مسیریابی شبکه یا Routing چیست؟

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

Routing در شبکه‌های packet-switching، مانند اینترنت، مسیر پکت‌های IP را انتخاب می‌کند و مبدا و مقصد آنها را مشخص می‌نماید. این تصمیمات مسیریابی اینترنتی توسط یکی از سخت افزارهای مخصوص شبکه به نام روتر، گرفته می‌شود.

در مورد تصویر پایین، برای این که یک پکت داده از کامپیوتر A به کامپیوتر B برسد، از کدام شبکه‌ها بهتر است عبور کند؟ از شبکه‌های 1،3 و 5 یا شبکه‌های 2 و 4؟ اگر از شبکه‌های 2 و 4 عبور کند، مسیر کوتاهتری را طی خواهد کرد و اگر از شبکه‌های 1، 3 و 5 عبور کند، سریع‌‌تر انجام می‌شود. این تصمیم‌گیری، توسط روترهای شبکه انجام می‌شود.

مسیریابی شبکه (Routing) چگونه رخ می‌دهد؟

روترها به منظور تصمیم‌گیری در مورد نحوۀ مسیریابی پکت‌ها، به جداول مسیریابی داخلی مراجعه می‌کنند. یک جدول مسیریابی، مسیرهایی را که پکت‌ها می‌بایست طی کنند تا به مقصد مورد نظر برسند را ثبت می‌کند. دقیقا مانند جدول زمان‌بندی قطارها، که مسافران قطار مشورت می‌کنند تا تصمیم بگیرند سوار کدام قطار شوند.

اساس روش روترها به این قرار است: زمانی که یک روتر، پکتی را دریافت می‌کند، ابتدا هدر آن را می‌خواند تا بداند مقصد مورد نظر آن چیست؛ دقیقا مانند راهنمای قطار که بلیط مسافران را نگاه می‌کند تا بداند آنها کدام قطار را باید سوار شوند. سپس بر اساس اطلاعات موجود در جدول مسیریابی، مسیر پکت را مشخص می‌کند.

قابل ذکر است روترها این کار را میلیون‌ها بار، با میلیون‌ها پکت انجام می‌دهند. هنگامی که یک بسته به مقصد خود می‌رسد، 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 می‌کند. در این صورت مسیرهایی که پکت‌های داده از طریق شبکه طی می‌کنند، غیر قابل تغییر است مگر این که توسط مدیر بروزرسانی شود.

جداول مسیریابی پویا، به صورت خودکار بروزرسانی می‌شوند. روترهای داینامیک (پویا) از پروتکل‌های مسیریابی مختلف استفاده می‌کنند تا کوتاه‌ترین و سریع‌ترین مسیر را پیدا کنند.

در ضمن انتخاب مسیر را بر اساس مدت زمانی که طول می‌کشد تا پکت‌ها به مقصد خود برسد نیز انجام می‌دهند، مانند راهی که Google map یا سایر خدمات GPS انتخاب می‌کنند تا بهترین مسیر را برای رانندگی تعیین کنند.

مسیریابی پویا نیاز به قدرت محاسباتی بیشتری دارد، به همین دلیل است که شبکه‌های کوچک‌تر ممکن است به مسیریابی استاتیک متکی باشند. اما مسیریابی پویا برای شبکه‌های متوسط و بزرگ‌تر مناسب‌تر و کارآمدتر است.

پروتکل‌های اصلی مسیریابی کدامند؟

یک پروتکل در شبکه، روشی استاندارد برای قالب‌بندی داده‌ها می‌باشد، به طوری که هر کامپیوتر متصل می‌تواند داده‌ها را شناسایی و تفسیر کند. پروتکل مسیریابی، پروتکلی است که برای شناسایی یا اعلام مسیرهای شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

پروتکل‌های زیر به پکت‌های داده کمک می‌کنند تا راه خود را در اینترنت پیدا کنند:

IP: پروتکل اینترنت، مبدا و مقصد هر پکت داده را مشخص می‌کند. روترها قادر به شناسایی هدر هر پکت می‌باشند تا مشخص کنند آنها را به کجا ارسال کنند.

BGP: پروتکل Border Gateway یک پروتکل مسیریابی است که اعلام می‌کند کدام شبکه، کدام آدرس IP را کنترل می‌کند. ( شبکه‌های بزرگی که اعلامیه‌های BGP را ایجاد می‌کنند، تحت عنوان automous system معروف هستند) در ضمن BGP یک پروتکل پویا به شمار می‌رود.

پروتکل‌های زیر، پکت‌ها را در AS قرار می‌دهند:

OSPF: پروتکل Open Shortest Path First معمولا توسط روترهای شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد تا سریع‌ترین و کوتاه‌ترین مسیرهای موجود و در دسترس برای ارسال پکت‌ها 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 شبکه‌ی دیگر می‌رود، تحت عنوان هاپ شناخته می‌شود) کوتاه‌ترین مسیر را از یک شبکه به شبکه‌ی دیگر شناسایی می‌کند. بنابراین شمارش هاپ به تعداد روترهای یک پکت که می‌بایست از یک مسیر عبور کنند، اشاره دارد.

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

روتر چیست؟

روتر یکی از سخت افزارهای شبکه است که مسئول ارسال پکت‌ها به مقصدهایشان می‌باشد. روترها به دو یا چند شبکه IP یا شبکه‌های زیر مجموعه کانکت می‌شوند و در صورت نیاز، پکت‌ها را بین آنها منتقل می‌کند.

از روتر در خانه و محل کار استفاده می‌شود تا اتصالات شبکه محلی را ایجاد کرد. بیشتر روترهای قدرتمند در سراسر اینترنت کار می‌کنند و به data packet در رسیدن به مقصدشان کمک می‌نمایند.