أنواع بروتوكولات التوجيه: ثابت، ديناميكي، IP، CISCO

ما هي بروتوكولات التوجيه؟

بروتوكولات التوجيه هي مجموعة من القواعد المحددة التي تستخدمها أجهزة التوجيه للتواصل بين المصدر والوجهة. وهي لا تنقل البيانات نفسها، بل تقوم فقط بتحديث جدول التوجيه الذي يحتوي على معلومات المسار.

تحدد بروتوكولات التوجيه أيضًا كيفية تواصل أجهزة التوجيه مع بعضها البعض وتسمح للشبكة باختيار المسارات بين أي عقدتين على شبكة الكمبيوتر.

أنواع بروتوكولات التوجيه

يوجد نوعان رئيسيان من بروتوكولات توجيه الشبكة:

• ساكن
• التفاعل

يوضح الرسم البياني أدناه كيفية تجميع بروتوكولات التوجيه في فئات ثابتة وديناميكية، بالإضافة إلى البروتوكولات الديناميكية الرئيسية ضمن كل نوع:

بروتوكولات التوجيه الثابتة

تُستخدم بروتوكولات التوجيه الثابتة عندما يقوم المسؤول بتعيين المسار يدويًا من الشبكة المصدر إلى الشبكة الوجهة. يوفر هذا الأسلوب مزيدًا من الأمان للشبكة.

المزايا

• لا توجد أعباء إضافية على وحدة المعالجة المركزية لجهاز التوجيه.
• لا يوجد نطاق ترددي غير مستخدم بين الروابط.
• لا يستطيع إضافة المسارات إلا المسؤول.

عيوب

• يجب أن يعرف المسؤول كيفية توصيل كل جهاز توجيه.
• إنه ليس خيارًا مثاليًا للشبكات الكبيرة، لأنه يستغرق وقتًا طويلاً.
• عندما يتعطل أحد الروابط، تتعطل الشبكة، وهو أمر غير ممكن في الشبكات الكبيرة.

بروتوكولات التوجيه الديناميكية

تُعدّ بروتوكولات التوجيه الديناميكي نوعًا مهمًا آخر من بروتوكولات التوجيه. فهي تُساعد أجهزة التوجيه على إضافة معلومات إلى جداول التوجيه الخاصة بها من أجهزة التوجيه المتصلة تلقائيًا. كما تُرسل هذه البروتوكولات تحديثات طوبولوجيا الشبكة كلما طرأ تغيير على بنيتها الطوبولوجية.

المزايا

• أسهل في التكوين، حتى على الشبكات الأكبر حجماً.
• بإمكانهم اختيار مسار مختلف بشكل ديناميكي في حال تعطل أحد الروابط.
• تساعدك هذه الأدوات على موازنة حركة المرور بين روابط متعددة.

عيوب

• يتم تبادل التحديثات بين أجهزة التوجيه، لذا فهي تستهلك عرض النطاق الترددي.
• تُضيف بروتوكولات التوجيه حملاً إضافياً على وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي لجهاز التوجيه.

بروتوكول توجيه ناقل المسافة (DVR)

تقوم بروتوكولات متجه المسافة بالإعلان عن جدول التوجيه الخاص بها لكل جار متصل مباشرة على فترات زمنية محددة، مما يؤدي إلى استخدام الكثير من عرض النطاق الترددي والتقارب ببطء.

في بروتوكول توجيه متجه المسافة، عندما يصبح المسار غير متاح، يجب تحديث جميع جداول التوجيه بالمعلومات الجديدة.

المزايا

• يتم تبادل تحديثات الشبكة بشكل دوري ويتم بثها دائمًا.
• يعتمد البروتوكول على معلومات التوجيه الواردة من أجهزة التوجيه المجاورة.

عيوب

• بسبب تبادل معلومات التوجيه بشكل دوري، يتم توليد حركة مرور غير ضرورية، مما يستهلك النطاق الترددي المتاح.

بروتوكولات توجيه الإنترنت

فيما يلي أنواع البروتوكولات التي تساعد حزم البيانات على الانتقال عبر الإنترنت. ويندرج كل منها ضمن فئة متجه المسافة، أو حالة الارتباط، أو الفئة الهجينة الموضحة أعلاه.

بروتوكول معلومات التوجيه (RIP)

يُستخدم بروتوكول RIP في كل من شبكات LAN و WAN، ويعمل على طبقة التطبيقات الخاصة بـ نموذج OSIيوجد إصداران من برنامج RIP:

• RIPv1
• RIPv2

يحدد الإصدار الأصلي، RIPv1، مسارات الشبكة بناءً على عنوان IP الوجهة وعدد القفزات في الرحلة. ويتفاعل RIPv1 مع الشبكة عن طريق بث جدول عناوين IP الخاص به إلى جميع أجهزة التوجيه المتصلة بالشبكة.

يعتبر RIPv2 أكثر تطوراً بعض الشيء، حيث أنه يرسل جدول التوجيه الخاص به إلى عنوان البث المتعدد بدلاً من البث.

بروتوكول توجيه البوابة الداخلية (IGRP)

بروتوكول IGRP هو بروتوكول بوابة داخلية يعتمد على متجه المسافة، طورته شركة سيسكو. وقد طُرح للتغلب على قيود بروتوكول RIP. يستخدم هذا البروتوكول مقاييس مثل الحمل، وعرض النطاق الترددي، والتأخير، ووحدة النقل القصوى (MTU)، والموثوقية، كما يتبادل بيانات التوجيه داخل نظام مستقل.

يناسب هذا البروتوكول الشبكات الأكبر حجمًا، حيث يقوم بالبث كل 90 ثانية ويدعم عدد قفزات أقصى يبلغ 255. وهو يقاوم حلقات التوجيه عن طريق تحديث نفسه تلقائيًا عند تغيير المسارات، ويمكنه موازنة حركة المرور عبر مسارات متساوية أو غير متساوية التكلفة.

ربط بروتوكول توجيه الحالة

تعتمد بروتوكولات حالة الارتباط على نهج فريد لإيجاد أفضل مسار توجيه. في هذا البروتوكول، يتم حساب المسار بناءً على سرعة المسار إلى الوجهة وتكلفة الموارد.

جداول بروتوكولات التوجيه

يحتفظ بروتوكول توجيه حالة الارتباط بالجداول الثلاثة الموضحة أدناه:

• جدول الجيران: يحتوي هذا الجدول على معلومات حول جيران جهاز التوجيه فقط - على سبيل المثال، أجهزة التوجيه التي تم تكوين علاقة تجاور معها.
• جدول الطوبولوجيا: يخزن هذا الجدول معلومات حول البنية الكاملة للشبكة - على سبيل المثال، أفضل المسارات والمسارات الاحتياطية إلى شبكة معينة معلن عنها.
• جدول التوجيه: يحتوي هذا الجدول على أفضل الطرق المؤدية إلى الشبكة المعلن عنها.

المزايا

• يحتفظ البروتوكول بجداول منفصلة لكل من أفضل مسار ومسارات النسخ الاحتياطي، لذلك لديه معرفة أكبر بالشبكة الداخلية مقارنة بأي بروتوكول توجيه متجه المسافة.
• يتم استخدام التحديثات المُفعّلة، لذلك لا يتم استهلاك نطاق ترددي غير ضروري.
• يتم تشغيل التحديثات الجزئية فقط عند حدوث تغيير في بنية الشبكة، لذلك لا يلزم استبدال جدول التوجيه بالكامل.

بروتوكول البوابة الخارجية (EGP)

يُعدّ EGP بروتوكولًا يُستخدم لتبادل البيانات بين أجهزة البوابة المتجاورة ضمن الأنظمة المستقلة. فهو يسمح لأجهزة التوجيه بمشاركة المعلومات عبر نطاقات مختلفة، بما في ذلك أجهزة التوجيه المعروفة وعناوين الشبكة وتكاليف المسار والأجهزة المجاورة.

بروتوكول توجيه البوابة الداخلية المحسّن (EIGRP)

بروتوكول EIGRP هو بروتوكول توجيه هجين يجمع بين خصائص بروتوكولات توجيه متجه المسافة وبروتوكولات توجيه حالة الارتباط. وهو يوجه نفس البروتوكولات التي يوجهها بروتوكول IGRP، باستخدام نفس المقاييس المركبة التي يستخدمها IGRP، مما يساعد الشبكة على اختيار أفضل مسار إلى الوجهة.

فتح أقصر مسار أولاً (OSPF)

بروتوكول فتح أقصر مسار أولاً (OSPF) هو بروتوكول توجيه داخلي لحالة الارتباط مصمم خصيصًا لشبكات IP، باستخدام طريقة أقصر مسار أولاً (SPF).

يحتفظ بروتوكول OSPF بقواعد بيانات تُفصّل بنية الشبكة المحيطة. ويستخدم خوارزمية ديكسترا لأقصر مسار لإعادة حساب مسارات الشبكة عند تغير بنيتها. كما أنه يتميز بالأمان، إذ يمكنه التحقق من صحة تغييرات البروتوكول لحماية البيانات.

فيما يلي بعض الاختلافات الرئيسية بين بروتوكولات توجيه متجه المسافة وبروتوكولات توجيه حالة الارتباط:

ناقل المسافة	حالة الارتباط
يرسل بروتوكول Distance Vector جدول التوجيه بأكمله.	يرسل بروتوكول حالة الارتباط معلومات حالة الارتباط فقط.
وهو عرضة لحلقات التوجيه.	وهو أقل عرضة لحلقات التوجيه.
يتم إرسال التحديثات أحيانًا باستخدام البث.	يستخدم فقط طريقة البث المتعدد لتوجيه التحديثات.
أنها بسيطة لتكوين.	يصعب ضبطه.
لا يعرف بنية الشبكة.	إنه يعرف البنية الطوبولوجية بأكملها.
أمثلة: RIP، IGRP.	أمثلة: OSPF، IS-IS.

النظام الوسيط إلى النظام الوسيط (IS-IS)

بروتوكول IS-IS هو بروتوكول توجيه من شركة سيسكو يُستخدم على الإنترنت لإرسال توجيه IP معلومة. ويتكون من مجموعة من المكونات، بما في ذلك الأنظمة النهائية والأنظمة الوسيطة والمناطق والمجالات.

بموجب بروتوكول IS-IS، يتم تنظيم أجهزة التوجيه في مجموعات تسمى مناطق، ويتم تجميع مناطق متعددة لتشكيل نطاق.

بروتوكول بوابة الحدود (BGP)

بروتوكول BGP هو آخر بروتوكول توجيه في هذه القائمة وهو البروتوكول الذي يدير الإنترنت. وهو مصنف كبروتوكول مسار متجه المسافة (DPVP).

لا يرسل هذا البروتوكول بيانات جدول التوجيه المحدثة إلا عند إجراء تغييرات. ولا يوجد اكتشاف تلقائي لتغييرات بنية الشبكة، مما يعني أنه يجب تكوين بروتوكول BGP يدويًا.

ما هو الغرض من بروتوكولات التوجيه؟

بروتوكولات التوجيه مطلوبة للأسباب التالية:

• فهي تتيح اختيار المسار الأمثل.
• إنهم يوفرون توجيهًا خاليًا من الحلقات.
• إنها توفر تقاربًا سريعًا.
• فهي تقلل من حركة بيانات التحديثات.
• يسهل ضبطها.
• إنهم يتكيفون مع التغييرات.
• تتوسع لتشمل أحجاماً كبيرة.
• تظل متوافقة مع الأجهزة المضيفة وأجهزة التوجيه الحالية.
• وهي تدعم أقنعة الشبكة الفرعية ذات الأطوال المتغيرة.

أنيق مقابل. بروتوكولات التوجيه بلا فئات

فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين هاتين العائلتين من بروتوكولات التوجيه:

بروتوكولات التوجيه ذات الفئات	بروتوكولات التوجيه بلا فئات
لا تقوم بروتوكولات التوجيه المصنفة بإرسال تفاصيل قناع الشبكة الفرعية أثناء تحديثات التوجيه.	يمكن لبروتوكولات التوجيه غير المصنفة إرسال معلومات قناع الشبكة الفرعية لبروتوكول الإنترنت أثناء تحديثات التوجيه.
RIPv1 و IGRP هما بروتوكولات مصنفة، لأنهما لا يتضمنان معلومات قناع الشبكة الفرعية.	RIPv2 و OSPF و EIGRP و IS-IS هي بروتوكولات غير مصنفة، لأنها تحمل معلومات قناع الشبكة الفرعية ضمن تحديثاتها.

مقارنة بين بروتوكولات RIP وIGRP وOSPF وEIGRP

يلخص الجدول أدناه أوجه الاختلاف بين بروتوكولات التوجيه الأكثر شيوعًا:

شرح المميزات:	مزق v1	مزق v2	IGRP	OSPF	EIGRP
كلاس / بلا كلاس	أنيق	بلا طبقات	أنيق	بلا طبقات	بلا طبقات
متري	هوب	هوب	مركب	عرض النطاق الترددي (التكلفة)	مُركّب (عرض النطاق الترددي، التأخير)
تحديث دوري	30 ثانية	30 ثانية	90 ثانية	بدون سلوفان	لا شيء (تم تشغيله)
عنوان الإعلان	255.255.255.255	224.0.0.9	255.255.255.255	224.0.0.5 / 224.0.0.6	224.0.0.10
الفئة	ناقل المسافة	ناقل المسافة	ناقل المسافة	حالة الارتباط	مهجنة
المسافة الإدارية الافتراضية	120	120	100	110	90

الأسئلة الشائعة