آشنایی با Routing protocol ها

آشنایی با Routing protocol ها :

روتر دستگاهی است که در لایه سوم مدل OSI  فعالیت می کند و اجازه عبور هیچ بسته برادکستی را نمی دهد پس در نتیجه روتر به ازای هر پورتی که به آن متصل است یک Broadcast Domain دارد.

به صورت کلی روتر وظایفی دارد که در زیر به آنها می پردازیم:

• ساخت جدول مسیریابی:

هرروتر دردرون خود یک جدول دارد که به آن  routing table یا جدول مسیریابی می گویند.

روتر ها مسیریابی شبکه را براساس Routing table انجام می دهند که در این جدول تمامی NET IDها

جدول مسیریابی به دو روش زیر ایجاد می شود:

۱-Static

۲-Dynamic

 در روش static مدیرشبکه به صورت دستی اطلاعات روترهای دیگر در شبکه را در جدول مسیریابی وارد می کند.

این روش بسیار سریع می باشد ولی به صورت هوشمند عمل نمی کند و اگر تغییری در یکی از روترها رخ دهد باتوجه به اینکه مدیرشبکه از قبل در این جدول اطلاعات وارد کرده ، روتر نمی تواند این تغییر را تشخیص دهد.

در روش Dynamic عملیات روتینگ براساس چندین نوع صورت می گیرد که در زیر به تشریح آنها می پردازیم:

۱-Connected Route

۲- dynamic protocol

هرگاه یک آدرس IP برروی اینترفیس روتر اضاف نماییم , روتر به صورت اتوماتیک بین اینترفیس های خودش روت می نویسد که به این مدل Connected Route می گویند.یا به عبارتی دیگر اگرروتر اینترفیسی فعال داشته باشد و برروی اینترفیس آدرس IP ست شده باشد روتر این اینترفیس را درجدول روت خودش به عنوان Connected Route اضافه می کند.

زمانی از Connected Route استفاده می کنیم که درشبکه یک روتر وجود داشته باشد و روتر اینترفیس های فعال خودش را می شناسد و دیگر نیازی به نوشتن روت نمی باشد.

ولی درصورتی که در شبکه بیش از یک روتر وجود داشته باشد دیگر Connected Route جوابگو نمی باشد و باید از Routing Protocolها استفاده نماییم.

 در Routing Protocol برخلاف Static نیازی به نوشتن روت نمی باشد و هر روتر به صورت هوشمند و اتوماتیک جدول روت مخصوص به خودش را آپدیت و تکمیل می نماید که باعث مصرف زیادی CPU و RAM دستگاه می شود.

 در Routing Protocolها شبکه ای وجود دارد که AS نام دارد که این شبکه تحت یک  حوزه مدیریت و سیاست های مخصوص به خود فعالیت می کند.

Routing Protocolها در دونوع شبکه فعالیت می کنند که عبارتند از:

IGP

EGP

اگر یک Routing Protocol در داخل یک AS فعالیت نمایید IGP محسوب می شود و Routing Protocol که چندین AS را به هم متصل می نماید EGP می گویند.

انواع مختلف الگوریتم در شبکه های IGP وجود دارد که مهمترین تفاوت بین آنها در نحوه آپدیت کردن جدول روتینگ آنها می باشد.

Distance Vector

Link State

Advance

 در روش Distance Vector آپدیت ها در بازه های زمانی مختلف ارسال می شود و مهم نیست که تغییرات صورت گرفته باشد یا نه. یعنی بدون توجه به اینکه تغییراتی در شبکه اعمال شده باشد ، روترها در بازه های زمانی مختلف آپدیت ارسال می کنند و کل جدول روتینگ را ارسال می کند.

پروتکلی که برمبنای روش Distance Vector عمل می کند RIP نام دارد  که مخفف Routing Information Protocol میباشد  که درورژن های زیر ارایه شده است که در زیر آنها را شرح می دهیم:

RIP Version1

RIP Version2

RIP NG

RIP Version1

اولین ورژن پروتکل RIP می باشد که در این ورژن محدودیت تعداد روتر وجود دارد.تعداد روترهایی که در این پروتکل پشتیبانی می کند ۱۵ می باشد و در صورتی که بیشتر از ۱۵ روتر در شبکه وجود داشته باشد برای روترهایی اضافی آپدیتی ارسال نمی شود و آنها را به صورت infinityمعرفی می کند.

این ورژن از پروتکل RIP فقط و فقط از IP V4 پشتیبانی می کند و فقط از شبکه های Classfull  پشتیبانی می کند.

باید توجه داشته باشیم که برای ارسال آپدیت ها از بسته های برادکستی اسفاده می کند.

مهمترین نکته در RIP Version1  انتخاب بهترین مسیر براساس HOP Count می باشد.به عنوان مثال اگر برای یک روتر چندین مسیر وجود داشته باشد مسیری را انتخاب می کند که تعداد روترهای کمتری را داشته باشد حتی اگر پهنای باند مسیر انتخابی کمتر باشد.

همچنین اگر تغییری در شبکه رخ دهد مدت زمانی که تمامی روترها متوجه این تغییرات شوند بسیار زیاد است که اصطلاحا به آن زمان همگرایی یا Convergence Time میگویند که در نتیجه زمان همگرایی در RIP V1 بسیار بالاست.

RIP Version2

دراین ورژن نسبت به ورژن قبلی یعنی Version1 بهینه تر شده است.که در زیر به تمامی موارد اشاره کرده ایم:

برخلاف RIP Version1 در این ورژن از بسته های Multicast استفاده می شود.همچنین این ورژن class less را پشتیبانی می کند.

RIP NG

این ورژن تمامی قابلیت های RIP Version2 را دارد با این تفاوت که فقط مخصوص IP V6 می باشد.

Link State

در این روش زمانی که دو روتر در کنار یکدیگر قرار می گیرند براساس یکسری شرایط این دو روتر به همسایگی یکدیگر در می آیند :

• هر دوتر باید MTU یکسانی داشته باشند ( حداکثر اندازه بسته اطلاعاتی در لایه۳). و
• هر دو روتر باید دارای Net ID یکسانی باشند
• هر دو روتر باید در یک Broadcast Domain باشند.
• Subnet آنها یکی باشد.
• زمان بسته های Hello Interval و Dead Interval باید یکی باشند.مدت زمان Hello Interval 10ثانیه و مدت زمان Dead Interval 40 ثانیه می باشد.

زمانی که همسایگی دو روتر تشکیل شد یک Full Update برای یکدیگر ارسال می کنند.و همچنین براساس یکسری اولویت یک روتربه عنوان روتر مسئول یا Designated انتخاب می شود.و یک دیتابیس به نام LSDB ساخته شده که در این جدول تمامی اطلاعات  شبکه و اینترفیس های خروجی مقصد وجود دارد.

هر روتر یک کپی از جدول LSDB را دارد بنابراین تمامی روترهای موجود کل شبکه را می شناسد.

برعکس روش Distance Vector که در بازه های زمانی مختلف تغیرات را ارسال می کرد در روش Link State  هرگاه تغییری در شبکه رخ دهد ابتدا به روتر Designated ارسال شده و سپس این روار تغییرات صورت گرفته را به تمامی روترها اعلام می کند که به این بسته Partial Update می گویند.که در نتیجه زمان همگرایی کمتری نسبت به Distance Vector دارد.

توجه داشته باشیم که در Link State انتخاب بهترین مسیر بر مبنای Cost می باشد.

در Link State محدودیت تعداد روتر وجود ندارد.

مهمترین الگوریتم ها در Link State ها الگوریتم OSPF و ISIS می باشد که OSPF الگوریتم قالب دنیاست که بیشترین استفاده را در دنیای شبکه داراست.

OSPF یک پروتکل استاندارد می باشد

EGP

تنها پروتکل مربوط به EGP الگوریتم BGP می باشد که این پروتکل زیرمجموعه هایی دارد که در فصل مربوط به BGP تمامی زیرمجموعه ها را شرح می دهیم.

دومین وظیفه اصلی روتر Forwarding می باشد.بعد از ایجاد جدول مسیریابی بسته به روتر رسیده و روتر این بسته ها ا باتوجه به مقصد بسته و جدول مسیریابی تصمیم می گیرد که بسته را از کدام اینترفیس خارج کند که به این عملیات Forwarding می گویند.