انواع پروتکل های مسیریابی داینامیک

همانطور که میدانید روتر ها چندین دستگاه را برای ایجاد یک شبکه بهم متصل می‌کند، یک روتر نیز چندین سوئیچ و شبکه‌های مربوطه را به هم متصل می‌کند تا یک شبکه بزرگتر را تشکیل دهد. این شبکه‌ها ممکن است در یک مکان واحد یا در چندین مکان باشند. هنگام ایجاد یک شبکه کسب و کار کوچک، به یک یا چند روتر نیاز خواهید داشت.

در نهایت، یک روتر به عنوان یک توزیع کننده کار می‌کند، ترافیک را هدایت می‌کند و کارآمدترین مسیر را برای اطلاعات، به صورت بسته‌های داده، برای انتقال از طریق شبکه انتخاب می‌کند. این وظیفه بر عهده پروتکل های مسیریابی می باشد که در پست routing and switching به آن اشاره کردیم. اما در این پست میخواهیم به پروتکل مسیریابی داینامیک در داخل یک شبکه بپردازیم.

Dynamic به دو دسته تقسیم می شود:

1.  IGP :پروتکل‌هایی که فقط برای مسیریابی در یک AS استفاده می‌شوند را پروتکل های مسیریابی داخلی یا Interior Gateway Protocol یا IGP می‌نامیم، در این نوع شبکه‌ها فقط یک System Autonomous وجود دارد، مدیریت شبکه بر عهده یک تیم واحد است، از یک Policy Routing مشخص و واحد استفاده می‌شود و بهترین راهکار برای استفاده بهینه از منابع شبکه می‌باشد.
2. EGP :اگر پروتکل‌هایی که ما استفاده می‌کنیم بتوانند مسیریابی را بین چنیدن AS مختلف انجام دهند به این نوع پروتکل‌ها پروتکل‌های مسیریابی خارجی یا Protocol Routing Exterior می‌گوییم. در این نوع شبکه‌ها که از چندین AS مختلف استفاده می‌شود مدیریت شبکه‌ها بر عهده تیم‌های مدیریت مختلف است، Policy های مدیریت Routing بر اساس AS های مختلف تفاوت‌هایی دارد و حتی از پروتکل‌های مسیریابی متنوعی در این میان استفاده می‌شود. از پروتکل‎های آن می‌توان BGP را عنوان نمود که BGP در واقع یک پروتکل Gateway Exterior است و در شبکه‌هایی استفاده می‌شود که واقعا بسیار بزرگ هستند، برای مثال شبکه‌ای مثل شبکه اینترنت از پروتکل مسیریابی BGP استفاده می‌کند.

IGP: این گروه شامل دسته ای از پروتکل های مسیر یابی می گردد که درون (AS (Autonomous Systems استفاده و به 3 گروه زیر تقسیم می گردد:

Distance Vector => RIP v 1 & 2, IGRP

Link State => IS-IS, OSPF

Hybrid => EIGRP

1. Distance-Vector : 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 16 عدد Router در آنها وجود دارد مورد استفاده قرار می گیرند در واقع این نوع پروتکل ها با کم کردن تعداد Router های مسیر از به وجود آمدن Loop در شبکه یا بهتر بگوییم Routing Loop در شبکه جلوگیری می کنند. به طور کلی می توان گفت که این پروتکل بخشی از گراف شبکه را دارد. پروتکل های آن:

• RIP : این پروتکل در دسته Distance Vector قرار می گیرد. Rip یکی از قدیمی ترین پروتکل های طراحی شده شرکت Cisco برای عمل مسیر یابی است. روش کار این پروتکل به این صورت است که برای اطلاع از وضیعت شبکه ها و روتر های موجود، جدول روتینگ خود را بروی تمامی اینترفیس های موجود بر روتری که از Rip استفاده می کند، هر 30 ثانیه یک بار می فرستد، و از این روش از شبکه و روتر های موجود اطلاع پیدا می کند که به این جدول و اطلاعات قرار گرفته در آن Update می گویند. Rip دارای 2 ورژن 1 و 2 می باشد.
• Rip V2 : در واقع در دسته Distance Vector قرار میگرفته است اما با پیشرفت های صورت گرفته و بروز رسانی هایی بر روی آن جزو دسته ی Hybrid شده است. طب داتیس در نسخه دوم پیام ها به صورت Multicast ارسال می شوند بر خلاف نسخه 1 که به صورت Broadcast بوده است.
• IGRP : این پروتکل یکی دیگر از پروتکل های سیسکو برای عمل مسیریابی است. IGRP به وابسته مزیت هایی که نسبت به Rip داشت به صورت جایگزین آن شد. بر خلاف Rip که تنها از یک (Metric) روشی که با استفاده از آن می توان مسیر برای روتینگ را انتخاب کرد. ( استفاده می کند، IGRP از دو معیار پهنای باند (Bandwidth) و میزان تاخیر (Delay) استفاده می کند.

2. Link-State : 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 . این پروتکل کل گراف شبکه را دارد. پروتکل های آن:

• OSPF : پروتکل OSPF با یک استاندارد باز و جهانی طراحی شده است که به همین علت تقریبا تمام روتر هایی که وجود دارند از این پروتکل پشتیبانی می کنند و همچنین این قابلیت را دارد که در شبکه های بسیار بزرگ مورد استفاده قرار بگیرد و شبکه های بدون Loop را ایجاد کند اما یکی از مشکلاتی که این پروتکل دارد، استفاده زیاد آن از منابع شبکه مانند حافظه رم است که باعث می شود
  که نیاز به پردازش بیشتری توسط پردازنده داشته باشد. البته مشکل دیگر آن پیکربندی OSPF به دلیل پیچیدگی آن است. روش کار OSPF به این صورت است که از Cost به عنوان Metric خود استفاده می کند. Cost دقیقا بر خلاف پهنای باند شبکه است؛ یعنی هرچه میزان پهنای باند یک اتصال بیشتر باشد، به همان نسبت میزان cost نیز کمتر خواهد بود و برعکس. بنابراین مسیری که برای روتنیگ انتخاب می شود، مسیری است که دارای کمترین میزان Cost است. OSPF این کار را با ارسال پیام Hello مانند EIGRP انجام می دهد.

• IS-IS : از این پروتکل در شبکه های بزرگ و بسیار بزرگ استفاده می شود. IS-IS و OSPF شباهت های بسیار زیادی به یکدیگر دارند و آن هم به این دلیل بوده که هر دو در زمان های تقریبا یکسانی توسعه داده شده اند، اما یک فرق اساسی که نسخه های اولیه Is-Is با بقیه پروتکل های معرفی شده داشته است این بوده که Is-Is را برای مدل OSI طراحی کرده بوده اند و نمی توانسید از آن برای مدل TCP/IP استفاده کنید. اما امروزه با توسعه دوباره آن می شود از این پروتکل در مدل TCP/IP هم استفاده شود. IS-IS یک پروتکل Link state و از قابلیت های این دسته پروتکل برخوردار می باشد. روش کار این پروتکل بدین صورت است که هر روتر اطلاعات خود را با استفاده از پیامی به نام PDU برای دیگر روتر های همسایه خود ارسال می کند و به این صورت می تواند بهترین مسیر را برای روتینگ انتخاب کرد.

3. Hybrid : 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. زمانی که صحبت از قدرت پردازشی روترها می شود از قابلیت های Distance Vector ها (به دلیل پردازش کمتر) و زمانی که 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.

• EIGRP : این پروتکل بر پایه پروتکل IGRP طراحی و معرفی شده است. در واقع پروتکل بروز رسانی شده IGRP است که با استفاده از پیشرفت های در برخی زمینه عملکرد بهتری نسبت به IGRP دارد. با استفاده از این قابلیت می توان از آن در شبکه های بسیار بزرگ و با وسعت زیاد استفاده کرد. همچنین در این پروتکل پیام های Update به صورت Multicast ارسال می شوند. EIGRP قابلیت آن را دارد که با استفاده از آن شبکه هایی عاری از Loop های لایه 3 طراحی کرد. و همین طور Metric های استفاده شده در آن مانند IGRP است و به صورت پیش فرض از دو Metric پهنای باند و زمان تاخیر استفاده می کند. یکی از نکات مثبت در این پروتکل این است که اگر شبکه دارای دو روتر باشد که یکی از آن ها از IGRP و دیگری از EIGRP استفاده کند، می توان با یکسری عملیات خاص اطلاعات بین آن ها جابجا کرد و مشکلی پیش نخواهد آمد. و البته هر دو پروتکل دارای پیکر بندی های یکسانی هستند. EIGRP از پیام Hello برای تشخیص روتر های همسایه استفاده می کند و این پیام را هر 5 ثانیه یک بار بر روی اتصالات Lan خود ارسال می کند.