پروتکل مسیریابی RIP

مقدمه

پروتکل مسیریابی RIP (Routing Information Protocol) یکی از قدیمی‌ترین و ساده‌ترین پروتکل‌های مسیریابی در شبکه‌های کامپیوتری است. این پروتکل به‌طور گسترده در شبکه‌های کوچک و متوسط استفاده می‌شود و اساساً برای مسیریابی در شبکه‌های IP طراحی شده است. با وجود اینکه امروزه پروتکل‌های پیچیده‌تری مانند OSPF و EIGRP وجود دارند، RIP همچنان به‌دلیل سادگی و کارایی‌اش در برخی از محیط‌های خاص استفاده می‌شود.

در این مقاله، به بررسی ویژگی‌ها، نحوه عملکرد، انواع مختلف پروتکل RIP، مزایا و معایب آن، و کاربردهای مختلف آن در شبکه‌ها خواهیم پرداخت.

تعریف پروتکل RIP

RIP یک پروتکل مسیریابی فاصله-برداری (Distance-Vector) است که به مسیریاب‌ها این امکان را می‌دهد تا اطلاعات مسیریابی را با یکدیگر به اشتراک بگذارند و از این طریق بسته‌های داده را به مقصد نهایی هدایت کنند. در این پروتکل، هر مسیریاب به‌طور منظم به سایر مسیریاب‌ها اعلام می‌کند که برای رسیدن به مقصد خاص چه مسیری باید انتخاب شود، و این مسیرها بر اساس تعداد هاپ‌ها (hops ) محاسبه می‌شوند.

در RIP، تعداد هاپ‌ها به‌عنوان «هزینه» (Cost) برای رسیدن به مقصد محسوب می‌شود و هر مسیریاب بسته‌ها را به‌طور متوالی از یک هاپ به هاپ دیگر ارسال می‌کند تا به مقصد نهایی برسند.

ویژگی‌ها و نحوه عملکرد RIP

1. الگوریتم فاصله-برداری (Distance-Vector):

• در پروتکل RIP، مسیریاب‌ها (Router) از الگوریتم فاصله-برداری (Distance-Vector) برای انتخاب بهترین مسیر استفاده می‌کنند. در این الگوریتم، هر مسیریاب برای هر مقصد یک فاصله را مشخص می‌کند که نشان‌دهنده تعداد هاپ‌ها برای رسیدن به آن مقصد است.
• هر مسیریاب اطلاعات مسیرهای خود را به مسیریاب‌های دیگر ارسال می‌کند و از این طریق اطلاعات شبکه، در شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود.

2. جدول مسیریابی (Routing Table):

• هر مسیریاب یک جدول مسیریابی دارد که در آن برای هر مقصد، بهترین مسیر (با کمترین تعداد هاپ) و هزینه آن (تعداد هاپ‌ها) ثبت می‌شود.
• جدول مسیریابی در هر مسیریاب به‌طور منظم و به‌صورت خودکار به‌روزرسانی می‌شود.

3. حساب تعداد هاپ‌ها:

• RIP مسیرها را بر اساس تعداد هاپ‌ها مشخص می‌کند. به‌طور استاندارد، حداکثر تعداد هاپ‌ها برای یک مسیر در RIP برابر ۱۵ است.
• اگر تعداد هاپ‌ها بیشتر از ۱۵ باشد، مسیر به‌عنوان “غیر قابل دسترس” در نظر گرفته می‌شود.

4. روال تبادل اطلاعات مسیریابی:

• مسیریاب‌ها به‌طور دوره‌ای اطلاعات مسیریابی خود را از طریق پیام‌های RIP Update به سایر مسیریاب‌ها ارسال می‌کنند.
• این پیام‌ها شامل اطلاعاتی مانند مقصد، هزینه آن مقصد و دیگر ویژگی‌های مسیریابی است.

5. پیام‌های RIP:

• RIP Request: مسیریاب‌ها از این پیام برای درخواست اطلاعات مسیریابی از دیگر مسیریاب‌ها استفاده می‌کنند.
• RIP Response پس از دریافت درخواست، مسیریاب‌ها اطلاعات مسیریابی خود را از طریق پیام‌های پاسخ ارسال می‌کنند.

انواع مختلف RIP

پروتکلRIP  در دو نسخه مختلف پیاده‌سازی شده است:

1. RIP v1:

RIP v1 نسخه اولیه این پروتکل است که در سال 1988 معرفی شد.

• این نسخه از پروتکل مسیریابی کلاس‌فول استفاده می‌کند و فقط از آدرس‌های IP در کلاس‌های A، B و C پشتیبانی می‌کند.
• RIP v1 هیچ‌گونه مکانیسم امنیتی ندارد و اطلاعات مسیریابی را به‌صورت عمومی ارسال می‌کند که ممکن است باعث آسیب‌پذیری در شبکه شود.
• همچنین، RIP v1 از پروتکل انتشار اعلانات استفاده می‌کند که می‌تواند باعث ایجاد مشکلات در شبکه‌های بزرگ‌تر شود.

2. RIP v2

RIP v2 نسخه به‌روزرسانی‌شده و پیشرفته‌تر این پروتکل است که در سال 1993 معرفی شد.

• در این نسخه، علاوه بر پشتیبانی از آدرس‌های کلاس A، B و C، پروتکل مسیریابی بدون کلاس (CIDR) نیز پشتیبانی می‌شود.
• RIP v2 امکان رمزگذاری و اعلام امنیتی را فراهم می‌کند، به‌طوری که تنها مسیریاب‌های مجاز می‌توانند اطلاعات مسیریابی را دریافت کنند.
• علاوه بر این، RIP v2 پشتیبانی از Multicast به‌جای Broadcast برای ارسال پیام‌های مسیریابی استفاده می‌کند که باعث کاهش بار شبکه می‌شود.

3. RIPng

RIPng نسخه‌ای از RIP است که برای IPv6 طراحی شده است.

• این نسخه مشابه RIP v2 است، اما از IPv6 برای آدرس‌دهی استفاده می‌کند.

الگوریتم RIP: نحوه انتخاب مسیر

در پروتکل RIP، انتخاب بهترین مسیر به‌صورت زیر انجام می‌شود:

1. شروع فرآیند مسیریابی:

• وقتی یک مسیریاب جدید به شبکه اضافه می‌شود یا تغییراتی در توپولوژی شبکه رخ می‌دهد، مسیریاب‌ها اطلاعات خود را با دیگر مسیریاب‌ها به اشتراک می‌گذارند.

2. محاسبه تعداد هاپ‌ها:

•  RIP مسیری را که کمترین تعداد هاپ را دارد انتخاب می‌کند. به‌طور پیش‌فرض، RIP تا ۱۵ هاپ را مجاز می‌داند. مسیری که بیش از ۱۵ هاپ فاصله داشته باشد به‌عنوان “غیر قابل دسترس” در نظر گرفته می‌شود.

3. پاسخ به تغییرات شبکه:

• زمانی که یکی از مسیرها تغییر کند یا یک مسیر جدید در دسترس قرار گیرد، مسیریاب‌ها به‌طور خودکار جدول‌های مسیریابی خود را به‌روزرسانی می‌کنند.

مزایا و معایب RIP

مزایا:

1. سادگی و پیاده‌سازی آسان: RIP به‌دلیل سادگی و ساختار کم‌پیچیده‌اش برای پیاده‌سازی و پیکربندی بسیار آسان است.
2. پشتیبانی از شبکه‌های کوچک و متوسط: RIP برای شبکه‌های کوچک و متوسط که نیاز به یک پروتکل ساده دارند، بسیار مناسب است.
3. پشتیبانی از IPv6: نسخه RIPng از IPv6 پشتیبانی می‌کند.

معایب:

1. محدودیت در تعداد هاپ‌ها: بزرگ‌ترین مشکل RIP، محدودیت تعداد هاپ‌ها به ۱۵ است که باعث می‌شود در شبکه‌های بزرگ و پیچیده غیرعملی باشد.
2. عدم مقیاس‌پذیری: RIP نمی‌تواند در شبکه‌های بزرگ مقیاس‌پذیر باشد و در چنین شبکه‌هایی عملکرد آن کاهش می‌یابد.
3. عدم پشتیبانی از ویژگی‌های پیشرفته: از آنجایی که RIP یک پروتکل ساده است، فاقد ویژگی‌هایی مانند پشتیبانی از QoS یا انتخاب مسیر بر اساس معیارهای مختلف است.
4. عدم وجود امنیت در نسخه‌های قدیمی: RIP v1 هیچ مکانیسم امنیتی برای جلوگیری از حملات ندارد.

کاربردهای RIP

• شبکه‌های کوچک و متوسط: RIP  برای شبکه‌هایی که پیچیدگی کمی دارند و نیاز به پیاده‌سازی یک پروتکل ساده دارند، مناسب است.
• شبکه‌های آموزشی: به‌دلیل سادگی، RIP در آموزش مفاهیم مسیریابی در محیط‌های آموزشی استفاده می‌شود.
• شبکه‌های با توپولوژی ثابت: در شبکه‌هایی که توپولوژی ثابت و تغییرات کمی دارند، RIP می‌تواند گزینه مناسبی باشد.

در ادامه، نحوه پیکربندی پروتکل RIP در تجهیزات سیسکو را شرح می‌دهیم. این پیکربندی برای پروتکل RIP v2 است، زیرا به‌طور گسترده‌تری در شبکه‌ها استفاده می‌شود و از قابلیت‌های بیشتری برخوردار است.

پیکربندی RIP در دستگاه‌های سیسکو

گام اول: وارد شدن به حالت پیکربندی

1. ابتدا باید وارد حالت privileged exec (حالت اجرایی ویژه) دستگاه سیسکو شوید:

Router> enable

2. سپس وارد حالت global configuration (حالت پیکربندی جهانی) شوید:

Router# configure terminal

گام دوم: فعال کردن RIP

1. برای فعال کردن پروتکل RIP، دستور زیر را وارد کنید:

Router(config)# router rip

این دستور باعث می‌شود که روتر به حالت پیکربندی RIP وارد شود.

گام سوم: تعیین ورژن RIP

1. به‌طور پیش‌فرض، ممکن است نسخه RIP که روی دستگاه سیسکو فعال است، نسخه ۱ باشد. برای فعال کردن RIP v2، از دستور زیر استفاده کنید:

Router(config-router)# version 2

گام چهارم: تعیین شبکه‌ها (Networks ) برای RIP

1. در این مرحله، باید شبکه‌هایی که قرار است توسط پروتکل RIP مسیریابی شوند را مشخص کنید. با استفاده از دستور “network” شبکه‌هایی را که می‌خواهید RIP آنها را مسیریابی کند، وارد کنید:

Router(config-router)# network 192.168.1.0

Router(config-router)# network 10.0.0.0

توجه کنید که در RIP این دستور آدرس شبکه‌های Classful را می‌گیرد. بنابراین، برای هر شبکه‌ای که می‌خواهید در RIP فعال باشد، باید آدرس شبکه را به صورت کلاس‌فول وارد کنید. برای مثال، برای شبکه 192.168.1.0/24، شما فقط باید “network 192.168.0.0”  را وارد کنید.

گام پنجم: جلوگیری از تبلیغ شبکه‌های خاص

1. اگر بخواهید از تبلیغ (Advertise) یک شبکه خاص جلوگیری کنید (مثلاً برای شبکه‌های داخلی یا روت‌های غیرمجاز)، می‌توانید از دستور passive-interface استفاده کنید:

Router(config-router)# passive-interface GigabitEthernet0/1

این دستور باعث می‌شود که RIP از این اینترفیس برای ارسال پیام‌های RIP استفاده نکند.

گام ششم: فعال کردن پخش به‌جای پخش عمومی (Multicast)

1. در RIP v2، پیام‌های مسیریابی به‌صورت multicast به‌جای broadcast ارسال می‌شود. به طور پیش‌فرض، این ویژگی فعال است و نیازی به پیکربندی ندارد. برای اطمینان از فعال بودن آن، می‌توانید دستور زیر را وارد کنید:

Router(config-router)# no auto-summary

این دستور باعث می‌شود که پروتکل RIP در هنگام مسیریابی کلاس‌های مختلف IP، به‌طور خودکار آن‌ها را خلاصه نکرده و شبکه‌ها را به صورت دقیق‌تر مسیریابی کند.

گام هفتم: مشاهده جدول مسیریابی RIP

پس از پیکربندی و فعال‌سازی RIP، می‌توانید جدول مسیریابی دستگاه را مشاهده کنید تا ببینید که RIP مسیریابی را انجام داده است:

Router# show ip route rip

این دستور تمام مسیرهایی که از طریق RIP  مسیریابی شده‌اند را نشان می‌دهد.

گام هشتم: ذخیره پیکربندی

برای ذخیره تغییرات خود در پیکربندی دستگاه، از دستور زیر استفاده کنید:

Router# write memory

یا به‌طور معادل:

Router# copy running-config startup-config

این کار باعث می‌شود که پیکربندی‌های انجام‌شده در حافظه running-config ذخیره شوند و پس از ریستارت دستگاه، حفظ شوند.

نکات اضافی

• Rip و تغییرات در توپولوژی شبکه: زمانی که توپولوژی شبکه تغییر کند (مانند اضافه شدن مسیریاب جدید یا تغییر در شبکه‌ها)، پروتکل RIP به‌طور خودکار جداول مسیریابی خود را به‌روز می‌کند.

• حالت RIP در شبکه‌های بزرگ: با توجه به محدودیت تعداد هاپ‌ها در RIP (15 هاپ)، این پروتکل برای شبکه‌های بزرگ‌تر مناسب نیست و ممکن است باعث ایجاد مشکلات عملکردی شود. در چنین مواردی، استفاده از پروتکل‌های مسیریابی پیشرفته‌تری مانند OSPF یا EIGRP توصیه می‌شود.

• امنیت در RIP: برای محافظت از شبکه در برابر حملات یا تغییرات غیرمجاز، می‌توانید از رمزگذاری پیام‌های RIP در نسخه RIP v2 استفاده کنید، که با پیکربندی authentication انجام می‌شود. این قابلیت، به‌ویژه در محیط‌های حساس، اهمیت زیادی دارد.

نتیجه‌گیری

پیکربندی پروتکل RIP در دستگاه‌های سیسکو به‌دلیل سادگی و سرعت در پیکربندی، برای شبکه‌های کوچک و متوسط بسیار مفید است. در حالی که این پروتکل به‌طور گسترده‌ای در گذشته استفاده می‌شد، به دلیل محدودیت‌هایی که دارد (مانند حداکثر ۱۵ هاپ) بیشتر در شبکه‌های کوچک یا آموزشی کاربرد دارد. در شبکه‌های پیچیده‌تر، استفاده از پروتکل‌های پیشرفته‌تر مانند OSPF یا EIGRP معمولاً توصیه می‌شود.