آشنایی با انواع پروتکل های روتینگ

مقدمه

پروتکل های مسیریابی نحوه ارتباط روترها با یکدیگر را برای اشتراک گذاری اطلاعات که به آنها امکان انتخاب مسیرهای بین node های شبکه رایانه را می دهد، مشخص می کند. روتر ها وظیفه هدایت ترافیک در اینترنت را بر عهده دارند. Data packet ها (بسته های داده) در شبکه های اینترنت از طریق روتری به روتر دیگر حرکت می کنند تا به دستگاه (کامپیوتر) مقصد خود برسند.
الگوریتم های مسیریابی انتخاب مسیر خاص برای هدایت بسته ها در مسیر را تعیین می کند. به فرآیند انتخاب بهترین مسیر در بین روتر هایی که در شبکه قرار دارند مسیریابی گفته می شود. شبکه های مختلف برای اینکه بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند به روتینگ (مسریابی) نیازمندند که به وسیله پروتکل های روتینگ این کار را انجام میدهند.

انواع پروتکل‌های روتینگ

به طور کلی پروتکل های روتینگ به سه دسته Distance Vector، Link state و hybrid تقسیم می شوند که در ادامه به توضیح آنها می پردازیم.
1) Distance Vector: پروتکل های distance vector بر اساس دو اصل بردار (vector) و مسافت (distance) عملیات روتینگ را انجام می دهد و به هرکدام از روتر ها این اجازه را می دهند که اطلاعات خود را با روتر های مجاور خود به اشتراک بگذارند که اطلاعات را با استفاده از پهنای باند زیاد و در فواصل زمانی مشخص منتشر میکنند و به کندی همگرا می شوند. ایراد این پروتکل این است که اگر روتری از مسیر خارج شود هرکدام از روتر ها باید جدول مسیریابی خود را بروزرسانی کنند و به همسایه مستقیم خود اطلاع دهند که این کار میتواند زمانبر باشد. این پروتکل از subnet mask های ثابت استفاده میکنند و مقیاس پذیر نیستند.
2) Link state: این پروتکل هم زمان از 3 فاکتور سرعت لینک، فاصله و ترافیک شبکه برای انتخاب بهترین مسیر استفاده میکنند. ار آنجایی که در این پروتکل روتر ها در زمان بروز تغییر تنها تغییرات را به اشتراک می گذارند باعث افزایش سرعت می شوند. در این پروتکل از چندین subnet mask استفاده می شود و همچنین مقیاس پذیر هستند و سرعت بیشتری دارند.
3) Hybrid: در پروتکل های Hybrid از بهترین قسمت های دو پروتکل قبلی یعنی Distance vector و Link state استفاده شده.
4) Path-Vector: نوع دیگری از پروتکل های مسیریابی می باشد که اطلاعات مسیر را به صورت dynamic (پویا) بروزرسانی می شوند را حفظ میکند.

IGRP

IGRP مخفف Interior Gateway Routing Protocol میباشد و پروتکلی از نوع distance vector میباشد و در تجهیزات سیسکو در شبکه های کوچک و متوسط استفاده می شود. این پروتکل از 100 هاپ پشتیبانی کرده و اطلاعات را هر 90 ثانیه یکبار مخابره میکند.  ویژگی های IGRP در ادامه آمده است. این پروتکل همچنین میتواند پروتکل های IP، IPX، Decnet و Appletalk را مسیریابی ‌کند. در این پروتکل از subnet mask های ثابت استفاده میشود که تقسیم کار (load balancing) را در 6 مسیر برابر یا نابرابر انجام میدهد.

 EIGRP

EIGRP مخفف عبارت Enhanced Interior Gateway Routing Protocol میباشد و در حقیقت مدل بهبود یافته IGRP که با 255 هاپ کار می کند و یک پروتکل پیشرفته‌ی Distance Vector است. EIGRP یک پروتکل Hybrid است که توسط سیسکو طراحی شده و در اکثر سیستم های سیسکو استفاده می شود. به واسطه استفاده از الگوریتم Dual همگرایی سریع تر صورت میگیرد. زمانی که یکی از روتر ها تشخیص می دهد که یکی از مسیر ها در دسترس نیست از روتر های مجاور خود درخواست میکند به دنبال یک مسیر جایگزین بگردند به گونه ای که loop (دور) ایجاد نشود. ویژگی های کلیدی EIGRP در ادامه آمده است.

OSPF

OSPF مخفف عبارت Open Shortest Path First و یک پروتکل Link State است. این پروتکل جهت مسیریابی IP شبکه‌های گسترده استفاده می‌شود. در این پروتکل که از نوع Link State می باشد، یک اطلاعیه برای تمام همسایگان متصل در یک ناحیه می‌فرستد و هر روتر OSPF که فعال باشد، یک بسته‌ با نام Hello به تمام روترهای دیگر ارسال می‌کند. در بسته‌‌ی Hello ارسال شده توسط روتر ها اطلاعاتی نظیر تایمرهای روتر، ID روتر و Subnet mask قرار دارد. هنگامی که روترهای دیگر این اطلاعات را تایید کنند، روتر جدید وارد سیستم می‌شود. روترهای همسایه با تغییر پایگاه داده‌ی link state یک adjacency (مجاورت) ایجاد می‌کنند. بر خلاف روترهای point-to-point و point-to-multipoint که به‌صورت خودکار adjacency ایجاد می‌کنند، روترهای پیکربندی شده با رابط‌های OSPF مانند broadcast و NBMA از یک روتر تعیین شده استفاده می‌کنند تا بتوانند این adjacency را ایجاد کنند.در این پروتکل از الگوریتم SPF با نام Dijkstra استفاده می شود که باعث می‌شود کوتاه‌ترین مسیر از منبع تا مقصد مشخص شود. از ویژگی های OSPF میتوان به عدم محدودیت در تعداد هاب و همچنین آدرس دهی چندپخشی که برای ارسال به‌روز رسانی اطلاعات مسیریابی استفاده می شود اشاره کرد.

IS-IS

پروتکل IS-IS کوتاه شده عبارت Intermediate System-Intermediate System می باشد. IS-IS یک پروتکل Link state میباشد و شباهت زیادی با OSPF دارد علت این شباهت به توسعه در بازه زمانی نزدیک بر می گردد اما فرق اساسی که بین آنها وجود دارد این است که پروتکل IS-IS فقط برای مدل مفهومی OSI طراحی شده بود و نمی شد آنرا برای TCP\IP استفاده کرد. اما با توسعه مجدد می توان آنرا با مدل مفهومی TCP\IP نیز استفاده کرد. در این پروتکل هر روتر اطلاعات خود را با استفاده از پیام PDU برای روتر های همسایه خود ارسال می کند و به این صورت می تواند بهترین مسیر را برای routing (مسیریابی) انتخاب کند. از ویژگی های مثبت این پروتکل می توان به اطلاع رسانی تنها در زمان بروز تغییرات، Load balancing (توزیع بار) و عدم محدودیت در تعداد هاپ.

BGP

BGP (Border Gateway Protocol) یک پروتکل Exterior gateway میباشد. در این پروتکل به هر سیستم مستقلی که AS (autonomus system ) ویژه اختصاص داده شده مسیریابی می کنند. شماره های AS می توانند به یک ناحیه با چند روتر BGP اختصاص یابند. این پروتکل در لایه 4 (Internet) مدل مفهومی TCP/IP و لایه 7 (application)OSI قرار میگیرد.

Static route

Static route (مسیریابی ثابت) نوعی از مسیریابی می باشد که router (مسیریاب) در ورودی هایش از تنظیمات دستی اسفاده می شود، برخلاف dynamic (پویا) که از اطلاعات ترافیک مسیر استفاده می کند. در این نوع مسیریابی network admin می تواند مسیر ها را خودش به صورت دستی وارد کند که نتیجه آن کنترل بیشتری روی مسیر داشته باشد.

• جمع بندی: در بحث rouing (مسیریابی) مکانیزم ها و پروتکل های مختلفی وجود دارد که هر کدام از آنها دارای نقاط قوت و ضعف خودشان هستند و باید متناسب با نیاز شرکت ها و سازمان ها، مناسب ترین روش برای آنها تعریف و پیاده سازی شود.