انواع Routing
یک روتر برای انجام عملیات Routing بین شبکه ها از یک دیتابیس بنام Routing table استفاده می کند. برای دیدن این دیتابیس از دستور زیر استفاده می نماییم:
#sh ip route
نحوه پر شدن این دیتابیس به سه طریق امکان پذیر است:
۱ – Directly Connected
شبکه هایی هستند که بصورت مستقیم به کارت شبکه های روتر متصل هستند و روتر بصورت اتوماتیک وقتی زیر اینترفیس های روتر آی پی ست می شود، route های آنها را در دیتابیس خود قرار می دهد. با استفاده از نمایش خروجی اینترفیس های روتر می توانید مشاهده نمایید که چه آی پی هایی می بایست در حالت connected در دیتابیس قرار بگیرند:
#sh ip interface brief
قسمت های Status و Protocol برای هر اینترفیس می بایست حتما در حالت up up باشد تا route آن در دیتابیس قرار بگیرد.
۲ – Static Routing
Static routing این قابلیت را به مدیر شبکه می دهد که بتواند بصورت دستی یک سری Route های خاص را در Routing Table روتر ایجاد نماید. نمونه ای نحوه نوشتن این نوع route را مشاهده می نمایید:
#ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.0.1
ترجمه خط بالا: ای روتر، برای رسیدن به شبکه ۱۹۲.۱۶۸.۰.۰ با سابنت ۲۵۵.۲۵۵.۲۵۵.۰ ، پکت ها را به گیتوی ۱۹۲.۱۶۸.۰.۱ که next hop است، تحویل بده. (این گیتوی بصورت مستقیم به یکی از اینترفیس های ما وصل است و دارای route از نوع connected است)
همچنین برای تعریف default route نیز بصورت زیر عمل می نماییم:
#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.0.1
۳ – Dynamic Routing
Dynamic Routing از پروتکل های مسیریابی یا Routing Protocol برای شناسایی شبکه ها و مقصدها و همچنین پیدا کردن بهترین مسیر برای رساندن بسته اطلاعاتی به مقصد استفاده می کند. Dynamic Routing این قابلیت را به Routing Table می دهد که بتواند زمانیکه یک Router خاموش است یا در دسترس نیست یا اینکه یک شبکه جدید به مجموعه اضافه می شود این تغییرات را در Routing Table ها اضافه کند. Dynamic Routing با استفاده از Routing Protocol ها این قابلیت را دارند که بصورت مستمر با شبکه تبادل اطلاعات داشته باشند و وضعیت هر یک از Router های شبکه را بررسی کنند و با استفاده از Broadcast و یا Multicast با هم ارتباط برقرار کنند و اطلاعات Routing Table را بروز کنند. با این روش همیشه توپولوژی شبکه بروز باقی می ماند و همگی دستگاه های روتر شبکه از آخرین Routing Table بروز استفاده می کنند. از پروتکل های Dynamic Routing می توان به RIP ،EIGRP و OSPF اشاره کرد.
برای اینکه مشاهده نمایید چه پروتکل های Routing در روتر راه اندازی شده است از دستور زیر استفاده نمایید:
#sh ip protocols
فرا نکته : اگر در روتر و یا سوئیچ سیسکو دستوری را اشتباه بزنید، برای ثانیه هایی وارد عملیات lookup شده و در عملیات شما وقفه ایجاد می کند. شما می توانید این عملیات را با زدن ترکیب Ctrl+Shift+6 لغو نمایید و یا اگر می خواهید بطور کلی از شر آن خلاص شوید از دستور زیر استفاده نمایید:
#no ip domain-lookup
تعاریف
قانون Longest Match
یکی از قانون های مهم در روتر است برای lookup کردن داخل routing table . بر اساس این قانون اگر route های مختلفی برای یک پکت وجود داشته باشد، آن مسیری انتخاب می شود که دارای subnet mask بزرگتری است. در مثال زیر هر دو route برای رسیدن به آی پی ۱۹۲.۱۶۸.۰.۱ قابل استفاده است، اما چون subnet mask در route اول ۳۲/ است و در route دوم ۲۴/ است، پس route اول انتخاب می شود.
#ip route 192.168.0.1 255.255.255.255 172.30.2.1
#ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 192.168.0.1
Distance-Vector Routing Protocol
پروتکل های Distance Vector از معیار Hop Count یا تعداد روترهای مسیر برای Metric در Routing Table های خود استفاده می کنند. الگوریتم مورد استفاده در اینگونه از پروتکل ها بسیار ساده است و Routing Table با محاسبات ساده ریاضی ایجاد می شود. پروتکل های Distance Vector معمولا برای شبکه های کوچکی که کمتر از ۱۶ عدد روتر در آنها وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرند در واقع این نوع پروتکل ها با کم کردن تعداد روترهای مسیر از به وجود آمدن Loop در شبکه یا بهتر بگوییم Routing Loop در شبکه جلوگیری می کنند. این پروتکل ها در بازه های زمانی معین Routing Table های خود را با یکدیگر یکسان سازی می کنند، یکی از مشکلات الگوریتم های Distance Vector در این است که کلیه اطلاعات موجود در Routing Table را حتی با کوچکترین تغییر برای سایر روترهای مجموعه ارسال می کنند و Incremental Update را در واقع پشتیبانی نمی کردند که در نسخه های جدید الگوریتم های Distance Vector این مشکل حل شد. الگوریتم های مسیریابی مثل RIP و IGRP از این نوع Routing protocol ها هستند.
Link-State Routing Protocol
در پروتکل های Routing ای که بصورت Link State کار می کنند تفاوت محسوسی با حالت Distanced Vector وجود دارد. الگوریتم های مورد استفاده در این نوع پروتکل ها نسبت به Distanced Vector ها کاملا متفاوت عمل می کند و دارای پیچیدگی های خاص خود می باشد، در این الگوریتم ها از فاکتورهایی مثل Hop Count ، فاصله ، سرعت لینک و ترافیک بصورت همزمان برای تعیین بهترین مسیر و بهترین cost برای انجام عملیات Routing استفاده می شود. نحوه انتخاب مسیر در این روش کاملا هوشمندانه و آگاهانه است. آنها از الگوریتمی به نام Dijkstra برای تعیین پایینترین cost برای Route ها استفاده می کنند. روترهایی که از پروتکل های Link State استفاده می کنند فقط زمانی Routing Table های همدیگر را یکسان سازی می کنند که چیز جدیدی به Routing Table یکی از روترها اضافه شده باشد. به همین دلیل هم کمترین ترافیک را در هنگام یکسان سازی Routing Table با همدیگر ایجاد می کنند. الگوریتم های مسیریابی مثل OSPF و IS-IS از این نوع پروتکل های Link State هستند.
Hybrid Routing Protocol (Advanced Distance Vector)
همانطور که از نام این نوع پروتکل Routing نیز پیداست این نوع پروتکل ترکیبی از پروتکل های Distance Vector و Link State است و در واقع مزایای هر یک از این نوع پروتکل ها را در خود جای داده است. زمانیکه صحبت از قدرت پردازشی روترها می شود از قابلیت های Distance Vector ها (به دلیل پردازش کمتر) و زمانیکه صحبت از تبادل Routing Table ها در شبکه می باشد از قابلیت های Link State ها استفاده می کند. امروزه تقریبا همه شبکه های بزرگ در دنیا از پروتکل های Hybrid استفاده می کنند، الگوریتم مسیریابی مثل EIGRP از انواع پروتکل های Hybrid Routing هستند.
Autonomous System (AS)
مجموعه ای از شبکه هایی که تحت مدیریت یک سازمان می باشد را AS می نامند که با یک عدد شناخته می شود و دارای دو نوع public و private است.
Interior Gateway Protocol (IGP)
این نوع از پروتکل های routing برای اجرا در داخل یک AS طراحی شده اند مانند RIP، OSPF و EIGRP
Exterior Gateway Protocol (EGP)
این نوع از پروتکل ها برای routing بین ASها طراحی شده اند مانند BGP
Classful Routing Protocol
پروتکل هایی هستند که در آپدیت هایی که برای سایر روترها ارسال می کنند، هیچ سابنتی وجود ندارد و روتر دریافت کننده آنها را با سابنت classful در نظر می گیرد، به عبارت بهتر این پروتکل ها واقعیت را نشان نمی دهند و از VLSM پشتیبانی نمی کنند. پروتکل های RIPv1 و IGRP بدین صورت کار می کنند که بدلیل مشکلات فراوانی که درست می کند، دیگر در شبکه ها استفاده نمی شوند.
Classless Routing Protocol
این پروتکل ها در زمان ارسال آپدیت، prefix آن شبکه را نیز ارسال می کند. پروتکل های OSPF، EIGRP، RIPv2 و IS-IS بصورت classless کار می کنند.
Administrative Distance (AD)
اگر یک روتر برای رسیدن به یک مقصد خاص، آنرا با چند routing protocol یاد گرفته باشد، حرف آن پروتکلی را گوش می کند که AD کمتری داشته باشد. بصورت پیش فرض برای هر پروتکلی یک AD مشخص شده است:
RIP = 120
OSPF = 110
EIGRP = 90
Static Route = 1
Connected Route = 0
Route Summarization
میلیون ها میلیون خط Route در شبکه اینترنت وجود دارد، اگر قرار بود تمامی این Route ها روی اینترنت بین روترها جابه جا شوند مشکلات بسیار بزرگتری ایجاد می شد. همه روزه تعداد Subnet ها و آدرس های شبکه ای که به اینترنت متصل می شوند رو به افزایش است و همین امر باعث نیاز بیشتر به منابع CPU و RAM و پهنای باند بیشتر برای مدیریت Routing Table های موجود در اینترنت می شود. فرآیند خلاصه سازی Route ها یا Route Summarization که به Supernetting یا Route Aggregation هم معروف است و همچنین تکنیک CIDR می تواند این رشد روز افزون را مدیریت کند. روش کاری آن نیز همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، تقریبا ساده است، در این روش مجموعه ای از شبکه ها در قالب یک آدرس خلاصه شده شبکه در اختیار روترها قرار می گیرد.
