Routing

مقدمه

مسیریابی (Routing) در شبکه‌های کامپیوتری یکی از مفاهیم بنیادی است که در آن بسته‌های داده از یک مبدا به مقصد هدایت می‌شوند. این فرآیند از طریق الگوریتم‌های مسیریابی مختلف انجام می‌شود که بر اساس پروتکل‌های مسیریابی مختلف مانند EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) و IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) طراحی شده‌اند. این پروتکل‌ها به‌ویژه در شبکه‌های پیچیده و مقیاس‌پذیر مانند شبکه‌های شرکتی و اینترنت کاربرد دارند.

مفاهیم اساسی مسیر یابی

1. مسیر (Route): مسیری است که بسته‌ها از آن عبور می‌کنند تا به مقصد برسند.
2. مسیر یاب (Router): دستگاهی که مسئول هدایت بسته‌ها به سمت مقصد مناسب است.
3. جدول مسیریابی (Routing Table): هر مسیر یاب برای تعیین بهترین مسیر به مقصدها از یک جدول مسیریابی استفاده می‌کند که شامل آدرس‌های مقصد و مسیری که بسته باید از آن عبور کند، می‌باشد.
4. پروتکل‌های مسیر یابی: پروتکل‌هایی که به مسیر یاب‌ها کمک می‌کنند تا اطلاعات مربوط به مسیرها را مبادله کنند و بهترین مسیرها را انتخاب کنند.

پروتکل‌های مسیریابی

1. RIP (Routing Information Protocol) یک پروتکل ساده مبتنی بر الگوریتم مسیریابی فاصله-برداری (Distance Vector) است.
2. OSPF (Open Shortest Path First) پروتکلی مبتنی بر لینک-حالت (Link State) است که در شبکه‌های بزرگ استفاده می‌شود و از الگوریتم Dijkstra برای انتخاب بهترین مسیر استفاده می‌کند.
3. EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) یک پروتکل مسیریابی پیشرفته است که توسط شرکت سیسکو توسعه یافته است. این پروتکل ترکیبی از ویژگی‌های مسیریابی فاصله-برداری (Distance Vector) و لینک-حالت (Link State) است و توانایی‌های زیادی مانند مقیاس‌پذیری بالا و استفاده از الگوریتم Diffusing Update Algorithm (DUAL) برای انتخاب بهترین مسیر را فراهم می‌کند.
4. IS-IS (Intermediate System to Intermediate System) یک پروتکل مسیریابی لینک-حالت (Link State) است که به‌طور گسترده در شبکه‌های بزرگ و پیچیده مانند شبکه‌های تلفن همراه و اینترنت استفاده می‌شود. IS-IS مشابه OSPF است اما ویژگی‌های خاص خود را دارد که آن را برای شبکه‌های بسیار مقیاس‌پذیر مناسب می‌کند.
5. BGP (Border Gateway Protocol) پروتکلی است که در تبادل داده‌ها بین شبکه‌های مختلف در اینترنت به‌کار می‌رود.

IGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

EIGRP یک پروتکل مسیریابی پیشرفته است که ویژگی‌های هر دو پروتکل مسیریابی فاصله-برداری (مانند RIP) و لینک-حالت (مانند OSPF) را ترکیب می‌کند. این پروتکل توسط سیسکو برای بهبود عملکرد مسیریابی در شبکه‌های بزرگ طراحی شده است. ویژگی‌های کلیدی EIGRP عبارتند از:

1. الگوریتم DUAL (Diffusing Update Algorithm): این الگوریتم به EIGRP اجازه می‌دهد تا سریع‌تر به تغییرات شبکه پاسخ دهد و از ایجاد حلقه‌های مسیریابی (Loop) جلوگیری کند.
2. پشتیبانی از انواع مختلف پروتکل‌هاEIGRP: می‌تواند علاوه بر IPv4، ازIPv6 نیز پشتیبانی کند.
3. انتقال سریع به مسیرهای جدید EIGRP قادر است به سرعت مسیرهای جدید را بدون نیاز به انتشار کامل جداول مسیریابی به دیگر مسیریاب‌ها شناسایی کند.
4. افزایش مقیاس‌پذیری: به دلیل استفاده از الگوریتم DUAL و تکنیک‌های پیچیده‌تری برای تجزیه و تحلیل شبکه، EIGRP می‌تواند در شبکه‌های بسیار بزرگ و پیچیده عملکرد بهتری داشته باشد.

IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)

IS-IS یکی از پروتکل‌های مسیریابی لینک-حالت (Link State) است که به‌طور گسترده در شبکه‌های بسیار بزرگ و پیچیده استفاده می‌شود. این پروتکل ابتدا برای استفاده در شبکه‌های OSI طراحی شد اما به‌طور گسترده در شبکه‌های IP به کار گرفته شده است. ویژگی‌های کلیدی IS-IS عبارتند از:

1. عملکرد در مقیاس‌های بزرگ: IS-IS به دلیل استفاده از لینک-حالت (Link State) و عدم وابستگی به توپولوژی‌های خاص، قادر است در شبکه‌های بسیار بزرگ و پیچیده عملکرد مناسبی داشته باشد.
2. پشتیبانی از چندین پروتکل: برخلاف OSPF که به‌طور خاص برای IP طراحی شده، IS-IS می‌تواند برای مسیریابی پروتکل‌های مختلفی مانند IP، CLNP (Connectionless Network Protocol)  و دیگر پروتکل‌های شبکه استفاده شود.
3. مقایسه با OSPF و IS-IS: از نظر عملکرد شباهت زیادی به OSPF دارد، اما به دلیل طراحی ساده‌تر و قابلیت‌های مقیاس‌پذیری بیشتر، در برخی شبکه‌ها مانند شبکه‌های ISP و سازمان‌های بزرگ ترجیح داده می‌شود.
4. استفاده از LSPs (Link State Packets) در IS-IS: مسیریاب‌ها اطلاعات وضعیت لینک‌های خود را از طریق LSPها (پکیت‌های وضعیت لینک) مبادله می‌کنند و این اطلاعات به سایر مسیریاب‌ها ارسال می‌شود تا آن‌ها از وضعیت واقعی شبکه آگاه شوند.

چالش‌های مسیر یابی

1. نوسانات شبکه (Network Instability): تغییرات در توپولوژی شبکه می‌توانند باعث تغییر در بهترین مسیرها شوند و نیاز به به‌روزرسانی‌های مکرر جدول‌های مسیریابی داشته باشند.
2. ازدحام شبکه (Network Congestion): مسیرهای شلوغ و ازدحام‌دار می‌توانند باعث تاخیر و کاهش کارایی شبکه شوند.
3. امنیت شبکه (Network Security): حملات به پروتکل‌های مسیریابی می‌توانند باعث انحراف بسته‌ها به مسیرهای مخرب یا نفوذ به داده‌ها شوند.

نتیجه‌گیری

پروتکل‌های مسیریابی مانند EIGRP و IS-IS هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. EIGRP به‌ویژه برای شبکه‌های تحت سیسکو مناسب است و از سرعت بالایی در به‌روزرسانی جداول مسیریابی برخوردار است. در عین حال، IS-IS به دلیل مقیاس‌پذیری بالاتر و قابلیت پشتیبانی از چندین پروتکل، در شبکه‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتخاب پروتکل مناسب به نیازهای خاص شبکه و پیچیدگی آن بستگی دارد.