11.4
التوجيه الوصليّ
11.4.1
أساسيات التوجيه الوصليّ
الخوارزمية الأساسية الثانية المستعملة للتوجيه هي خوارزمية حالة الوصلة. خوارزميات التوجيه الوصليّ، المعروفة أيضاً بالخوارزميات SPF (اختصار Shortest Path First، أقصر مسار أولاً)، تحافظ على قاعدة بيانات معقّدة بمعلومات عن الطبيعة. في حين أن الخوارزمية المسافيّة تملك معلومات غير محدّدة عن الشبكات البعيدة ولا تملك أي معرفة عن الموجّهات البعيدة، فإن خوارزمية التوجيه الوصليّ تحافظ على معرفة كاملة عن الموجّهات البعيدة وكيف ترتبط بعضها مع بعض. يستعمل التوجيه الوصليّ:
* إعلانات حالة الوصلة (LSAs)
* قاعدة بيانات طوبولوجية
* الخوارزمية SPF، والشجرة SPF الناتجة عن ذلك
* جدول توجيه بالمسارات والمنافذ إلى كل شبكة
لقد طبّق المهندسون مفهوم حالة الوصلة هذا في التوجيه OSPF (اختصار Open Shortest Path First، فتح أقصر مسار أولاً). تحتوي الوثيقة RFC 1583 على وصف عن مفاهيم وعمليات حالة الوصلة لـOSPF.
11.4
التوجيه الوصليّ
11.4.2
كيف تتبادل بروتوكولات حالة الوصلة جداول التوجيه
اكتشاف الشبكة للتوجيه الوصليّ يستعمل العمليات التالية:
1. تتبادل الموجّهات رزم LSA مع بعضها البعض. يبدأ كل موجّه مع الشبكات الموصولة مباشرة به التي يملك معلومات مباشرة عنها.
2. يقوم كل موجّه بالتوازي مع الموجّهات الأخرى ببناء قاعدة بيانات طوبولوجية تحتوي على كل الرزم LSA من الشبكة البينية.
3. تحتسب الخوارزمية SPF قابلية الوصول إلى الشبكة. يبني الموجّه هذه الطبيعة المنطقية كشجرة، مع كونه جذرها، تتألف من كل المسارات الممكنة إلى كل شبكة في شبكات بروتوكول حالة الوصلة. ثم يفرز تلك المسارات ويضع المسار الأقصر أولاً (SPF).
4. يسرد الموجّه أفضل مساراته، والمنافذ إلى تلك الشبكات الوجهة، في جدول التوجيه. كما أنه يحافظ على قواعد بيانات أخرى بعناصر الطبيعة وتفاصيل الحالة.
11.4
التوجيه الوصليّ
11.4.3
كيف تنتشر تغييرات الطبيعة عبر شبكة الموجّهات
تتكل خوارزميات حالة الوصلة على استعمال نفس تحديثات حالة الوصلة. كلما تغيّرت طبيعة حالة وصلة، تقوم الموجّهات التي انتبهت إلى التغيير قبل غيرها بإرسال معلومات إلى الموجّهات الأخرى أو إلى موجّه معيّن تستطيع كل الموجّهات الأخرى استعمالها للتحديثات. هذا يستلزم إرسال معلومات توجيه شائعة إلى كل الموجّهات في الشبكات. لتحقيق تقارب، يقوم كل الموجّه بما يلي:
* يتعقّب أثر جيرانه: إسم كل جار، وما إذا كان الجار مشتغلاً أو معطلاً، وكلفة الوصلة إلى الجار.
* يبني رزمة LSA تسرد أسماء الموجّهات المجاورة له وتكاليف الوصلات، وتتضمن الجيران الجدد، والتغييرات في تكاليف الوصلات، والوصلات إلى الجيران الذين أصبحوا معطّلين.
* يرسل هذه الرزمة LSA لكي تتمكن كل الموجّهات الأخرى من تلقيها.
* عندما يتلقى رزمة LSA، يدوّنها في قاعدة بياناته لكي يحدّث أحدث رزمة LSA تم توليدها من كل موجّه.
* يُكمل خريطة للشبكات باستعمال بيانات الرزم LSA المتراكمة ثم يحتسب المسالك إلى كل الشبكات الأخرى باستعمال الخوارزمية SPF.
كلما تسبّبت رزمة LSA بحصول تغيير في قاعدة بيانات حالة الوصلة، تعيد خوارزمية حالة الوصلة (SPF) احتساب أفضل المسارات وتحدّث جدول التوجيه. ثم، يأخذ كل موجّه تغيير الطبيعة في الحسبان أثناء ?حديده أقصر مسار لاستعماله لتوجيه الرزمة.
ارتباطات الوب
خوارزمية Dijkstra
11.4
التوجيه الوصليّ
11.4.4
همّان بشأن حالة الوصلة
هناك همّان بشأن حالة الوصلة - المعالجة ومتطلبات الذاكرة، ومتطلبات النطاق الموجي.
المعالجة ومتطلبات الذاكرة
يتطلب تشغيل بروتوكولات التوجيه الوصليّ في معظم الحالات أن ?ستعمل الموجّهات ذاكرة أكثر وأن ?نفّذ معالجة أكثر من بروتوكولات التوجيه المسافيّ. يجب أن يتحقق مسؤولو الشبكة من أن الموجّهات التي ?نتقونها قادرة على تزويد تلك الموارد الضرورية.
تتعقّب الموجّهات أثر كل الموجّهات الأخرى في مجموعة وكل شبكة يمكنها الوصول إليها مباشرة. بالنسبة للتوجيه الوصليّ، يجب أن تكون ذاكرتهم قادرة على تخزين معلومات من قواعد بيانات مختلفة، ومن شجرة الطبيعة، ومن جدول التوجيه. إن استعمال خوارزمية Dijkstra لاحتساب SPF يتطلب مهمة معالجة متناسبة مع عدد الوصلات في الشبكة البينية، مضروب بعدد الموجّهات في الشبكة البينية.
متطلبات النطاق الموجي
هناك سبب آخر للقلق يتعلق بالنطاق الموجي الذي يجب استهلاكه ?لفيضان الأولي لرزمة حالة الوصلة. خلال عملية الاكتشاف الأولية، كل الموجّهات التي ?ستعمل بروتوكولات التوجيه الوصليّ ترسل رزم LSA إلى كل الموجّهات الأخرى. يؤدي هذا العمل إلى فيضان الشبكة البينية بسبب تهافت الموجّهات للحصول على النطاق الموجي، ويخفّض مؤقتاً النطاق الموجي المتوفر لحركة المرور الموجَّهة التي تحمل بيانات المستخدم. بعد هذا الفيضان الأولي، تتطلب بروتوكولات التوجيه الوصليّ عادة فقط نطاق موجي أدنى لإرسال رزم LSA النادرة أو التي تسبّبها الأحداث ?التي تبيّن تغييرات الطبيعة.
11.4
التوجيه الوصليّ
11.4.5
إعلانات حالة الوصلة (LSAs) غير المزامَنة المؤدية إلى قرارات غير متناغمة للمسارات بين الموجّهات
الناحية الأهم والأكثر تعقيداً في التوجيه الوصليّ هي التأكد أن كل الموجّهات تحصل على كل الرزم LSA الضرورية. الموجّهات التي تملك مجموعات مختلفة من الرزم LSA تحتسب المسالك بناءً على بيانات طوبولوجية مختلفة. ثم، تصبح الشبكات غير ممكن الوصول إليها نتيجة خلاف بين الموجّهات بشأن وصلة ما. ما يلي هو مثال عن معلومات مسار غير متناغمة:
1. بين الموجّهات C وD، تتعطّل الشبكة 1. يبني الموجّهان رزمة LSA لتبيان حالة عدم إمكانية الوصول هذه.
2. بعد ذلك بقليل، تعاود الشبكة 1 العمل؛ تبرز الحاجة إلى رزمة LSA أخرى توضّح تغيير الطبيعة التالي هذا.
3. إذا كانت الرسالة Network 1, Unreachable الأصلية من الموجّه C تستعمل مساراً بطيئاً للتحديث الخاص بها، سيأتي ذلك التحديث لاحقاً. بإمكان هذه الرزمة LSA أن تصل إلى الموجّه A بعد الرزمة LSA التابعة ?لموجّه D والتي تقول Network 1, Back Up Now.
4. نتيجة حصوله على رزم LSA غير مزامَنة، يمكن أن يواجه الموجّه A مُعضلة بشأن أي شجرة SPF عليه أن يبني. هل يجب أن يستعمل مسارات تتضمن الشبكة 1، أو مسارات من دون الشبكة 1، وأيها تم الإبلاغ عنها بأنها غير ممكن الوصول إليها?
إذا لم يتم توزيع الرزم LSA بشكل صحيح على كل الموجّهات، يمكن أن يؤدي التوجيه الوصليّ إلى وجود مسالك غير صالحة. إن زيادة في بروتوكولات حالة الوصلة في الشبكات الكبيرة جداً يمكن أن يزيد من مشكلة التوزيع الخاطئ ?لرزم LSA. إذا أتى أحد أجزاء الشبكة أولاً وأتت الأجزاء الأخرى لاحقاً، سيختلف ترتيب إرسال وتلقي الرزم LSA. هذا التنويع يمكن أن يعدّل ويُضعف التقارب. قد تتعلّم الموجّهات عن إصدارات مختلفة للطبيعة قبل أن ?بني أشجارها SPF وجداول توجيهها. في شبكة كبيرة، الأجزاء التي يتم تحديثها بسرعة أكبر يمكن أن تسبّب مشاكل للأجزاء التي يتم تحديثها بشكل أبطأ.