جانب ال routing بعلم الشبكات

علم الشبكات يهتم بعدة جوانب تتناول آلية عمل أجهزة الشبكات ومنها جهاز ال (router). ال (router) هو جهاز يقوم باعادة ارسال البيانات اعتمادا على ال ip address الموجود على غلاف البيانات المرسلة، يعتمد ال (router) بعمله على routing table الذي يشمل الشبكات التي بمقدوره الوصول إليها. في حال وجود بيانات متجهة لشبكة ليست موجودة في ال routing table يقوم ال (router) باهمال هذه البيانات اي رميها وبالتالي لن تصل للجهة المقصودة (destination).

لذا فإن قضية ال (routing) هي من الجوانب الاساسية بعلم الشبكات، وهي تعمل على حل مشكلة افتقار ال routing table لعناوين الشبكات التي يقوم ال (router) بارسال البيانات لعناصرها. وبالتالي فإن اكتمال ال routing table يعني امكانية وصول البيانات (reachability) بين عناصر الشبكات المختلفة عبر أجهزة الرواتر.

هناك عدة أساليب وبروتوكولات تهدف إلى بناء ال (routing table) لحل المشكلة، حيث تقوم باضافة عناوين الشبكات داخل ال (routing table). 

ال (router) يقوم بمفرده باضافة الشبكات المرتبطة به بشكل مباشر، أما الشبكات غير المرتبطة به فإنه يتم اضافتها من قبل مدير الشبكة (administrator) وتجري هذه العملية على جميع أجهزة ال (router) المكونة للشبكة وتسمى (static routing protocol)، أو أن يقوم بتشغيل بروتوكول بين أجهزة ال (routers) والذي يقوم بدورة بنقل اشماء الشبكات المعروفة لكل جهاز بنقل تفاصيلها لأجهزة ال (routers) الأخرى وهذا الطريقة تعرف بما يسمى (dynamic routing protocols).

مفهوم Policy-Based Routing

 
يمكن تغيير آلية عمل الراوتر القائمة على اعادة ارسال البيانات (packet forwarding) معتمداً على قيمة ال (destination address) المضافة على البيانات المرسلة ووجود الشبكة ضمن ال (routing table) الخاص بالراوتر.

Policy-Based Routing (PBR) تتيح للرواتر اعادة ارسال البيانات (Packet forwarding) اعتمادا على معلومات اخرى غير (destination address) كما هو معتاد. باستخدام PBR يمكننا أن نغيرمن طريقة عمل الراوتر ليقوم باعادة ارسال البيانات اعتمادا على (source address) أو طول الرسالة (packet length) وليس (destination address). 

تُستخدم (route map) لتطبيق مبدأ ال PBR. ال (route map) تتكون من (match statements) و (set statements). من خلال ال (match statements) نقوم بتحديد البيانات التي سيقوم الرواتر باعادة ارسالها بطريقة ال PBR، ثم من خلال (set statements) نحدد للراوتر الطريق الذي يجب أن تسلكه هذه البيانات دون الرجوع لل (routing table).

عند تنطبق ال (match statement) على رسالة معينة فإن الراوتر يقوم بتحديد المسار ارسال البيانات اعتمادا على ال (set statement) ومهملا الطريقة الاعتيادية التي تقوم على قيمة (destination address) وال (routing table). وفيما لو لم تنطبق أياً من ال (match statements) على الرسالة فإن الراوتر لا يقوم باهمال الرسالة (packet not discarded) بل يقوم باعادة ارسال الرسالة بالطريقة الاعتيادية مستخدماً ال (routing table).
من خلال ال (set statements) يمكن تحديد عدة مخارج وذلك باضافة اسماء المنافذ تباعاً

Router (config-route-map)#set interface s0/0/0 s0/0/1

 في حال كان المنفذ s0/0/0 بوضعية down فإن الخيار للمخرج سيكون للمنفذ الآخر s0/0/1 في حال بوضعية عاملة (up).

كما يمكن تحديد المخرج باستخدام next-hop ip address وتحديد عدة مخارج تباعا بحيث يجب أن تكون شبكة ال next-hop ip address معرفة في ال (routing table)

Router (config-route-map)#set ip next-hop 172.16.7.7  192.168.1.10

تعريف بعلم الشبكات

 شبكات الحاسوب أو شبكات المعلوماتية أو (Data Networks) أو (IP networks)، هي عدة مسميات لمبادئ وعلوم واحدة. الشبكة فهي مكونة من عدة أطراف (nodes) تشكل اجزاء الشبكة، تتناقل هذه الاطراف البيانات فيما بينها.

الشبكة يكون أجهزة تشكل الأجهزة الطرفية (enduser devices) وهي التي تتناقل البيانات (data) فيما بينها مثل (PCs, Servers, IP cameras, …) وهناك أجهزة تشكل البنية التحتية (infrastructure) للشبكة نسميها أجهزة الشبكة  (network devices)مثل اجهزة (router, switch, bridge, hub, firewall, …)

الأجهزة الطرفية (enduser devices) تتناقل البيانات فيما بينها عن طريق أجهزة الشبكة (network  devices) تقوم هذه الأجهزة بعمل (encapsulation) عند ارسال البيانات من أجل اضافة معلومات ضرورية لنقل البيانات مثل عناوين المرسل (source addresses) وعناوين المرسل إليه (destination addresses)، نوع البيانات (data type)، حجم البيانات (data length) وغيرها من المعلومات الاضافية.

تقوم أجهزة الشبكة بنقل البيانات المرسلة باتجاه المرسل إليه أو المقصد (destination) اعتمادا على العناوين المضافة على البيانات المرسلة. أهم أجهزة الشبكة هي جهاز السويتش (switch) الذي يقوم باعادة ارسال البيانات (forwarding data) اعتمادا على عنوان (destination physical address) والمضاف على البيانات المرسلة (frame) ولذلك نعتبره جهاز (layer 2). 

شكل 1: البيانات المرسلة مضاف إليها المعلومات الخاصة بالطبقة الثانية (Layer 2)

أما الراوتر (router) فيقوم بنفس وظيفة جهاز السويتش وهي اعادة ارسال البيانات اعتمادا على عنوان ( destination logical address) والمكتوب على غلاف البيانات المرسلة (packet). علما بأن هناك فروقات كبيرة بآلية عمل كل من الجهازين.

شكل 2: البيانات المرسلة مضاف إليها المعلومات الخاصة بالطبقة الثالثة  (Layer 3)