777-الفصل 11
نظرة عامة
لقد تعلمت في الفصل "عنونة IP" عملية ضبط تكوين عناوين بروتوكول الانترنت (IP). ستتعلم في هذا الفصل عن استعمالات الموجّه وعملياته في تنفيذ وظائف التشبيك الرئيسية في طبقة الشبكة، الطبقة 3، للطراز المرجعي OSI (اختصار Open System Interconnection). بالإضافة إلى ذلك، ستتعلم الفرق بين بروتوكولات التوجيه والبروتوكولات الموجَّهة وكيف أن الموجّهات تتعقّب المسافة بين الأماكن. أخيراًً، ستتعلم عن أساليب التوجيه المسافيّ (distance-vector) والتوجيه الوصليّ (link-state) والتوجيه الهجين (hybrid) وكيف يحل كل واحد منها مشاكل التوجيه الشائعة.
11.1
أساسيات التوجيه
11.1.1
تحديد المسار
تحديد المسار، لحركة المرور التي تمر عبر غيمة شبكة، يحدث في طبقة الشبكة (الطبقة 3). وظيفة تحديد المسار تمكّن الموجّه من ?قييم المسارات المتوفرة إلى وجهة ما ومن إنشاء المعالجة المفضّلة لرزمة. خدمات التوجيه تستعمل معلومات طبيعة الشبكة عند تقييم مسارات الشبكة. هذه المعلومات يمكن أن يضبط تكوينها مسؤول الشبكة أو يمكن تجميعها من خلال العمليات الديناميكية التي تشتغل في الشبكة.
تزوّد طبقة الشبكة تسليماً بأفضل-جهد للرُزم طرف لطرف عبر الشبكات المترابطة ببعضها. طبقة الشبكة تستعمل جدول توجيه IP لإرسال الرزم من الشبكة المصدر إلى الشبكة الوجهة. بعد أن يحدّد الموجّه أي مسار سيستعمل، يُكمل تمرير الرزمة إلى الأمام. إنه يأخذ الرزمة التي قبلها في واجهة ما ويمرّرها إلى الأمام إلى واجهة أخرى أو منفذ آخر يعكس أفضل مسار إلى وجهة الرزمة. -
11.1
أساسيات التوجيه
11.1.2
كيف توجّه الموجّهات الرزم من المصدر إلى الوجهة
لكي تكون عمليّة حقاً، يجب أن تمثّل الشبكة المسارات المتوفرة بين الموجّهات بشكل متناغم. كما يبيّن الشكل، كل خط بين الموجّهات له رقم تستعمله الموجّهات كعنوان شبكة. يجب أن تعبّر تلك العناوين عن معلومات يمكن أن ?ستعملها عملية توجيه لتمرير الرزم من مصدر نحو وجهة. باستعمال تلك العناوين، تستطيع طبقة الشبكة أن تزوّد اتصال ترحيل يربط الشبكات المستقلة.
إن تناغم عناوين الطبقة 3 عبر كامل الوصلات الداخلية للشبكة ?حسّن أيضاً استعمال النطاق الموجي بمنعه حصول بث غير ضروري. يستحضر البث عبءاً غير ضروري على العمليات ويبذّر السعة في أي أجهزة أو وصلات لا تحتاج إلى تلقي البث. باستعمال عنونة طرف لطرف متناغمة لتمثيل مسار وصلات الوسائط، تستطيع طبقة الشبكة أن تجد مساراً إلى الوجهة من دون إرهاق الأجهزة أو الوصلات الداخلية للشبكة بعمليات بث غير ضرورية.
11.1
أساسيات التوجيه
11.1.3
عنونة الشبكة والمضيفين
يستعمل الموجّه عنوان الشبكة لتعريف الشبكة الوجهة (شبكة المناطق المحلية) لرزمة ضمن شبكات مترابطة. يبيّن الرسم ثلاثة أرقام شبكات تعرّف أقساماً موصولة بالموجّه.
لبعض بروتوكولات طبقة الشبكة، هذه العلاقة ينشئها مسؤول شبكة يعيّن عناوين مضيفي الشبكة وفقاً لخطة عنونة داخلية محدّدة مسبقاً. لبقية بروتوكولات طبقة الشبكة، يكون تعيين عناوين المضيفين ديناميكياً بشكل جزئي أو كلي. معظم أنظمة عنونة بروتوكولات الشبكة تستعمل نوعاً من أنواع عناوين المضيفين أو العُقد. في الرسم، يوجد ثلاثة مضيفين يتشاركون رقم الشبكة 1. -
11.1
أساسيات التوجيه
11.1.4
انتقاء المسار وتبديل الرزم
يقوم الموجّه عادة بترحيل رزمة من وصلة بيانات إلى وصلة بيانات أخرى، باستعمال وظيفتين أساسيتين:
* وظيفة تحديد مسار
* وظيفة تبديل.
يوضّح الشكل كيف تستعمل الموجّهات العنونة لوظائف التوجيه والتبديل تلك. يستعمل الموجّه جزء الشبكة في العنوان لينتقي المسارات من أجل تمرير الرزمة إلى الموجّه التالي على طول المسار.
تتيح وظيفة التبديل للموجّه قبول رزمة في واجهة واحدة وتمريرها إلى الأمام من خلال واجهة ثانية. وظيفة تحديد المسار تمكّن الموجّه من انتقاء أنسب واجهة لتمرير الرزمة إلى الأمام. جزء العقدة في العنوان يستعمله الموجّه الأخير (الموجّه الموصول بالشبكة الوجهة) لتسليم الرزمة إلى المضيف الصحيح.
11.1
أساسيات التوجيه
11.1.5
البروتوكول الموجَّه مقابل بروتوكول التوجيه
بسبب الشبه بين المصطلحين، غالباً ما يحصل خلط بين البروتوكول الموجَّه وبروتوكول التوجيه.
البروتوكول الموجَّه هو أي بروتوكول شبكة يزوّد ما يكفي من معلومات في عنوان طبقة شبكته للسماح بتمرير رزمة من مضيف إلى آخر بناءً على نظام العنونة. تعرّف البروتوكولات الموجَّهة تنسيقات الحقول ضمن الرزمة. يتم عادة نقل الرزم من نظام إلى آخر. بروتوكول الانترنت (IP) هو مثال عن بروتوكول موجَّه.
تدعم بروتوكولات التوجيه بروتوكولاً موجَّهاً بتزويدها آليات لمشاركة معلومات التوجيه. تنقل بروتوكول التوجيه الرسائل بين الموجّهات. يتيح بروتوكول التوجيه للموجّهات الاتصال بالموجّهات الأخرى لتحديث وصيانة الجداول. أمثلة TCP/IP عن بروتوكولات التوجيه هي:
* RIP (اختصار Routing Information Protocol، بروتوكول معلومات التوجيه)
* IGRP (اختصار Interior Gateway Routing Protocol، بروتوكول توجيه العبّارة الداخلية)
* EIGRP (اختصار Enhanced Interior Gateway Routing Protocol، بروتوكول توجيه العبّارة الداخلية المحسّن)
* OSPF (اختصار Open Shortest Path First، فتح أقصر مسار أولاً)
11.1
أساسيات التوجيه
11.1.6
عمليات بروتوكولات طبقة الشبكة
عندما يحتاج برنامج مضيف إلى إرسال رزمة إلى وجهة في شبكة مختلفة، يعنون المضيف إطار وصلة البيانات إلى الموجّه، باستعمال عنوان إحدى واجهات الموجّه. تقوم عملية طبقة شبكة الموجّه بفحص مقدمة الرزمة الواردة لتحديد الشبكة الوجهة، ثم تستشير جدول التوجيه الذي يربط الشبكات بالواجهات الصادرة. يتم تغليف الرزمة مرة أخرى في إطار وصلة البيانات الملائم للواجهة المنتقاة، وتوضع في الطابور لتسليمها إلى الوثبة التالية في المسار.
تجري هذه العملية كلما تم تمرير رزمة من خلال موجّه آخر. في الموجّه الموصول بشبكة المضيف الوجهة، يتم تغليف الرزمة في نوع إطار وصلة البيانات التابعة لشبكة المناطق المحلية الوجهة ويتم تسليمها إلى المضيف الوجهة.
11.1
أساسيات التوجيه
11.1.7
التوجيه المتعدد البروتوكولات
الموجّهات قادرة على دعم عدة بروتوكولات توجيه مستقلة وعلى صيانة جداول توجيه لعدة بروتوكولات موجَّهة. تتيح هذه القدرة للموجّه تسليم الرزم من عدة بروتوكولات موجَّهة على نفس وصلات البيانات.
11.2
لماذا بروتوكولات التوجيه ضرورية
11.2.1
المسالك الساكنة مقابل المسالك الديناميكية
معرفة المسالك الساكنة يديرها يدوياً مسؤول شبكة يكتبها في تكوين موجّه. يجب على المسؤول أن يحدّث إدخال المسالك الساكنة هذا يدوياً كلما كان تغيير في طبيعة شبكة بينية يتطلب تحديثاً.
معرفة المسالك الديناميكية تعمل بشكل مختلف. بعد أن يكتب مسؤول الشبكة أوامر التكوين لبدء توجيه ديناميكي، تقوم عملية توجيه بتحديث معرفة التوجيه تلقائياً كلما تم تلقي معلومات جديدة من الشبكة البينية. يتم تبادل التغييرات في المعرفة الديناميكية بين الموجّهات كجزء من عملية التحديث.