ایجاد حلقه (LOOP) درشبکه جلوگیری کنند و همچنین بتوانند از مسیرهای جایگزین درشبکه استفاده کنند .

Metric

هرپروتکل مسیریابی درشبکه باید بتواند بهترین مسیر را تا یک IP Subnet  انتخاب نماید که این انتخاب براساس مفهمومی به نام Metric  می باشد . بطورمثال یک پروتکل مسیریابی مانند RIP  براساس  مفهمومی بنام HOP  Count  می باشد که عبارت است از تعداد روترهای بین مبدا تا مقصد  که در حقیقت کوتاه ترین مسیر تا مقصد می باشد و از طرفی پروتکلی مانند OSPF   بر اساس میزان پهنای باند  بین هر روتر  بهترین مسیر را انتخاب می کند که به اصلاح Metric  آن براساس Cost    می باشد.

انتخاب پروتکل های مسیریاب (Routing Protocol)

برای انتخاب پروتکال های مسیریابی باید به موارد زیر توجه کنیم

• مقیاس پذیری (Scalability) : به عندوان مثال یک پروتکل مسیریابی مانند Routing Information Protocol )RIP) حداکثر تا 15 عدد روتر درطول یک مسیررامی توانند پشتیبانی کند .
• قابلیت همکاری دستگاهای شبکه با برندهای مختلف (Vendor Interoperability) :بایدبه اینکه توجه کرد یک پروتکل مسیریابی مانند Enhanced Interior Routing Protocol )EIGRP) تا ابتدای سال 2013 فقط  منوط به استفاد در سوئیچها و روترهای برند سیسکو(Cisco) بود و بعدازاین سال بصورت همگانی انتشارگردیده .
• آشنای کارکنان IT با پروتکل مسیریابی : پرسنل شبکه شما اطلاعات کافی درمورد پروتکل های مسیریابی دارند و اینکه راه اندازی ، پیداکردن مشکلات و نگهداری از کدام پروتکل مسیریابی برای کارکنان شما آسان ترمی باشد.
• سرعت همگرایی (Convergence Time) : در حقیقت سرعت به روز رسانی اطلاعات درشبکه زمانی که تغییراتی درشبکه ایجاد می شود از نکات بسیارمهم درشبکه می باشد که درحقیقت فرق بین Static Route & Routing Protocol ها درهمین موضوع می باشد که زمانی که درشبکه تغییراتی ایجاد می شود مدیرشبکه درحالت Static Route باید کلیه اطلاعات رابصورت دستی درشبکه به روز رسانی کند که این به روز رسانی بستگی به اندازه شبکه دارد و همچنین مسئله سرعت همگرایی در پروتکل های مسیریابی نیز متفاوت است  به عنوان مثال پروتکل مسیریابی مانند RIP  سرعت پائین تری نسبت به یک پروتکل مانند OSPF  دارد .
• توانای انجام خلاصه سازی آدرسهای منطقی (Capability Of Route Summarization) : روترهای که در هسته (Core)  شبکه های بزرگ قراردارند دارای یک جدول مسیریابی (Routing Table)  بسیاربزرگ می باشند که زمانی که یک بسته به این روتر واردمی شود روترباید این جدول مسیریابی را بصورت کامل پالایش کند تا بتواند آدرس مقصد را برای بسته مشخص کند و درغیراینصورت اگربسته  با آدرسی در جدول مسیریابی منطبق نگردید باید بسته را دوربیندازد (Discard)  که انجام این عملیات باعث استفاده ازمنابع در روتر (CPU,RAM,….) وغیرمی گردد . برای حل این مشکل یک  روترباید بتواند زمانی که قصد ارسال اطلاعات جدول مسیریابی خود رادارد این اطلاعات رابه صورت خلاصه ارسال نماید ولی ذکراین نکته هم الازمی است که پروتکل های مسیریاب به روش خاص خود  عمل خلاصه سازی را انجام می دهد .به طور خلاصه Network Summarization  عبارت است ازخلاصه سازی مجموهه از آدرسهادرقالب یک آدرس تنها .

و همچنین پروتکل هالی مسیریابی باید قابلیت Variable Length Mask subnet  راداشته باشند که براساس این قابلیت پروتکل های مسیریابی ما به دودسته ClassFull Routing Protocol , Classless Routing Protocol  تقسیم می گردند . در مدل Classless Routing Protocol  قابلیت پشتیبانی از Variable Length Subnet Mask)VLSM)  را دارند که باعث می شود هنگامی که پروتکل های مسیریابی قصد ارسال بسته های به روزرسانی خود را دارند Subnet Mask  مربوط به هر IP  را در پیغامهای خود ارسال کنند و لی در مدل ClassFull Routing Protocol  پروتکل های مسیریابی Subnet Mask  مربوط را براساس قسمت اول (octet)    مربوط به IP Address  ارسال می کنند . به عنوان مثال IP Address 10.10.10.0/24  را درنظربگیرید Subnet Mask  این IP  برابر با  255.255.255.0 یا /24    می باشد ولی اگز پروتکل مسیریابی ما براساس ClassFull IP Routing Protocol  باشد  Subnet Mask  را 255 یا /8   در پیغامهای خود ارسال می کند  به دلیل اینکه ما از یک IP Address  در محدود کلاس A استفاده کردیم که بصورت پیش فرض Subnet Mask  آن برابر با 255.0.0.0  می باشد .

• پروتکل های مسیریاب داخلی و خارجی : ابتدا باید با مفهمومی به نام Autonomous System)AS Number)  آشنا شویم  که بصورت ساده عبارت است شبکه های که تحت کنترل یک مدیریت واحد و مرکزی کنترل می شوند . بطورمثال شبکه ای سازمان شما تا لبه خروجی شبکه ( به طرف اینترنت) یک AS  جدامی باشد که تحت مدیرت شما قرار دارد که تمام سیاستهای سازمانی شما در آن پیاده سازی شده است . زمانی که بخواهیم یک پروتکل مسیریابی راانتخاب کنیم بایدبه این نکته توجه کنیم که آیا این پروتکل مسیریابی برای داخل سازمان ما استفاده خواهد شد یا اینکه برای تبادل اطلاعات بین مسیریابهای مختلف که خارج ازدسترس شما  و درکنترل شمانیستند مورداستفاده قرارمی گیرند . به صورت کلی پروتکل های مسیریابی به دودسته تقسیم می گردند :

1. پروتکل های مسیریابی داخلی (Interior Gateway Protocol )  : وظیف این پروتکل ها تبادل اطلاعات دریک دامنه مشخص می باشد  مانند RIP,EIGRP,OSPF,IS-ID
2. پروتکل های مسیریابی خارجی (Exterior Gateway Protocol) : وظیفه این پروتکل ها تبادل اطلاعات بین دو دامنه مختلف می باشد  . بطور مثال ارتباط شما با شرکت فراهم کننده اینترنت Internet Service Provider (ISP) و تنها پروتکل برای این منظور Border Gateway Protocol (BGP) می باشد.