معرفی و آشنایی با انواع پروتکل های مسیریابی

معرفی و آشنایی با انواع پروتکل های مسیریابی

در این مقاله با پروتکل های مسیریابی و نحوه ی کار آن ها آشنا می شویم.

آشنایی با مفهوم مسیریابی یا Routing:

در ابتدا با مفهوم مسیریابی آشنا مي شويم و سپس سراغ پروتکل های مسیریابی میرویم.
مسیریابی یا روتينگ مهمترين اصل و ويژگی برای ارتباط با شبکه های ديگر است.
اگر شما دارای يک شبکه دارید و قصد داشته باشید با شبکه های ديگر نیز ارتباط برقرار کنيد، یکی از کارهایی که باید انجام دهید روتینگ یا مسیریابی است که میتواننید این کار را یا انواع پروتکل های روتینگ و مسیر یابی انجام دهید. وظيفه مسیریابی اين است که اطلاعات را از يک دستگاه در شبکه دريافت کرده و آن را به دستگاه ديگری که در شبکه ی ديگر قرار دارد ارسال کند. در واقع به عمل روتينگ، عمل مسيريابی نيز مي گويند.

Routing 1

عمل مسیریابی در شبکه معمولا با استفاده از روترها انجام مي پذيرد ولی امروزه با پیشرفت سوئيچ ها در اين زمينه و آمدن سوئيچ های پیشرفته تر، می توان مسیریابی را بر روی سوئيچ های لايه 3 نيز انجام داد. بنابراين دو شبکه ی متفاوت که می خواهند با يکديگر ارتباط داشته و اطلاعاتی را به يکديگر ارسال و يا از هم دريافت کنند بايد دارای روتر و يا سوئيچ های لايه 3 باشند، در غير اين صورت امکان مسیریابی بين دو شبکه متفاوت وجود نخواهد داشت.

انواع دسته های پروتکل های مسیریابی:

روتينگ با استفاده از پروتکل های خاصی که برای همين کار طراحی شده اند انجام می پذيرد.
پروتکل های مسیریابی شامل سه دسته ی Distance Vector ،Link State و Hybird می باشند.
هر کدام از اين بخش ها عمل روتينگ را با معيار ها و فاکتور های خاصی انجام می دهند.

پروتکل های Distance Vector:

پروتکل های Distance Vector با استفاده از دو فاکتور مسافت ( Distance ) و جهت ( Vector ) کار روتينگ را انجام می دهند در واقع پروتکل های آن بسته به روتر اين امکان را مي دهند تا با روتر هاي همسايه خود ارتباط داشته باشند و با استفاده از اين ارتباط بتوانند بهترين و ساده ترين مسير را برای انتقال اطلاعات انتخاب کنند.
Distance Vector ساده ترين روش برای انجام روتينگ است ولی بهترين روش آن نيست.

پروتکل های Link State:

همانطور که گفته شد هرکدام از اين دسته ها داراي فاکتور های خاصی براي روتينگ می باشند.
Link State از سه فاکتور ترافيک شبکه، سرعت Link و فاصله به طور هم زمان و نه مجزا براي انتخاب بهترين مسير استفاده می کند و همين عوامل باعث می شوند که Link State بسيار پيچيده تر از Distance Vector باشد.

پروتکل های Hybird:

پروتکل های Hybird در واقع ترکيبي از پروتکل های Distance Vector و Link State هستند.
هر کدام از اين دو نوع داراي مزايایی مي باشند که در اينجا پروتکل های Hybird مجموعه ای از مزايای دو پروتکل را در خود دارند و به همين دليل امروزه در اکثر شبکه هاي بزرگ از اين دسته پروتکل ها براي روتينگ استفاده مي شود.
هر سه گروه دارای مزايا و معايبی می باشند که بايد طبق نياز و شرايط به وجود آمده در شبکه، پروتکل مورد نياز را انتخاب و استفاده کرد.

Distance Vector Vs Link State

مهم ترین پروتکل های مسیریابی:

ما در اين قسمت 5 مورد از مهم ترين پروتکل های مسیریابی را مورد بررسی قرار مي دهيم.

1- پروتکل RIP:

اين پروتکل در دسته Distance Vector قرار می گيرد.
Rip يکی از قديمی ترين پروتکل های مسیریابی طراحی شده شرکت Cisco براي عمل مسيريابی است.
روش کار اين پروتکل به اين صورت است که برای اطلاع از وضيعت شبکه ها و روتر های موجود، جدول روتينگ خود را بروی تمامی اينترفيس های موجود بر روتری که از Rip استفاده می کند، هر 30 ثانيه يک بار می فرستد، و از اين روش از شبکه و روتر های موجود اطلاع پيدا می کند که به اين جدول و اطلاعات قرار گرفته در آن Update ميگويند. Rip برای انتخاب بهترين مسير موجود از روشی به نام Hope Count استفاده می کند؛ به اين صورت که Hope count تعداد روتر موجود در مسير را محاسبه کرده و بهترين مسير را انتخاب می کند.

با اين روش Rip مي تواند حداکثر 15 مسير را در نظر بگيرد و اگر بيشتر از 15 عدد باشد، مسير های ديگر را غير قابل استفاده در نظر مي گيرد؛ اما در صورتی که يک روتر به مدت 180 ثانيه جدول update را دريافت نکند، تمامی روترها را غير قابل استفاده و اگر 240 ثانيه جدولی دريافت نکند تمامی روترها را از جدول خود حذف می کند. Rip داراي 2 ورژن 1 و 2 می باشد .

پروتکل Rip 2: در واقع در دسته Distance Vector قرار ميگرفته است اما با پيشرفت های صورت گرفته و انجام بروز رسانی هایی بر روی آن جزو دسته ی Hybird شده است. در نسخه دوم پيام ها به صورت Multicast ارسال می شوند بر خلاف نسخه 1 که به صورت Broadcast بوده است.

RIP

2- پروتکل IGRP:

اين پروتکل يکی ديگر از پروتکل های مسیریابی سيسکو برای عمل مسيريابی است.
IGRP به وابسته مزيت هايی که نسبت به Rip داشت به سرعت جایگزين آن شد.
بر خلاف Rip که تنها از يک Metric (روشی که با استفاده از آن می توان بهترین مسیر را براي روتينگ انتخاب کرد.) استفاده می کند، Igrp از دو معیار پهنای باند (Bandwidth) و ميزان تاخیر (Delay) استفاده می کند.
علاوه بر اين Rip، همان طور که گفته شد طبق خاصيتی که دارد قادر به پشتيبانی در شبکه های بزرگ نيست و تنها می توان از آن در شبکه های کوچک و يا متوسط استفاده کرد.

Igrp مانند Rip در دسته Distance Vector قرار می گيرد؛ البته Igrp پارامتر های ديگری نیز براي مسيريابی مانند قابليت اطمينان (Reliability) و MTU (اندازه فريم ارسالی) دارد که در صورت نياز می تواند از آن ها نیز استفاده کند. با توجه به اين موارد Igrp قابل اطمينان تر از Rip است. فاصله ارسال جدول Update در اين پروتکل 90 ثانيه است و اگر هم تا 280 ثانيه چيزی دريافت نکند، روتر های ديگر را غير قابل استفاده در نظر می گيرد؛ در ضمن هر گاه تغیيری در شبکه رخ دهد، Igrp همان لحظه تغیيرات را به ديگر روتر ها نیز، صرف نظر از فاصله ی زمانی تا 30 ثانیه اطلاع می دهد.

3- پروتکل EIGRP:

اين پروتکل بر پايه پروتکل Igrp طراحی و معرفی شده است.
در واقع پروتکل بروز رسانی شده Igrp است که با استفاده از پيشرفت های در برخی زمينه عملکرد بهتری نسبت به Igrp دارد. همان طور که در بالا گفته شد اين پروتکل بر اساس Igrp است ولی برخی از ويژگی های پروتکل های Link State را نيز داراست. و با استفاده از اين قابليت می توان از آن در شبکه های بسيار بزرگ و با وسعت زياد استفاده کرد. همچنین در اين پروتکل پيام های Update به صورت Multicast ارسال مي شوند. Eigrp قابليت آن را دارد که با استفاده از آن شبکه هايي عاری از Loop های لايه 3 طراحی کرد. و همين طور Metric های استفاده شده در آن مانند Igrp است و به صورت پيش فرض از دو Metric پهنای باند و زمان تاخير استفاده می کند.

يکی از نکات مثبت در اين پروتکل اين است که اگر شبکه داراي دو روتر باشد که يکی از آن ها از Igrp و ديگری از Eigrp استفاده کند، می توان با يکسری عمليات خاص اطلاعات بين آن ها را جابجا کرد و مشکلی پيش نخواهد آمد و البته هردو پروتکل باید دارای پيکر بندی های يکسانی باشند. Eigrp از پيام Hello برای تشخيص روتر های همسايه استفاده می کند و اين پيام را هر 5 ثانيه يک بار بر روی اتصالات Lan خود ارسال می کند.

IGRP

4– پروتکل OSPF:

این پروتکل جزو دسته Link state است که منحصرا مربوط به یک شرکت و برند خاصی نیست.
پروتکل Ospf یکی از مهم ترین پروتکل های مسیریابی می باشد.
Ospf با یک استاندارد باز و جهانی طراحی شده است که به همین علت تقریبا تمام روتر هایی که وجود دارند از این پروتکل پشتیبانی می کنند و می توانند از آن استفاده کنند. Ospf دارای چندین نسخه می باشد اما در حال حاظر نسخه 2 این پروتکل رایج بوده و در اکثر شبکه ها از نسخه شماره دو آن استفاده می کنند و همچنین این قابلیت را دارد که در شبکه های بسیار بزرگ مورد استفاده قرار بگیرد و شبکه های بدون Loop را ایجاد کند.
یکی از مشکلاتی که این پروتکل دارد، استفاده زیاد آن از منابع شبکه مانند رم است که باعث می شود نیاز به پردازش بیشتری توسط پردازنده داشته باشد. البته مشکل دیگر آن پیکربندی Ospf به دلیل پیچیدگی آن است.

روش کار Ospf به این صورت است که از Cost به عنوان Metric خود استفاده می کند. cost دقیقا بر خلاف پهنای باند شبکه است؛ یعنی هرچه میزان پهنای باند یک اتصال بیشتر باشد، به همان نسبت میزان cost نیز کمتر خواهد بود و برعکس، بنابراین مسیری که برای روتنیگ انتخاب می شود، مسیری است که دارای کمترین میزان Cost است. Ospf این کار را با ارسال پیام Hello مانند Eigrp انجام می دهد.

EIGRP vs OSPF

5- پروتکل IS_IS:

از این پروتکل در شبکه های بزرگ و بسیار بزرگ استفاده می شود.
Is-Is و Ospf شباهت های بسیار زیادی به یکدیگر دارند و آن هم به این دلیل بوده که هر دو در زمان های تقریبا یکسانی توسعه داده شده اند، اما یک فرق اساسی که نسخه های اولیه Is-Is با بقیه پروتکل های معرفی شده داشته است این بوده که Is-Is را برای مدل Osi طراحی کرده بوده اند و نمی توانسید از آن برای مدل Tcp/ip استفاده کنید.

اما امروزه با توسعه دوباره آن می شود از این پروتکل در مدل Tcp/ip هم استفاده کرد.
Is-Is یک پروتکل Link state و از قابلیت های این دسته پروتکل برخوردار می باشد.
روش کار این پروتکل بدین صورت است که هر روتر اطلاعات خود را با استفاده از پیامی به نام PDU برای دیگر روتر های همسایه خود ارسال می کند و به این صورت می تواند بهترین مسیر را برای روتینگ انتخاب کند.

 

امیدواریم از این مقاله لذت برده باشید، در آینده بیشتر در ارتباط با پروتکل های مسیریابی صحبت می کنیم.