روتینگ چیست؟ راهنمای جامع برای درک اصول مسیریابی در شبکه

روتینگ چیست؟ Routing یا مسیریابی شبکه فرایندی است که در آن بهترین مسیرها در شبکه داخلی و خارجی شناسایی و انتخاب می‌شود.

در واقع در Routing با انتخاب یک مسیر درست، داده‌ها از مبدا به مقصد منتقل می‌شوند. در این راهنما با بررسی اینکه روتینگ چیست و انواع مسیریابی شبکه، شما می‌توانید بهترین انتخاب را داشته باشید.

روتینگ چیست؟

به نقل از ravistek ” مسیریابی شبکه به فرآیند یافتن و انتخاب مسیر بین دستگاه‌ها و شبکه‌ها گفته می‌شود. درواقع مسیریابی شبکه روشی است که دستگاه‌ها یا گره‌ها مسیر ارتباط را انتخاب می‌کنند.”

پس روتینگ چیست؟ روتینگ یا مسیریابی فرآیندی است که در آن انتخاب بهترین مسیر برای انتقال داده‌ها از یک گره به گره دیگر انجام می‌شود. این فرآیند در شبکه‌های مختلفی ازجمله اینترنت و VoIP کاربرد دارد.

در شبکه‌های اینترنتی، روتینگ با استفاده از روترها انجام می‌شود که مسئول تعیین مسیر داده‌ها از مبدا به مقصد هستند. روترها تصمیم می‌گیرند که بسته‌های داده از چه مسیری عبور کنند تا به هدف نهایی برسند. به‌طور کلی، روتینگ در خدمات شبکه کمک می‌کند تا انتقال داده‌ها به‌صورت سریع و بهینه انجام شود.

Routing چگونه انجام می شود؟

روتینگ فرآیند انتخاب مسیر مناسب برای داده‌ها در شبکه است که توسط روترها انجام می‌شود. زمانی که یک روتر پکت را دریافت می‌کند، ابتدا هدر آن را بررسی کرده و مقصد آن را شناسایی می‌کند.

سپس با استفاده از جدول مسیریابی، بهترین مسیر را انتخاب می‌کند. این جداول می‌توانند استاتیک یا پویا باشند. در روتینگ استاتیک، مسیرها به‌صورت دستی توسط مدیر شبکه تنظیم می‌شوند و تغییرات آن نیاز به به‌روزرسانی دستی دارند.

اما در روتینگ پویا، روترها به‌طور خودکار از پروتکل‌های مسیریابی برای یافتن بهترین مسیر استفاده می‌کنند، مشابه کاری که Google Maps برای مسیریابی انجام می‌دهد.

با توجه به اینکه می‌دانیم روتینگ چیست، باید گفت در شبکه‌های VoIP، روتینگ اهمیت ویژه دارد چرا که انتخاب مسیر مناسب می‌تواند کیفیت تماس‌های صوتی را تحت تأثیر قرار دهد.

انواع مسیریابی شبکه کدامند؟

مسیریابی شبکه یکی از اجزای اصلی هر شبکه است که نقش مهمی در انتقال داده‌ها و حفظ کیفیت ارتباطات ایفا می‌کند. با توجه به درک اینکه روتینگ چیست، می‌توان به انواع مختلفی از مسیریابی اشاره کرد که هرکدام بسته به نیاز شبکه و شرایط مختلف انتخاب می‌شوند و شامل موارد زیر می‌شوند:

مسیریابی استاتیک

مسیریابی استاتیک به‌طور دستی توسط مدیر شبکه تنظیم می‌شود و مسیرها به‌صورت ثابت باقی می‌مانند. این نوع مسیریابی زمانی استفاده می‌شود که تغییرات در شبکه کم است یا مسیرهای مشخصی برای داده‌ها وجود دارد.

در شبکه‌های کوچک یا در شبکه‌هایی که نیاز به تغییرات مداوم ندارند، مسیریابی استاتیک می‌تواند کارآمد باشد. در مسیریابی استاتیک، روتینگ VoIP و انتقال داده‌ها بیشتر به‌صورت پیش‌فرض انجام می‌شود.

مسیریابی پیش‌فرض

مسیریابی پیش‌فرض به شبکه این امکان را می‌دهد که در صورت عدم وجود مسیر مشخص برای رسیدن به مقصد، داده‌ها را به یک مقصد از پیش تعیین‌شده هدایت کند. این نوع مسیریابی معمولاً در شبکه‌های بزرگ‌تر که اتصال به چندین شبکه مختلف دارند استفاده می‌شود.

مسیریابی پیش‌فرض برای کاهش پیچیدگی و اطمینان از ارسال صحیح داده‌ها به مقصد استفاده می‌شود. برای انتخاب مسیر، روتر به فاصله مدیریتی و میزان قابل‌اعتماد بودن مسیر توجه می‌کند.

مسیریابی پویا

مسیریابی پویا به‌طور خودکار مسیرهای انتقال داده‌ها را با توجه به شرایط شبکه تغییر می‌دهد. این نوع مسیریابی معمولاً در شبکه‌های بزرگ که نیاز به به‌روزرسانی مداوم دارند استفاده می‌شود.

به نقل از راویستک ” مسیریابی پویا به‌طور مداوم جدول مسیریابی خود را با مسیرها و هزینه و متریک آن‌ها به‌روز می‌کند و درنهایت تصمیمات مسیریابی شبکه بهینه را بر اساس تغییر محیط‌های عملیاتی شبکه می‌گیرد.”

روترها در مسیریابی پویا با استفاده از پروتکل‌هایی مانند OSPF یا BGP، اطلاعات مسیریابی را به‌طور مستمر با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند تا بهترین مسیر را برای انتقال داده‌ها پیدا کنند.

معرفی پروتکل های اصلی روتینگ

پروتکل روتینگ چیست؟ پروتکل‌های مسیریابی اصلی شبکه به انتقال داده‌ها بین شبکه‌ها کمک می‌کنند و تضمین می‌کنند که اطلاعات به‌طور مؤثر و بدون خطا به مقصد برسند. انواع پروتکل های اصلی روتینگ عبارت‌اند از:

پروتکل RIP (Routing Information Protocol)

RIP یکی از پروتکل‌های مسیریابی پویا است که برای تعیین مسیرهای شبکه استفاده می‌شود. این پروتکل مسیرها را بر اساس فاصله می‌سنجد و اطلاعات را هر ۳۰ ثانیه به‌روزرسانی می‌کند. در شبکه‌های کوچک، مانند شبکه‌های VoIP، RIP می‌تواند یک انتخاب ساده و کارآمد باشد.

پروتکل IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)

IGRP برای مسیریابی در شبکه‌های داخلی طراحی شده است و از الگوریتم‌های پیچیده‌ای برای انتخاب بهترین مسیر استفاده می‌کند. این پروتکل با توجه به فاکتورهای مختلفی مانند پهنای باند و تأخیر تصمیم می‌گیرد که کدام مسیر بهینه است. در شبکه‌های بزرگ که نیاز به مسیریابی داخلی پیچیده دارند، IGRP گزینه مناسبی است.

پروتکل OSPF (Open Shortest Path First)

OSPF یک پروتکل مسیریابی پویا است که بر اساس الگوریتم کوتاه‌ترین مسیر عمل می‌کند و اطلاعات مربوط به پیوندهای شبکه را به‌صورت خودکار به‌روزرسانی می‌کند. این پروتکل برای شبکه‌های بزرگ و پیچیده که نیاز به بهینه‌سازی مسیریابی دارند، بسیار مناسب است و در شبکه‌های VoIP نیز کاربرد دارد.

پروتکل EGP (Exterior Gateway Protocol)

پروتکل EGP برای مسیریابی بین دامنه‌های مختلف یا شبکه‌های جداگانه استفاده می‌شود. این پروتکل به‌ویژه در ارتباطات اینترنتی و شبکه‌های گسترده‌ای مانند اینترنت به‌کار می‌رود. در مسیریابی شبکه‌هایی که به اینترنت متصل هستند، EGP می‌تواند به تبادل اطلاعات مسیریابی بین روترها کمک کند.

پروتکل EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

EIGRP ترکیبی از مزایای مسیریابی استاتیک و پویا است و برای مدیریت مسیریابی در شبکه‌های پیچیده استفاده می‌شود. این پروتکل اطلاعات پیوندهای شبکه را به‌طور مداوم به‌روزرسانی کرده و به بهبود کیفیت مسیریابی در شبکه کمک می‌کند. EIGRP در شبکه‌های VoIP برای اطمینان از کیفیت بالا در ارتباطات استفاده می‌شود.

پروتکل BGP (Border Gateway Protocol)

BGP یک پروتکل مسیریابی خارجی است که برای تبادل اطلاعات مسیریابی بین دامنه‌ها و شبکه‌های مختلف در اینترنت استفاده می‌شود. این پروتکل تصمیم‌گیری در مورد بهترین مسیر را بر اساس سیاست‌ها و کیفیت لینک‌ها انجام می‌دهد. در شبکه‌های پیچیده و گسترده، مانند اینترنت، BGP ابزار کلیدی برای مدیریت ترافیک است.

پروتکل IS-IS (Intermediate System to Intermediate System)

IS-IS برای ارسال اطلاعات مسیریابی در شبکه‌های داخلی به کار می‌رود و قادر است به‌طور مؤثر در شبکه‌های بزرگ و پیچیده مانند ارتباطات موبایل یا شهری عمل کند. این پروتکل می‌تواند به‌خوبی مقیاس‌پذیری شبکه را حفظ کند و به مسیریابی سریع‌تر کمک کند.

شاخص های مهم Routing کدامند؟

در مسیریابی شبکه، انتخاب بهترین مسیر به فاکتورهای متعددی بستگی دارد که به‌عنوان شاخص‌های مسیریابی شناخته می‌شوند؛ اما شاخص‌های روتینگ چیست؟ این شاخص‌ها نقش مهمی در تصمیم‌گیری روترها برای مسیریابی بهینه دارند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم:

تعداد پرش

تعداد پرش نشان‌دهنده تعداد دستگاه‌هایی است که یک بسته باید از آن‌ها عبور کند تا به مقصد برسد. در پروتکل‌های مختلف، کمترین تعداد پرش به‌عنوان بهترین مسیر انتخاب می‌شود.

تأخیر

تأخیر مدت زمانی است که برای انتقال داده از مبدا به مقصد نیاز است. هرچه تأخیر کمتر باشد، مسیر سریع‌تر و بهینه‌تر در نظر گرفته می‌شود.

پهنای باند

پهنای باند به میزان ظرفیت انتقال داده از طریق یک لینک گفته می‌شود. لینک‌هایی با پهنای باند بالاتر، مانند لینک‌های گیگابیتی، برای مسیریابی بهینه‌تر و سریع‌تر انتخاب می‌شوند.

بار جریان

بار جریان میزان استفاده از منابع شبکه مانند روترها و لینک‌ها را نشان می‌دهد. در شبکه‌هایی مانند VoIP، پروتکل‌ها مسیرهایی با کمترین بار جریان را برای بهبود عملکرد انتخاب می‌کنند.

قابلیت اطمینان

قابلیت اطمینان به میزان احتمال پایدار بودن یک مسیر در طول زمان اشاره دارد. مسیری که قابلیت اطمینان بالاتری داشته باشد، معمولاً انتخاب می‌شود تا از قطع ارتباطات جلوگیری شود.

هزینه

هزینه می‌تواند شامل هزینه‌های مالی یا فنی باشد که برای عبور یک بسته از یک مسیر خاص نیاز است. در برخی پروتکل‌ها، هزینه به‌عنوان یک شاخص برای انتخاب مسیر با کمترین قیمت در نظر گرفته می‌شود.

اصطلاحات کاربردی و رایج درباره مسیریابی شبکه

همان‌طور که می‌دانیم روتینگ چیست باید درباره اصطلاحات کاربردی و رایجی که در مسیریابی شبکه استفاده می‌شود نیز اطلاعاتی داشته باشیم. این اصطلاحات عبارت‌اند از:

• میزبان یا هاست

هاست یک دستگاه متصل به شبکه است که می‌تواند به‌عنوان سرور یا کلاینت عمل کند و با آدرس IP منحصربه‌فرد شناخته می‌شود.

• مسیریاب شبکه یا روتر

روتر دستگاهی است که داده‌ها را بین شبکه‌های مختلف هدایت می‌کند و با تحلیل مسیرها، بهترین مسیر را انتخاب می‌کند.

• جدول مسیریابی

یک جدول حاوی اطلاعات مسیرها است که به روتر کمک می‌کند داده‌ها را به مقصد مناسب هدایت کند.

• شبکه دور

شبکه‌ای است که از طریق یک اتصال عمومی (مثل اینترنت) به شبکه دیگر متصل می‌شود و برای سرویس‌هایی مثل VPN و VoIP کاربرد دارد.

• هاپ

هاپ به هر گره میانی در مسیر داده‌ها گفته می‌شود. هرچه تعداد هاپ‌ها بیشتر باشد، تأخیر و احتمال خطا نیز افزایش می‌یابد.

• هاپ بعدی

به آدرس گره یا روتر بعدی در مسیر داده‌ها گفته می‌شود که بسته‌ها برای رسیدن به مقصد باید به آن هدایت شوند.

• سگمنت

واحد داده‌ای در لایه چهارم مدل OSI که شامل اطلاعات کنترلی مانند شماره پورت‌ها و داده‌های اصلی است.

کلام پایانی

اگر بخواهید شبکه‌ای پایدار، سریع و بهینه داشته باشید، درک اینکه روتینگ چیست و چگونه مسیرهای داده را مدیریت می‌کند، امری ضروری است. با شناخت بهتر اصول روتینگ، می‌توانید ساختار شبکه خود را به سطحی حرفه‌ای‌تر ارتقا دهید.