مسیریابی (Routing) چیست و چگونه انجام می شود؟
مسیریابی یا Routing به فرآیند انتخاب مسیر در یک و یا چند شبکه گفته می شود. اصول مسیریابی را می توان برای انواع شبکه از شبکه های تلفنی تا حمل و نقل عمومی، اعمال نمود. در این مقاله قصد داریم مسیریاب ها و چگونگی عملکرد آن ها را بررسی کنیم. جهت آشنایی بیشتر با این موضوع، در ادامه همراهما باشید:
مسیریابی چیست؟
مسیریابی (Routing) فرآیندی جهت انتخاب بهترین مسیر در شبکه های داخلی یا خارجی می باشد. Routing نقش تاثیر گذاری در ارسال داده ها در یک شبکه دارد. پروتکل های مسیریابی (Routing) می توانند بین انواع مختلفی از شبکه ها، مانند شبکه اینترنت و تلفن برقرار شوند. این مسیریابی عامل مهمی جهت ارسال بسته های منطقی از مبدا به مقصد است. سخت افزارهای به کار گرفته شده در یک شبکه شامل مسیریاب یا Router، پل (Bridge)، دیوار آتش یا فایروال و سوئیچ می شوند. کامپیوترهایی که دارای کارت شبکه هستند، می توانند بسته ها را ارسال نمایند. این روند عامل ارسال بر اساس جدول ها است و می تواند ثبت ها را در مقصد نگهداری کند. این جدول ها در حافظه دستگاه تشکیل می شوند.
از Routing به منظور دریافت یک بسته اطلاعاتی از یک دستگاه و ارسال آن از طریق شبکه برای دستگاهی دیگر و روی شبکه ای متفاوت، استفاده می شود. در صورتی که شبکه شما دارای Router نباشد، امکان Routing داده میان شبکه شما و دیگر شبکه ها وجود نخواهد داشت. یک Router به منظور مسیریابی یک بسته اطلاعاتی، باید آگاهی لازم درباره اطلاعات زیر را داشته باشد:
- آدرس مقصد روترهای مجاور که با استفاده از آن ها امکان گرفتن اطلاعات لازم در خصوص شبکه های از راه دور فراهم می شود.
- مسیرهایی که به تمامی شبکه ها از راه دور وجود دارند.
- نحوه نگهداری و بررسی اطلاعات روتینگ همگرائی
- فرآیند مورد نیاز برای همه روترهای موجود در یک شبکه جهت به هنگام سازی جداول Routing و ایجاد یک نگرش سازگار از شبکه با استفاده از بهترین مسیرهای موجود.
در زمان انجام این فرآیند (همگرائی)، داده کاربر ارسال نخواهد شد. مسیر پیش فرض یک مسیر استاندارد درج شده در جدول Routing است که به عنوان اولین گزینه در نظر گرفته می شود. هر بسته اطلاعاتی که توسط یک دستگاه ارسال می گردد، ابتدا به مسیر پیش فرض ارسال می شود. در صورت وجود مشکل در مسیر فوق، یک مسیر دیگر انتخاب می شود.
انواع مسیریابی در شبکه
مسیریابی فرآیندی است که شبکه های دور (غیر مجاور) را به روتر نشان می دهد. اطلاعات مسیریابی در جدول مسیریابی که به آن RIB (مخفف Routing Information Base ) هم می گویند، ذخیره می گردد. جدول مسیریابی که در حافظه رم روتر ذخیره می شود، حاوی مسیرهایی هستند که به شبکه های دور منتهی می شوند. هر مسیر ترکیبی از آدرس شبکه مقصد، ماسک زیر شبکه (subnet mask) و همچنین هاپ بعدی به سمت مقصد است. روتر از سه راه قادر است مسیرها را یاد بگیرد. بنابراین مسیریابی در شبکه به سه روش انجام می شود.
- مسیریابی ثابت یا استاتیک (Static Routing)
در این مسیریابی، مدیر شبکه مسیرها را به طور دستی به جدول مسیریابی روتر اضافه می نماید. مسیریابی استاتیک برای شبکه های کوچک مناسب است اما برای شبکه های بزرگ تر مناسب نیست. مسیر ثابت یا Static Route حتی با عوض شدن شبکه نیز تغییر نمی کند، مگر اینکه که مدیر شبکه آن را تغییر دهد.
- مسیریابی پیش فرض (Default Routing)
اگر در جدول مسیریابی، مسیر مشخصی برای مقصد یک بسته درج نشده باشد، روتر آن بسته را به روفالت روت یا Default route ارسال می کنند. در مسیریابی پیش فرض، روترها طوری پیکر بندی می شوند که تمامی بسته ها فقط به یک روتر ارسال شوند. مسیریابی دیفالت، برای شبکه های کوچک و یا شبکه هایی با یک نقطه ورودی و خروجی بسیار مناسب هستند. این روش اصولا در کنار مسیریابی داینامیک و یا استاتیک به کار می رود.
- مسیریابی پویا یا داینامیک (Dynamic Routing)
در مسیریابی داینامیک یا Dynamic Routing، الگوریتم ها و پروتکل هایی به کار می روند تا اطلاعات مسیریابی به صورت خودکار مشخص شوند. هنگامی که چینش شبکه عوض می شود، مسیرهای داینامیک نیز بسته به چینش جدید به صورت خودکار تغییر می کنند. مسیریابی داینامیک پیچیده ترین و رایج ترین و روش مسیریابی است.
مسیریابی (Routing) چگونه انجام می شود؟
روتر ها برای تصمیم گیری درباره نحوه مسیریابی پکت ها، به جدول های مسیریابی داخلی مراجعه می کنند. یک جدول مسیریابی، مسیرهایی را که پکت ها باید طی کنند تا به مقصد مورد نظر برسند، را ثبت می نماید. دقیقا مثل جدول زمان بندی قطار ها، که مسافران قطار مشورت می کنند تا تصمیم بگیرند سوار کدام یک از قطار ها شوند.
اساس روش و عملکرد روترها به این قرار است: هنگامی که یک Router، پکتی را دریافت می کند، ابتدا هدر آن را می خواند که بداند مقصد مورد نظر آن چیست. دقیقا مانند راهنمای قطار که بلیط مسافران را نگاه می کند تا بداند آن ها کدام قطار را باید سوار شوند. سپس بر مبنای اطلاعات موجود در جدول مسیریابی، مسیر پکت را مشخص می کند.
قابل ذکر است که روترها این کار را میلیون ها بار و با میلیون ها پکت انجام می دهند. زمانی که یک بسته به مقصد خود می رسد، امکان دارد چندین بار توسط روترهای مختلف هدایت گردد. این جدول مسیریابی استاتیک یا پویا است. جدول مسیریابی استاتیک قابل تغییر نیست؛ بلکه مدیر شبکه به صورت دستی جدول مسیریابی استاتیک را تنظیم می نماید. در این صورت مسیرهایی که پکت های داده را از طریق شبکه طی می کنند، غیر قابل تغییر هستند مگر این که توسط مدیر بروزرسانی شوند.
جدول های مسیریابی پویا، به طور خودکار بروزرسانی می شوند. روترهای داینامیک (پویا) از پروتکل های مسیریابی مختلف استفاده می کنند تا سریع ترین و کوتاه ترین مسیر را پیدا کنند. در ضمن انتخاب مسیر را بر اساس مدت زمانی که طول می کشد تا پکت ها به مقصد خود برسند، نیز انجام می دهند. درست مانند راهی که Google map یا سایر خدمات GPS انتخاب می نمایند تا بهترین مسیر را برای رانندگی تعیین کنند.
مسیریابی پویا نیاز به قدرت محاسباتی بیشتری دارد، به همین دلیل است که شبکه های کوچک تر امکان دارد به مسیریابی استاتیک متکی باشند. اما مسیریابی پویا برای شبکه های متوسط و بزرگ تر کار آمد تر و مناسب تر هستند.
وظیفه مسیریاب (روتر)
مسیریاب (روتر) شبکه های رایانه ای مختلف را به هم متصل می نماید. هنگامی که دو گره که از دو شبکه مجزا هستند قصد داشته باشند برای یکدیگر داده ارسال کنند، باید یک مسیریاب بین آن ها باشد. برای متصل کردن شبکه محلی به اینترنت، مسیریاب لازم است. مسیریاب، شبکه های محلی خانگی و یا اداری را از طریق مودم به اینترنت متصل می نماید.
وقتی دو و یا چند شبکه به هم متصل هستند، ارتباط گره های آن ها با هم به سادگی ارتباط گره های درون یک شبکه نیست؛ زیرا اولا هر شبکه، شناسه مخصوص به خود را دارد که گره های خارج از آن شبکه باید آن را بدانند تا بتوانند سمت داده بفرستند. دوم اینکه اگر میان شبکه مبدا و مقصد شبکه های دیگری نیز وجود داشته باشد، معمولا برای ارسال داده از مبدا به مقصد، بیش از یک مسیر وجود خواهد داشت.
مسیریاب (روتر) مسیرهای مختلفی را که از طریق آن ها می توان بسته را به مقصد رساند، تشخیص می دهد. سپس بعد از ارزیابی شاخص های مختلف، یکی از مسیرها را که اغلب بهینه ترین آن ها است را برای انتقال بسته داده (data packet) بر می‌گزیند. اگر لازم باشد که بسته در مسیر خود تا مقصد از چندین مسیریاب عبور کند، همه آن مسیریاب ها همین رویه را در پیش می گیرند؛ یعنی مسیر و ایستگاه بعدی بسته را تعیین می نمایند و بسته را به آنجا می فرستند.
مسیریاب ها در ارتباطات اینترنتی نیز نقش بسیار مهمی دارند. اینترنت متشکل از هزاران شبکه و میلیون ها گره است. پس هنگامی که یک پیغام در اینترنت مبادله می شود، گاهی از مسیرها و مسیریاب های متعددی عبور می کند تا به مقصد مورد نظر برسد. در مدل اُ اس آی، مسیریاب جزو تجهیزات لایه سوم است. بنابراین داده ها را به شکل بسته دریافت و ارسال می نماید و از روی نشانی آی پی به هویت آن ها پی می برد.
کلام آخر
مسیریابی پروسه انتخاب مسير جهت دسترسی به شبکه های غیر محلی است. بنابراین روتر با شناخت از شبکه ها و مسيرهای رسيدن به هر کدام و همچنین نگه داری این اطلاعات در یک جدول، به عنوان مسيریاب ایفای نقش می کند.
دیدگاهتان را بنویسید