computerwine

سلام به دوستان عزيز ITPro اي و علاقه‌مندان به مباحث پايه اي شبكه. در مورد پروتكل IPv4 مطالب زيادي شنيده ايد و از قابليت هاي آن در متون مختلف زياد ياد شده است. اما چيزي كه نه تنها در اين مورد بلكه در هر سيستمي حائز اهميت است، بيش از نوع كاركرد هريك از مولفه ها، نحوه كار كردن و تعامل آن ها با يكديگر است. در اينجا نيز همين اصل برقرار است. در اين نكته ميخواهيم بدانيم كه IP چگونه با كمك ديگر عناصر شبكه مسيريابي را انجام ميدهد و نهايتا داده هاي ما را به مقصد ميرساند. پس در ادامه با ما همراه باشيد:
پس از آن كه در لايه هفت يعني لايه Application كار تبديل و تناظر host name و يا NetBIOS name به آدرس IP انجام شد، ميتوانيم با خيالت راحت كارمان را در لايه سوم يعني لايه network شروع كنيم. قرار است بسته IP از طرف هاست مبداء به آدرس IP اي كه برايش تعين شده است، ارسال شود. Routing يا همان مسيريابي خودمان فرآيندي براي ارسال يك بسته بر اساس آدرس مقصدي است كه برايش تعيين ميشود. اين مسيريابي حداقل شامل يك TCP/IP Host و يا روتر است. روتر وسيله اي است كه بسته ها را از يك شبكه به شبكه اي ديگر ارسال ميكند. در بيان عمومي به روترها غالبا gateway هم گفته ميشود. هم هاست مبداء و هم روتر به يك برآورد اوليه براي اينكه چطور بسته را ارسال كنند نياز دارند.
براي اين انجام تخمين، لايه IP كه نام ديگر لايه شبكه است با جدول مسيريابي (routing table) خود كه در حافظه اش ذخيره شده است، مشورت ميكند. داده هاي جدول مسيريابي در ابتدا با اغاز مذاكرات TCP/IP ايجاد ميشوند و در ادامه داده هاي بعدي بطور خودكار از طريق ارتباط روترها با يكديگر به جدول اضافه ميشوند. وير سيستم نيز ميتواند بطور دستي به اين جدول داده و ركورد اضافه كند.

تحويل مستقيم و غيرمستقيم
بسته هاي IP براساس اينكه مقصد نهايي مستقيما در يك شبكه متصل به شبكه خودش است يا نه ميتواند حداقل از يكي از دو نوع تحويل استفاده كند. اين دو نوع از تحويل بسته به تحويل مستقيم و غير مستقيم معروف هستند.
• تحويل مستقيم زماني رخ ميدهد كه نود IP (ميتواند نود فرستنده و يا gateway باشد) يك بسته را به مقصدي در شبكه فعلي مبداء، بطور مستقيم ارسال ميكند. براي اين كار، نود مربوطه بسته IP را در قالب يك فريم، كپسول بندي ميكند و در حالي كه آن را با آدرس سخت افزاري (آدرس مك) مقصد آدرس دهي ميكند، براي لايه دوم يعني لايه Data Link (مثل اترنت يا توكن رينگ) ارسال ميكند.
• تحويل غير مستقيم زماني رخ ميدهد كه نود IP (ميتواند نود فرستنده و يا gateway باشد) يك بسته را به نود مياني كه غالبا يك روتر است ارسال ميكند. اين قضيه به اين علت رخ ميدهد كه مقصد نهايي در شبكه فعلي مبداء قرار ندارد. براي اين كار، نود مربوطه بسته IP را در قالب يك فريم، كپسول بندي ميكند و در حالي كه آن را با آدرس سخت افزاري (آدرس مك) روتر مياني آدرس دهي ميكند، براي لايه دوم يعني لايه Data Link (مثل اترنت يا توكن رينگ) ارسال ميكند.
در واقع مسيريابي IPv4 به تركيبي از تحويل هاي مستقيم و غيرمستقيم اطلاق ميشود.
در شكل زير، هنگامي كه بسته ها به نود B ارسال ميشوند، نود A يك تحويل مستقيم را انجام داده است. اما هنگامي كه بسته ها به مقصد نود C ارسال ميشوند، نود A در واقع يك تحويل غيرمستقيم را به روتر 1 و سپس روتر 1 يك تحويل غير مستقيم را به روتر 2 و نهايت روتر 2 يك تحويل مستقيم را به نود C انجام ميدهد:


جدول مسيريابي IP
يك جدول مسيريابي در تمام نودهاي IP وجود دارد. اين جدول اطلاعات مربوط به شبكه هاي IP و نحوه دسترسي (مستقيم و غيرمستقيم) به آن ها را در خود ذخيره ميكند. به علت آن كه تمام نود هاي IP در حوزه فعاليت خود برخي از انواع مسيريابي را انجام ميدهند، نميتوان اينطور برداشت كرد كه جدول هاي مسيريابي فقط مختص روترهاست. هر نودي كه از پروتكل TCP/IP استفاده ميكند، يك جدول مسيريابي دارد. در اين جدول يكسري از داده هاي پيش فرض بر اساس پيكربندي نود وجود دارند و ديگر داده هاي ورودي ميتوانند بطور خودكار از طريق تعامل با روترها و يا بطور دستي از طريق مولفه هاي TCP/IP به جدول اضافه شوند.
هنگام ارسال بسته IP با جدول مسيريابي در مورد موارد زير مشورت و تخمين انجام ميشود:
• IP آدرس Next-hop: در يك تحويل مستقيم، آدرس next-hop همان آدرس IP مقصد نهايي است. اما در يك تحويل غير مستقيم، آدرس next-hop برابر با آدرس IP يك روتر مياني است.
• Next-hop interface: كه اينترفيس منطقي و يا سخت افزاري مثل يك كارت شبكه، كه براي ارسال بسته به مقصد و يا روتر بعدي استفاده ميشود را مشخص ميكند.

انواع داده در جدول مسيريابي
داده ها در جدول مسيريابي شامل اطلاعات زير ميباشند:
• Network ID: اين شناسه متناظر با مسير است. شناسه شبكه ميتواند زيرشبكه، خلاصه مسير و يا يك آدرس IP را از مسير بسته مشخص كند. در برخي از جدول ها از Network ID با عنوان Network Destination نام برده شده است.
• Network Mask: اين فيلد براي تناظر و تطابق آدرس IP مقصد با Network ID آن استفاده ميشود. در برخي از جدول ها از Network Mask با عنوان Netmask ياد ميشود.
• Nexthop: آدرس IP هاپ بعدي را مشخص ميكند. در برخي از جدول ها ازNext hop با عنوان Gateway نام برده شده است.
• Interface: نشانه اي است براي مشخص كردن اين كه كدام اينترفيس شبكه براي ارسال بسته IP استفاده ميشود.
• Metric: عددي است كه براي نشان داده ارزش يك مسير استفاده ميشود. بنابراين بر اين اساس بهترين مسير از ميان چندين مسير ممكن براي رسيدن به يك مقصد انتخاب ميشود. استفاده معمول از متريك اسنست كه تعداد hop هاي مسير به شبكه مقصد را نشان ميدهد.
تجميع داده هاي بالا با يكديگر ميتواند باعث ايجاد و ذخيره مسيرهاي پيش فرض زير در جدول مسيريابي شوند:
• Directly attached network ID: يك مسير براي شناسه شبكه هايي كه در يك شبكه قرار دارند. براي زير سبكه هايي كه در يك شبكه قرار دارند، بخش next-hop ميتواند خالي و يا شامل آدرسي از اينترفيسي بر روي آن شبكه باشد.
• Remote Network ID: مسيري براي شناسه هاي شبكه ايست كه در شبكه اي خارج از شبكه فعلي ما قرار دارند. براي شبكه هاي دور، بخش next-hop شامل آدرس يك روتر محلي است.
• Host Route: مسيري براي يك آدرس خاص است. براي Host route فيلد Network ID همان آدرس IP آن هاست خاص است و فيلد Network mask برابرست با 255.255.255.255
• Default route: مسير پيش فرض به اين منظور طراحي شده است تا هنگامي كه network ID و يا host route خاصي در موجود نباشد، از آن استفاده شود. در مسير پيش فرض شناسه شبكه برابر 0.0.0.0 و network mask برابر است با 0.0.0.0 .