logo

logo

logo

logo

logo

بروتوكولات المسيرات

بروتوكولات مسيرات

Router protocols -

بروتوكولات المسيِّرات

أنس تارة

أنواع بروتوكولات المسيِّرات

مميزات واستخدامات

آفاق مستقبلية

 

تعرف بروتوكولات المسيِّرات routers بأنها مجموعة القواعد التي تحدد المعلومات المتبادلة بين المسيِّرات وطريقة تبادلها ونشرها، وذلك لاكتشاف طريقة ترابط الشبكات فيما بينها والمساعدة على تحديد المسارات الواجب اتباعها عند تسيير الرزم الشبكية من مصدرها إلى وجهتها. أي إنها البروتوكولات المستخدمة في المسيِّرات لجمع المعلومات التي تسمح ببناء صورة شاملة للشبكة وتوزيعها وطريقة اتصال شبكاتها الجزئية فيما بينها.

توصل المسيِّرات بين شبكتين على الأقل، وغالباً ما تحتوي على عدد من بوابات الاتصال التي توفّر اتصالها بمسيِّرات الشبكات الأخرى. وعند ورود رزمة معطيات عبر بوابة ما؛ تقوم المسيِّرات بتحديد بوابة الخروج من ضمن مجموعة البوابات المتوفرة لديها وفقاً للمعلومات التي قدمتها بروتوكولات المسيِّرات، وتُرسل الرزمة المعنية بالتسيير عبر هذه البوابة.

تحفظ المسيِّرات المعلومات التي قدمتها بروتوكولات المسيِّرات في جداول خاصة تسمى جداول التسييرRouting Tables. وتسمح هذه الجداول بتحديد مسارات أي رزمة واردة إلى المسيِّرات وبوابات العبور الواجب استخدامها لإرسال الرزمة المعنية إلى المحطة التالية. وتُبنى هذه الجداول بناء على المعلومات الواردة إلى المسيِّرات من المسيِّرات الأخرى المتصلة بها باستخدام تلك البروتوكولات. كما توفر هذه البروتوكولات آليات لتحديث المعلومات المتواترة أو وفقاً لمتغيرات تحدد سلفاً؛ مما يسمح بإبقاء الخريطة - الشبكة المبنية مطابقة للواقع.

تعمل خوارزميات التسيير على إقرار عمليات نقل الرزم الواجب إجراؤها بناء على المعلومات المتوفرة في جداول التسيير. أي إنها البرامج التي تقوم بالاستفادة من نتائج عمل بروتوكولات التسيير والجداول المبنية لهذا الغرض.

أنواع بروتوكولات المسيِّرات

تصنف بروتوكولات المسيِّرات وفق حجم الشبكات المتصلة بها ودور المسيِّرات ضمن الشبكات. فهناك أولاً بروتوكولات المسيِّرات للشبكات الصغيرة والمتوسطة، وثانياً بروتوكولات النظم المستقلة والشبكات المفتوحة كالإنترنت (الشابكة). وفيما يلي وصف لكلا النوعين من البروتوكولات:

1. بروتوكولات المسيِّرات للشبكات الصغيرة والمتوسطة:

تستخدم هذه البروتوكولات لضمان تسيير الرزم بين شبكات الشركات والمؤسسات الصغيرة والمتوسطة أو بين شبكات زبائن مزودات الخدمات أو شركات الاتصالات. وتقسم هذه البروتوكولات إلى نوعين أساسيين يحددان طريقة العمل وكيفية احتساب معلومات الشبكة. النوع الأول يعتمد على مبدأ بروتوكول شعاع البعد Distance Vector Protocol، وأما الثاني فيعتمد على مبدأ بروتوكول حالة الوصل Link State Protocol .

أ- بروتوكولات المسيِّرات المعتمدة على مبدأ شعاع البعد:

تعتمد هذه البروتوكولات على تبادل معلومات التسيير وفق مقياس التكلفة. يُختار المسار الأنسب لأي رزمة واردة وفقاً للطريق الأقل تكلفة. ويمكن لقيمة التكلفة أن تمثل قيمة مادية أو أي قيمة أخرى كالسرعة؛ وهي قيم ثابتة، أو مقياس جودة الاتصال أو التأخير الزمني، وهما قيمتان متغيرتان مع الزمن وفقاً لحالة الشبكة.

وتقوم بروتوكولات المسيِّرات بجمع تلك القيم وتخزينها في جداول التسيير؛ مما يسمح لاحقاً لخوارزميات التسيير باختيار المسار الأنسب لكل رزمة.

يتسم هذا النوع من البروتوكولات بخاصية تبادل كامل معلومات الشبكة وجداول التسيير المبنية في المسيِّرات إلى جميع المسيِّرات المجاورة والتي تقوم بدورها بإعادة بناء معلوماتها وجداولها؛ ومن ثم تقوم بدورها بتوزيع هذه المعلومات على المسيِّرات المجاورة لها.

ومن الأمثلة على هذا النوع من البروتوكولات بروتوكول معلومات التسيير Routing Information Protocol (RIP). ويستخدم هذا البروتوكول في الشبكات الصغيرة التي تعمل داخل النطاق Intradomain Routing Protocol وتعتمد على بروتوكولات TCP/IP.

يُعدّ هذا البروتوكول من البروتوكولات المبسطة التي تعتمد قيمة قياس مبسطة تقدر بعدد المسيِّرات الواجب اجتيازها للوصول إلى الوجهة المطلوبة، مع وجود سقف يقدر بـ 15 مسيّراً.

ويُعدّ بروتوكول البوابة الداخلية Interior Gateway (Protocol (IGP مثالاً آخر على البروتوكولات المعتمدة على شعاع البعد، والمستخدم في الشبكات المتوسطة والكبيرة، وذلك على نطاق تسيير واحد. يستخدم هذا البروتوكول قيَم قياس متعددة لاحتساب كلفة التسيير. ويمكن لقيم القياس المستخدمة أن تمثّل الحمل أو عرض الحزمة أو التأخير الزمني أو الوثوقية أو العدد الأعظمي للعقد الوسيطة Maximum Terminal

(Unit (MTU بينها. يُحتسب بعض هذه القيم من خلال المعلومات المجمّعة والمتبادلة عبر الشبكة، أما بعضها الآخر فيأتي من مصادر أخرى مثل مدير الشبكة. من ميزات هذا البروتوكول أنه يسمح باعتماد مسارات متعددة لوجهة ما؛ مما يسمح بدعم توازن الأحمال load balancing، وغزارتها redundancy.

ب. بروتوكولات المسيِّرات المعتمدة على مبدأ حالة الوصلة:

من أشهر البروتوكولات المعتمدة على مبدأ حالة الوصلة بروتوكول أفضلية أقصر مسار مفتوح Open (Shortest Path First (OSPF، والمستخدم في الشبكات المتوسطة والكبيرة. ويعرف أنه بروتوكول تسيير داخل النطاق، كما يُعدّ من بروتوكولات التسيير التي تعمل في نطاق تسيير واحد routing domain. كما يوصف بأنه بروتوكول تسيير هرمي يمكن استخدامه في نظام مستقل واحد single autonomous system. وقد طوّر هذا البروتوكول اعتماداً على بروتوكول النظم الوسيطة لبنى النظم الوسيطة IS-IS المعتمد في معيار النظم المفتوحة OSI.

يدعم بروتوكول أقصر مسار أولاً استخدام القيم المتعددة للقياس، بما فيها عرض الحزمة والوثوقية والأحمال والتأخير، وكذلك يدعم طلبات نوعية الخدمة type of service، وذلك لتمييز أنواع الرزم المسيرة وإعطائها أولويات في عملية التسيير.

2. بروتوكولات المسيِّرات ما بين الشبكات المفتوحة والنظم المستقلة

وتعد أيضاً بروتوكولات المسيرات ما بين النطاقات interdomain routing protocol. ومن الأمثلة على هذا النوع من البروتوكولات:

أ- بروتوكول البوابة الخارجية Exterior Gateway Protocol (EGP): وهو بروتوكول تسيير ما بين النطاقات المختلفة والمتصلة عبر العمود الفقري لاتصالات الشبكة كالإنترنت على سبيل المثال. صُمِّم هذا البروتوكول في العام 1984 تحديداً كبروتوكول المسيِّرات المركزية والمشكِّلة للعمود الفقري لشبكة الإنترنت.

لا يعتمد بروتوكول البوابة الخارجية على احتساب أي قيمة قياس أو تبادلها، لكنه -وببساطة- يقوم بتسجيل جميع الشبكات الممكن الوصول إليها من خلال مسار ما.

ب- بروتوكول البوابة الحدودية Border Gateway Protocol (BGP): وهو أيضاً بروتوكول تسيير ما بين النطاقات، وقد صمم لتمكين المسيِّرات المركزية والمكونة للعمود الفقري لشبكة الإنترنت من الاتصال بعضها ببعض خاصّة. ويُعدّ هذا البروتوكول أفضل من بروتوكول البوابة الخارجية؛ لأنه يستطيع اكتشاف الحلقات في جداول التسيير أو استخدام مبدأ قيم القياس.

أخيراً لا بدّ من الإشارة إلى أنواع أخرى من بروتوكولات المسيِّرات تستخدم في الشبكات الخاصة التي لا تعتمد رزمة بروتوكولات TCP/IP. ومنها:

- بروتوكول خدمات وصلة نِتوير NetWare Link Services Protocol (NLSP): ويستخدم في شبكات نوفل Novell، ويُعدّ جزءاً من حزمة بروتوكولات المسيِّرات المتعددة (Multi-Protocol Router (MPR. يعتمد هذا البروتوكول على مزيج من تقنية أقصر طريق وحالة الوصلة؛ إضافة إلى تقانات بروتوكول نِتوير.

- كما تستخدم شبكات آبّل Apple Talk بروتوكول صيانة جداول التوجيه  Routing Table Maintenance Protocol (RTMP)، والذي يعتمد خوارزمية شعاع البعد. ويُعدّ تطويراً لبروتوكول معلومات التوجيه.

مميزات واستخدامات

تُعدّ بروتوكولات المسيِّرات أساساً لعمل شبكات الإنترنت. فهي تسمح بنقل رزم المعطيات من شبكة إلى أخرى محققة بذلك عملية التوصيل بين مختلف الشبكات المرتبطة بالإنترنت. وقد تطورت هذه البروتوكولات من نسخها الأولية المبسطة الصادرة في سبعينيات القرن العشرين؛ إلى بروتوكولات معقدة تقوم بالعديد من الوظائف الإضافية؛ لضمان خدمات أكثر تطوراً ووثوقية.

آفاق مستقبلية

نتيجة الانتشار الواسع لمفاهيم الإنترنت وتطبيقاتها فإن الجيل الجديد من بروتوكولات الإنترنت- والمتمثل بالإصدار السادس لبروتوكول IP- سيحل محل رزمة البروتوكولات السابقة، والتي تتيح مجال عنونة أكبر بكثير من البروتوكولات القديمة. كما يتوقع لبروتوكولات المسيِّرات أن تتطور؛ لتغطي النواحي الأمنية للاتصال عبر الإنترنت، وكذلك أن تتطور لمجاراة تطبيقات الوسائط المتعددة من حيث الجودة وعرض الحزمة المستخدم.

وعلى نطاق بنى اتصالات الشبكات العالمية والشبكات الحاملة للإنترنت فإن بروتوكولات المسيِّرات سوف تواجه تحدي مجاراة عرض الحزم المطلوبة بين مكونات الشبكات العالمية؛ من جراء تزايد الطلب على تطبيقات الحزم العريضة كالفيديو والبث الإذاعي والتلفزيوني، وانتشار مفهوم القنوات الفردية. وسينعكس ذلك على تطوير خوارزميات التوجيه المناسبة وآليات التبديل في بروتوكولات المسيِّرات.

مراجع للاستزادة:

- W. Stallings, Computer Networking with Internet Protocols and Technology, 2014.williamstallings.com/CNIP/CNIP1e.html

-Types of Routing Protocols (3.1.4), Cisco Networking Academy’s Introduction to Routing Dynamically.

www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=2180210&seqNum=7


التصنيف : كهرباء وحاسوب
النوع : كهرباء وحاسوب
المجلد: المجلد الرابع
رقم الصفحة ضمن المجلد : 0
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 1139
الكل : 43830697
اليوم : 114092