مسیریابی شبکه یا routing چیست؟

مسیریابی شبکه، به فرایند انتخاب مسیر در یک یا چند شبکه گفته می شود. اصول مسیریابی را می توان برای هر نوع شبکه؛ از شبکه های تلفنی گرفته تا حمل و نقل عمومی، اعمال کرد.

Routing در شبکه های packet-switching، مانند اینترنت، مسیر پکت های IP را انتخاب می کند و مبدا و مقصد آن ها را مشخص می نماید. این تصمیمات مسیریابی اینترنتی توسط یکی از سخت افزارهای مخصوص شبکه به نام روتر، گرفته می شود.

در مورد تصویر پایین، برای این که یک پکت داده از کامپیوتر A به کامپیوتر B برسد، از کدام شبکه ها بهتر است عبور کند؟ از شبکه های 1،3 و 5 یا شبکه های 2 و 4؟ اگر از شبکه های 2 و 4 عبور کند، مسیر کوتاه تری را طی خواهد کرد و اگر از شبکه های 1، 3 و 5 عبور کند، سریع تر انجام می شود. این تصمیم گیری، توسط روترهای شبکه انجام می شود.

مسیریابی شبکه (routing) چگونه رخ می دهد؟

روترها به منظور تصمیم گیری در مورد نحوه ی مسیریابی پکت ها، به جداول مسیریابی داخلی مراجعه می کنند. یک جدول مسیریابی، مسیرهایی را که پکت ها می بایست طی کنند تا به مقصد مورد نظر برسند را ثبت می کند. دقیقا مانند جدول زمان بندی قطارها، که مسافران قطار مشورت می کنند تا تصمیم بگیرند سوار کدام قطار شوند.

اساس روش روترها به این قرار است: زمانی که یک روتر، پکتی را دریافت می کند، ابتدا هدر آن را می خواند تا 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 اساس اطلاعات موجود در جدول مسیریابی، مسیر پکت را مشخص می کند.

قابل ذکر است روترها این کار را میلیون ها بار، با میلیون ها پکت انجام می دهند. هنگامی که یک بسته به مقصد خود می رسد، ممکن است چندین بار توسط روترهای مختلف هدایت شود.

این جدول مسیریابی یا استاتیک است یا پویا. جدول مسیریابی استاتیک قابل تغییر نیست. بلکه مدیر شبکه به صورت دستی جدول مسیریابی استاتیک را تنظیم می کند. در این صورت مسیرهایی که پکت های داده از طریق شبکه طی می کنند، غیر قابل تغییر است، مگر این که توسط مدیر بروز رسانی شود.

جداول مسیریابی پویا، به صورت خودکار بروز رسانی می شوند. روترهای داینامیک (پویا) از پروتکل های مسیریابی مختلف استفاده می کنند تا کوتاه ترین و سریع ترین مسیر را پیدا کنند.

در ضمن انتخاب مسیر را بر اساس مدت زمانی که طول می کشد تا پکت ها به مقصد خود برسد نیز انجام می دهند، مانند راهی که Google map یا سایر خدمات GPS انتخاب می کنند 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 ممکن است به مسیریابی استاتیک متکی باشند. اما مسیریابی پویا برای شبکه های متوسط و بزرگ تر مناسب تر و کارآمدتر است.

پروتکل های اصلی مسیریابی (routing) کدامند؟

یک پروتکل در شبکه، روشی استاندارد برای قالب بندی داده ها می باشد، به طوری که هر کامپیوتر متصل می تواند داده ها را شناسایی و تفسیر کند. پروتکل مسیریابی، پروتکلی است که برای شناسایی یا اعلام مسیرهای شبکه مورد استفاده قرار می گیرد.

پروتکل های زیر به پکت های داده کمک می کنند تا راه خود را در اینترنت پیدا کنند:

IP: پروتکل اینترنت، مبدا و مقصد هر پکت داده را مشخص می کند. روترها قادر به شناسایی هدر هر پکت می باشند تا مشخص کنند آن ها را به کجا ارسال کنند.

BGP: پروتکل Border Gateway یک پروتکل مسیریابی است که اعلام می کند کدام شبکه، کدام آدرس آی پی را کنترل می کند. ( شبکه های بزرگی که اعلامیه های BGP را ایجاد می کنند، تحت عنوان automous system معروف هستند) در ضمن BGP یک پروتکل پویا به شمار می رود.

پروتکل های زیر، پکت ها را در AS قرار می دهند:

OSPF: پروتکل Open Shortest Path First معمولا توسط روترهای شبکه مورد استفاده قرار می گیرد تا سریع ترین و کوتاه ترین مسیرهای موجود و در دسترس برای ارسال پکت ها به مقصدشان را شناسایی کند.

RIP: پروتکل Routing Information با استفاده از “hop count” یا شمارش هاپ (زمانی که یک پکت از یک شبکه به شبکه ی دیگر می رود، تحت عنوان هاپ شناخته می شود) کوتاه ترین مسیر را از یک شبکه به شبکه ی دیگر شناسایی می کند. بنابراین شمارش هاپ به تعداد روترهای یک پکت که می بایست از یک مسیر عبور کنند، اشاره دارد.

سایر پروتکل های مسیریابی داخلی شامل EIGRP (پروتکل Enhanced Interior Gateway Routing که عمدتا برای روترهای سیسکو مورد استفاده قرار می گیرد) و IS-ISا (Intermediate System to Intermediate System) می باشند.

روتر چیست؟

روتر یکی از سخت افزارهای شبکه است که مسئول ارسال پکت ها به مقصدهایشان می باشد. روترها به دو یا چند شبکه IP یا شبکه های زیر مجموعه کانکت می شوند و در صورت نیاز، پکت ها را بین آن ها منتقل می کند.

از روتر در خانه و محل کار استفاده می شود تا اتصالات شبکه محلی را ایجاد کرد. بیشتر روترهای قدرتمند در سراسر اینترنت کار می کنند و به data packet در رسیدن به مقصدشان کمک می نمایند.