روش های مسیريابي در شبکه Lan
مسیریابی (Routing) در شبکههای LAN، اغلب با استفاده از سوئیچهای لایه ۲ و روترهای لایه ۳ انجام میشود. در اینجا مهمترین روشهای مسیریابی در LAN را به زبان ساده و ساختارمند توضیح میدهیم.
اصطلاحات پیش نیاز برای این مطلب :
VLAN (شبکه محلی مجازی)
یک فناوری برای تقسیم یک سوئیچ فیزیکی به چندین سوئیچ منطقی مستقل، که ترافیک و broadcast دامنهها را جدا میکند و امنیت و مدیریتپذیری را افزایش میدهد.
پروتکلهای مسیریابی از نظر الگوریتم:
- Distance-Vector (بردار فاصله)
روترها فقط تعداد hopها (فاصله) و جهت (بردار) را به همسایهها اعلام میکنند. (مثال: RIP) - Link-State (وضعیت لینک)
هر روتر نقشه کامل شبکه را میسازد و با الگوریتم Dijkstra بهترین مسیر را خودش محاسبه میکند. (مثال: OSPF) - Advanced Distance-Vector (بردار فاصله پیشرفته)
ترکیب مزایای هر دو: مانند Distance-Vector کار میکند اما قابلیتهای Link-State دارد. (مثال اختصاصی: EIGRP سیسکو)
سیسکو (Cisco)
شرکت آمریکایی پیشرو در ساخت سختافزارهای شبکه (روتر، سوئیچ) و ارائهدهندهی مدارک معتبر شبکه مانند CCNA و CCIE.
انواع مسیر یابی در شبکه های کامپیوتری
۱. مسیریابی مبتنی بر سوئیچ لایه ۳ (Multilayer Switch)
سوئیچهایی که علاوه بر عملکرد لایه ۲ (بر اساس MAC Address)، قابلیت مسیریابی لایه ۳ (بر اساس IP Address) را دارند.
نحوه کار:
جدول مسیریابی (Routing Table) و پروتکلهای مسیریابی مانند OSPF یا RIP را پشتیبانی میکنند.
میتوانند VLAN های ( LAN مجازی ) مختلف را بدون نیاز به روتر فیزیکی جداگانه، به هم متصل کنند (Inter-VLAN Routing).
مزایا: سرعت بسیار بالا (چون مسیریابی در سختافزار انجام میشود)، کاهش تأخیر، کاهش هزینه نسبت به خرید روتر مجزا.
کاربرد: در شبکههای بزرگ سازمانی و مراکز داده.
۲. مسیریابی بین VLANها (Inter-VLAN Routing)
روشی برای برقراری ارتباط بین VLAN های مختلف که به طور پیشفرض از هم جدا هستند.
روشهای پیادهسازی:
- Router-on-a-Stick: یک روتر فیزیکی به یک سوئیچ متصل میشود و از Sub-Interface های مختلف برای هر VLAN استفاده میکند.
- سوئیچ لایه ۳: پرکاربردترین روش امروزی، همان سوئیچ لایه ۳ است که در بالا توضیح دادم.
- نمودار مفهومی Router-on-a-Stick:
graph TD
A[VLAN 10] -->|Tagged with VLAN 10| B[سوئیچ لایه ۲];
C[VLAN 20] -->|Tagged with VLAN 20| B;
B -->|Trunk Port<br>Carries VLAN 10 & 20| D[روتر];
D -->|Sub-interface Gi0/0.10| E[ شبکه خارجی/اینترنت];
D -->|Sub-interface Gi0/0.20| E;
subgraph "LAN"
A
C
B
end۳. مسیریابی استاتیک (Static Routing)
مدیر شبکه به صورت دستی مسیرها را در جدول مسیریابی وارد میکند.
نحوه کار:
دستوری شبیه:ip route [شبکه مقصد] [Subnet Mask] [Next-Hop IP یا Interface]
مزایا: سادگی، امنیت بیشتر (عدم انتشار اطلاعات مسیریابی)، مصرف پایین منابع.
معایب: عدم تطبیق پذیری با تغییرات شبکه، مدیریت دشوار در شبکههای بزرگ.
کاربرد: در شبکههای کوچک، شعب دورافتاده (Default Route به مرکز) یا لینکهای خاص.
۴. مسیریابی پویا (Dynamic Routing)
روترها به صورت خودکار با استفاده از پروتکلهای مسیریابی، بهترین مسیرها را کشف و به روز میکنند.
پروتکلهای رایج در LAN:
- RIP (Routing Information Protocol): پروتکل قدیمی، مبتنی بر hop count، محدودیت 15 hop.
- OSPF (Open Shortest Path First): پروتکل استاندارد در اکثر LANهای بزرگ. از الگوریتم Link-State و Areas برای مقیاسپذیری استفاده میکند.
- EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): پروتکل اختصاصی سیسکو، ترکیبی از Distance-Vector و Link-State، همگرایی سریع.
مزایا: تطبیق خودکار با تغییرات شبکه (مثل قطعی لینک)، مقیاسپذیری.
معایب: مصرف پهنای باند و CPU برای تبادل اطلاعات مسیریابی، پیچیدگی پیکربندی.
۵. مسیریابی پیشفرض (Default Routing)
یک مسیر کلی برای ارسال تمام بستههایی که مقصد مشخصی برای آنها در جدول مسیریابی وجود ندارد (معمولاً به سمت اینترنت).
نحوه کار:
مثال 1 : در ویندور
route add 0.0.0.0 mask 0.0.0.0 192.168.1.1
مثال 2 : در سیسکو ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [Next-Hop IP]
کاربرد: در edge روترهایی که به اینترنت متصل میشوند یا در شعب کوچکی که فقط یک مسیر خروجی دارند.
۶. مسیریابی مبتنی بر میزبان (Host-Based Routing)
تنظیم مسیرهای خاص روی یک سرور یا کامپیوتر کلاینت (در سیستم عامل).
نحوه کار: با دستوراتی مثل route add در ویندوز یا ip route add در لینوکس.
کاربرد: عیبیابی، تستهای خاص، مسیریابی چندخروجی در سرورها.
نمودار تصمیمگیری: کدام روش را انتخاب کنیم؟
flowchart TD
A[نیاز به مسیریابی در LAN] --> B{آیا نیاز به اتصال VLANهاست؟}
B -- بله --> C{اندازه و پیچیدگی شبکه؟}
B -- خیر --> D[مسیریابی ساده بین Subnetها]
C -- شبکه کوچک<br>تعداد VLAN کم --> E[Router-on-a-Stick<br>یا سوئیچ لایه ۳ ساده]
C -- شبکه متوسط/بزرگ --> F[سوئیچ لایه ۳ با OSPF]
D --> G{آیا توپولوژی ثابت است؟}
G -- بله، شبکه کوچک --> H[مسیریابی استاتیک]
G -- خیر، شبکه پویا/بزرگ --> I[مسیریابی پویا<br>OSPF یا EIGRP]
E --> J{نیاز به خروجی به اینترنت؟}
I --> J
J -- بله --> K[+ افزودن Default Route]مقایسه پروتکلهای مسیریابی پویا در LAN
| پروتکل | نوع | الگوریتم | همگرایی | مقیاسپذیری | مصرف منابع | استاندارد |
|---|---|---|---|---|---|---|
| RIP v2 | Distance-Vector | Hop Count | کند | ضعیف (حد 15 hop) | کم | باز |
| OSPF | Link-State | SPF (Dijkstra) | سریع | عالی (با Areas) | متوسط-زیاد | باز |
| EIGRP | Advanced Distance-Vector | DUAL | بسیار سریع | عالی | متوسط | اختصاصی (سیسکو) |
جمعبندی و توصیه عملی:
- برای اتصال VLANها در شبکههای مدرن: از سوئیچ لایه ۳ استفاده کنید.
- برای مسیریابی بین Subnetها در شبکههای کوچک و ثابت: مسیریابی استاتیک کافی و ایمن است.
- برای شبکههای سازمانی متوسط و بزرگ با توپولوژی پویا: پروتکل OSPF انتخاب بهینه و استاندارد صنعتی است.
- همیشه در روترهای Edge: یک مسیر پیشفرض (Default Route) به سمت اینترنت یا شبکه بالادستی تعریف کنید.
- مسیریابی پویا در LAN معمولاً با پروتکلهای IGP (Interior Gateway Protocol) مانند OSPF انجام میشود، نه پروتکلهای خارجی مانند BGP (مگر در موارد خاص بسیار بزرگ).
این روشها هسته اصلی کنترل ترافیک و اتصالبخشی بخشهای مختلف یک شبکه LAN را تشکیل میدهند.
