مسیریابی چیست؟
مسیریابی یا روتینگ مهمترین اصل و ویژگی برای ارتباط با شبکه های دیگر است.
اگر شما قصد داشته باشید شبکه خودتان را با شبکه های دیگر ارتباط دهیر، یکی از کارهایی که باید انجام دهید روتینگ یا مسیریابی است که می تواننید این کار را یا انواع پروتکل های روتینگ و مسیر یابی انجام دهید.
وظیفه روتینگ این است که اطلاعات را از یک دستگاه در شبکه دریافت و آن را به دستگاه دیگری که در شبکه ی دیگر قرار دارد ارسال کند.
عمل مسیریابی شبکه معمولا با استفاده از روتر انجام می گیرد اما امروزه با پیشرفت سوئیچ ها و آمدن سوئیچ های پیشرفته تر، می توان مسیریابی را بر روی سوئیچ های لایه 3 نیز انجام داد.
بنابراین دو شبکه ی متفاوت که می خواهند با یکدیگر ارتباط داشته و اطلاعاتی را به یکدیگر ارسال یا دریافت کنند باید دارای روتر و یا سوئیچ های لایه 3 باشند، در غیر این صورت امکان مسیریابی بین دو شبکه متفاوت وجود نخواهد داشت.
بیشتر بخوانید: آیا امواج وای فای واقعا برای انسان مضر است؟
انواع دسته های پروتکل های روتینگ
روتینگ یا مسیریابی با استفاده از پروتکل های خاصی که برای همین کار طراحی شده اند انجام می پذیرد.
پروتکل های مسیریابی شامل سه دسته می باشند به نام های: Distance Vector ،Link State و Hybird
هر کدام از این بخش ها عمل مسیریابی را با معیارها و فاکتورهای خاصی انجام می دهند.
پروتکل های Link State:
پروتکل های Link State از سه فاکتور ترافیک شبکه، سرعت لینک و فاصله به طور هم زمان و نه مجزا برای انتخاب بهترین مسیر استفاده می کند و همین عوامل باعث می شوند که پروتکل های Link State بسیار پیچیده تر از پروتکل های Distance Vector باشد.
پروتکل های Distance Vector:
پروتکل های Distance Vector با استفاده از دو فاکتور مسافت ( Distance ) و جهت ( Vector ) کار مسیریابی را انجام می دهند در واقع پروتکل های آن بسته به روتر این امکان را می دهند تا با روتر های همسایه خود ارتباط داشته باشند و با استفاده از این ارتباط بتوانند بهترین و ساده ترین مسیر را برای انتقال اطلاعات انتخاب کنند.
ساده ترین روش برای انجام روتینگ Distance Vector است ولی بهترین روش آن نیست.
پروتکل های Hybird:
پروتکل های Hybird ترکیبی از پروتکل های Distance Vector و Link State هستند.
هر کدام از این دو نوع دارای مزایایی می باشند که در اینجا پروتکل های Hybird مجموعه ای از مزایای دو پروتکل را در خود دارند و به همین دلیل امروزه در اکثر شبکه های بزرگ از این دسته پروتکل ها برای روتینگ استفاده می شود.
با توجه به اینکه هر سه گروه پروتکل های مسیریابی دارای مزایا و معایبی می باشند، باید طبق نیاز و شرایط به وجود آمده در شبکه پروتکل مورد نیاز را انتخاب و استفاده کرد.
در ادامه معرفی پروتکل های مسیریابی در شبکه ، 5 مورد از مهمترین آن ها را شرح می دهیم.
همانطور که می دانیم روتر بر اساس آدرس مقصد ترافیک مسیریابی انجام می دهد. بدین معنی که وقتی ترافیکی را دریافت می کند، آدرس IP مقصد ترافیک دریافتی را چک می کند و با توجه به جدول مسیریابی و آدرس مقصد استخراج شده، مسیر خروجی و آدرس روتر بعدی را بدست می آید. البته تکنولوژی هایی همچون Policy Based Routing می تواند روتر را مجبور کند تا مسیریابی را بر اساس فیلدی غیر از آدرس مقصد انجام دهد که موضوع آن در فصل مجزایی از کتاب مورد بررسی قرار می گیرد.
وقتی روتر ترافیکی را دریافت می کند به ترتیب مراحل زیر اتفاق می افتد تا زمانی که ترافیک روی مسیر خروجی قرار گیرد:
- روتر فریم را دریافت می کند و FCS را چک می کند تا از عدم وجود خطا در فریم اطمینان حاصل نماید. در صورت وجود خطا، فریم را دور می اندازد و هیچ تلاش مضاعفی انجام نمی دهد
- در صورت عدم وجود خطا، با توجه به فیلد Type در هدر لایه 2، فریم را تحویل پروتکل لایه بالایی می دهد که ما فرض می کنیم ترافیک از نوع IP است. در این صورت هدر لایه 2 از ترافیک حذف می شود
- روتر با توجه به آدرس مقصد هدر IP و همچنین جدول مسیریابی روتر، مسیر خروجی را استخراج می کند.
- اینترفیس خروجی و آدرس روتر بعدی از جدول مسیریابی استخراج می شود. روتر با توجه به این اطلاعات و همچنین جدول Adjacency (مانند ARP) هدر لایه 2 جدید را می سازد و فریم ایجاد شده را آماده ارسال می نماید
- قبل از ایجاد فریم جدید از مقدار TTL در هدر IP یکی کم می کند. همچنین فیلد Checksum در هدر IP را مجددا محاسبه می کند.
- روتر فریم ایجاد شده نهایی را روی اینترفیس خروجی قرار می دهد.
مسیر Default
به مسیر 0.0.0.0/0 مسیر Default گفته می شود. با توجه به توضیحات بخش قبل و با توجه به Subnet Mask مسیر default که مقدار صفر دارد، این مسیر آخرین مسیری است که در جدول مسیریابی مورد پردازش قرار می گیرد. به عبارت دیگر اگر هیچ مسیر صریحی برای مقصد مشخصی در جدول مسیریابی تعریف نشده باشد، ترافیک از مسیر default ارسال خواهد شد. مثلا اگر ترافیکی را به مقصد سایت گوگل ارسال نمایید اما هیچ مسیری به شکل صریح برای مقصد گوگل روی جدول مسیریابی روتر تعریف نشده باشد، ترافیک از مسیر default ارسال خواهد شد.
مسیر Default کاربردهای زیادی دارد. اما اکنون به دو مورد از پرکاردترین موارد استفاده از مسیر Default اشاره می کنیم. اول اینکه مسیر Default روی روتر مرزی هر سازمانی به سمت اینترنت و یا ISP اشاره می کند و همچنین مسیر Default روترهای داخلی سازمان روتر مرزی سازمان است. بدین ترتیب نیازی نیست برای همه مقصد های اینترنت روی جدول مسیریابی روترهای سازمان، مسیری مجزا ایجاد نماییم.
در کاربرد دوم باید گفت که یکی از معمول ترین توپولوژی های ارتباطی بین شعب و دفتر مرکزی سازمان های بزرگ، توپولوژی Hub-and-Spoke است که در آن همه شعب فقط با دفتر مرکزی ارتباط برقرار می کنند و ارتباط بین شعب فقط از طریق دفتر مرکزی امکان پذیر می شود. در چنین شرایطی مسیر Default در روترهای شعب به دفتر مرکزی اشاره می کند و ضرورتی ندارد برای تک تک آدرس های شعب، مسیر مجزایی روی روتر های شعب ایجاد گردد. در چنین شرایطی هر ترافیکی که بخواهد از شعبه خارج شود، با مسیر default به دفتر مرکزی ارسال خواهد شد.