اليوم سنبدأ بدراسة أجهزة التوجيه. إذا أكملت دورة الفيديو الخاصة بي من الدرس الأول إلى الدرس السابع عشر، فقد تعلمت بالفعل أساسيات المفاتيح. ننتقل الآن إلى الجهاز التالي - جهاز التوجيه. كما تعلم من درس الفيديو السابق، فإن أحد موضوعات دورة CCNA يسمى Cisco Switching & Routing.
في هذه السلسلة، لن ندرس أجهزة توجيه Cisco، ولكننا سنتناول مفهوم التوجيه بشكل عام. سيكون لدينا ثلاثة مواضيع. الأول عبارة عن نظرة عامة على ما تعرفه بالفعل عن أجهزة التوجيه ومحادثة حول كيفية تطبيقها جنبًا إلى جنب مع المعرفة التي اكتسبتها في عملية دراسة المحولات. نحن بحاجة إلى فهم كيفية عمل المحولات وأجهزة التوجيه معًا.
بعد ذلك، سنلقي نظرة على معنى التوجيه، وماذا يعني، وكيف يعمل، وبعد ذلك سننتقل إلى أنواع بروتوكولات التوجيه. سأستخدم اليوم الهيكل الذي رأيته بالفعل في الدروس السابقة.
لقد نظرنا في كيفية انتقال البيانات عبر الشبكة وكيفية إجراء المصافحة الثلاثية لبروتوكول TCP. الرسالة الأولى المرسلة عبر الشبكة هي حزمة SYN. دعونا نلقي نظرة على كيفية حدوث مصافحة ثلاثية عندما يريد جهاز كمبيوتر بعنوان IP 10.1.1.10 الاتصال بالخادم 30.1.1.10، أي أنه يحاول إنشاء اتصال FTP.
لبدء الاتصال، يقوم الكمبيوتر بإنشاء منفذ مصدر برقم عشوائي 25113. إذا نسيت كيف يحدث ذلك، أنصحك بمراجعة دروس الفيديو السابقة التي ناقشت هذه المشكلة.
بعد ذلك، يضع رقم منفذ الوجهة في الإطار لأنه يعلم أنه يجب أن يتصل بالمنفذ 21، ثم يضيف معلومات OSI Layer 3، وهو عنوان IP الخاص به وعنوان IP الوجهة. لا تتغير البيانات المنقطة حتى تصل إلى نقطة النهاية. بعد الوصول إلى الخادم، لا يتغيرون أيضًا، لكن الخادم يضيف معلومات المستوى الثاني إلى الإطار، أي عنوان MAC. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المحولات تستقبل معلومات المستوى الثاني فقط من OSI. في هذا السيناريو، يكون جهاز التوجيه هو جهاز الشبكة الوحيد الذي يأخذ في الاعتبار معلومات الطبقة الثالثة؛ وبطبيعة الحال، يعمل الكمبيوتر أيضًا مع هذه المعلومات. لذلك، يعمل المحول فقط مع معلومات المستوى 2، ويعمل جهاز التوجيه فقط مع معلومات المستوى 3.
يعرف المحول عنوان MAC المصدر XXXX:XXXX:1111 ويريد معرفة عنوان MAC الخاص بالخادم الذي يصل إليه الكمبيوتر. فهو يقارن عنوان IP المصدر بعنوان الوجهة، ويدرك أن هذه الأجهزة موجودة على شبكات فرعية مختلفة، ويقرر استخدام بوابة للوصول إلى شبكة فرعية مختلفة.
كثيرًا ما يُطرح عليّ سؤال حول من الذي يقرر عنوان IP الخاص بالبوابة. أولاً، يتم تحديد ذلك بواسطة مسؤول الشبكة، الذي يقوم بإنشاء الشبكة وتوفير عنوان IP لكل جهاز. كمسؤول، يمكنك تعيين أي عنوان لجهاز التوجيه الخاص بك ضمن نطاق العناوين المسموح بها على شبكتك الفرعية، وعادةً ما يكون هذا هو العنوان الأول أو الأخير الصالح، ولكن لا توجد قواعد صارمة حول تعيينه. في حالتنا، قام المسؤول بتعيين عنوان البوابة أو جهاز التوجيه 10.1.1.1 وتخصيصه للمنفذ F0/0.
عندما تقوم بإعداد شبكة على جهاز كمبيوتر بعنوان IP ثابت هو 10.1.1.10، فإنك تقوم بتعيين قناع شبكة فرعية هو 255.255.255.0 وبوابة افتراضية هي 10.1.1.1. إذا كنت لا تستخدم عنوانًا ثابتًا، فإن جهاز الكمبيوتر الخاص بك يستخدم DHCP، الذي يعين عنوانًا ديناميكيًا. بغض النظر عن عنوان IP الذي يستخدمه الكمبيوتر، سواء كان ثابتًا أو ديناميكيًا، يجب أن يحتوي على عنوان بوابة للوصول إلى شبكة أخرى.
وبالتالي، يعرف الكمبيوتر 10.1.1.10 أنه يجب عليه إرسال إطار إلى جهاز التوجيه 10.1.1.1. يتم هذا النقل داخل الشبكة المحلية، حيث لا يهم عنوان IP، فقط عنوان MAC هو المهم هنا. لنفترض أن الكمبيوتر لم يتصل بجهاز التوجيه من قبل ولا يعرف عنوان MAC الخاص به، لذلك يجب عليه أولاً إرسال طلب ARP الذي يسأل جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة الفرعية: "مرحبًا، أي منكم لديه العنوان 10.1.1.1؟ من فضلك قل لي عنوان MAC الخاص بك! نظرًا لأن ARP عبارة عن رسالة بث، يتم إرسالها إلى جميع منافذ جميع الأجهزة، بما في ذلك جهاز التوجيه.
الكمبيوتر 10.1.1.12، بعد أن تلقى ARP، يفكر: "لا، عنواني ليس 10.1.1.1"، ويتجاهل الطلب؛ الكمبيوتر 10.1.1.13 يفعل نفس الشيء. يفهم جهاز التوجيه، بعد أن تلقى الطلب، أنه هو الذي يُطلب منه، ويرسل عنوان MAC الخاص بالمنفذ F0/0 - وجميع المنافذ لها عنوان MAC مختلف - إلى الكمبيوتر 10.1.1.10. الآن، بمعرفة عنوان البوابة XXXX:AAAA، وهو في هذه الحالة هو عنوان الوجهة، يقوم الكمبيوتر بإضافته إلى نهاية الإطار الموجه إلى الخادم. وفي الوقت نفسه، يقوم بتعيين رأس إطار FCS/CRC، وهو عبارة عن آلية للتحقق من أخطاء الإرسال.
بعد ذلك، يتم إرسال إطار الكمبيوتر 10.1.1.10 عبر الأسلاك إلى جهاز التوجيه 10.1.1.1. بعد استلام الإطار، يقوم جهاز التوجيه بإزالة FCS/CRC باستخدام نفس الخوارزمية المستخدمة في الكمبيوتر للتحقق. البيانات ليست أكثر من مجموعة من الآحاد والأصفار. إذا كانت البيانات تالفة، أي أن 1 يصبح 0 أو 0 يصبح واحدًا، أو كان هناك تسرب للبيانات، والذي يحدث غالبًا عند استخدام لوحة الوصل، فيجب على الجهاز إعادة إرسال الإطار مرة أخرى.
إذا نجح فحص FCS/CRC، فإن جهاز التوجيه ينظر إلى عناوين MAC المصدر والوجهة ويزيلها، نظرًا لأن هذه معلومات الطبقة الثانية، وينتقل إلى نص الإطار، الذي يحتوي على معلومات الطبقة الثالثة. يتعلم منه أن المعلومات الموجودة في الإطار مخصصة لجهاز بعنوان IP 2.
يعرف جهاز التوجيه بطريقة ما مكان وجود هذا الجهاز. لم نناقش هذه المشكلة عندما نظرنا في كيفية عمل المفاتيح، لذا سننظر فيها الآن. يحتوي جهاز التوجيه على 4 منافذ، لذا أضفت المزيد من الاتصالات إليه. إذًا، كيف يعرف جهاز التوجيه أن البيانات الخاصة بالجهاز الذي يحمل عنوان IP 30.1.1.10 يجب أن يتم إرسالها عبر المنفذ F0/1؟ لماذا لا يرسلهم عبر المنفذ F0/3 أو F0/2؟
الحقيقة هي أن جهاز التوجيه يعمل مع جدول التوجيه. يحتوي كل جهاز توجيه على جدول يسمح لك بتحديد المنفذ الذي سيتم من خلاله إرسال إطار معين.
في هذه الحالة، يتم تكوين المنفذ F0/0 إلى عنوان IP 10.1.1.1 وهذا يعني أنه متصل بالشبكة 10.1.1.10/24. وبالمثل، تم تكوين المنفذ F0/1 على العنوان 20.1.1.1، أي أنه متصل بالشبكة 20.1.1.0/24. يعرف جهاز التوجيه هاتين الشبكتين لأنهما متصلتان مباشرة بمنافذه. وبالتالي، فإن المعلومات التي تفيد بأن حركة المرور للشبكة 10.1.10/24 يجب أن تمر عبر المنفذ F0/0، وللشبكة 20.1.1.0/24 عبر المنفذ F0/1، معروفة بشكل افتراضي. كيف يعرف جهاز التوجيه من خلال أي المنافذ يعمل مع الشبكات الأخرى؟
نرى أن الشبكة 40.1.1.0/24 متصلة بالمنفذ F0/2، والشبكة 50.1.1.0/24 متصلة بالمنفذ F0/3، والشبكة 30.1.1.0/24 تربط جهاز التوجيه الثاني بالخادم. يحتوي جهاز التوجيه الثاني أيضًا على جدول توجيه، ينص على أن الشبكة 30. متصلة بمنفذها، فلنرمز إليها 0/1، وهي متصلة بجهاز التوجيه الأول من خلال المنفذ 0/0. يعرف هذا الموجه أن المنفذ 0/0 الخاص به متصل بالشبكة 20. والمنفذ 0/1 متصل بالشبكة 30. ولا يعرف شيئًا آخر.
وبالمثل، يعرف جهاز التوجيه الأول عن الشبكتين 40. و50. المتصلتين بالمنفذين 0/2 و0/3، لكنه لا يعرف شيئًا عن الشبكة 30. يزود بروتوكول التوجيه أجهزة التوجيه بمعلومات لا تملكها افتراضيًا. إن الآلية التي تتواصل من خلالها أجهزة التوجيه هذه مع بعضها البعض هي أساس التوجيه، وهناك توجيه ديناميكي وثابت.
التوجيه الثابت هو أن جهاز التوجيه الأول يُعطى معلومات: إذا كنت بحاجة إلى الاتصال بالشبكة 30.1.1.0/24، فأنت بحاجة إلى استخدام المنفذ F0/1. ومع ذلك، عندما يتلقى جهاز التوجيه الثاني حركة مرور من خادم مخصص للكمبيوتر 10.1.1.10، فإنه لا يعرف ماذا يفعل بها، لأن جدول التوجيه الخاص به يحتوي فقط على معلومات حول الشبكتين 30 و20. لذلك، يحتاج هذا الموجه أيضًا لتسجيل التوجيه الثابت: إذا استقبل حركة مرور للشبكة 10، فيجب إرسالها عبر المنفذ 0/0.
تكمن مشكلة التوجيه الثابت في أنني يجب أن أقوم بتكوين جهاز التوجيه الأول يدويًا للعمل مع الشبكة 30. وجهاز التوجيه الثاني للعمل مع الشبكة 10. يكون هذا أمرًا سهلاً إذا كان لدي جهازي توجيه فقط، ولكن عندما يكون لدي 2 أجهزة توجيه، فإن الإعداد يستغرق التوجيه الثابت الكثير من الوقت. في هذه الحالة، من المنطقي استخدام التوجيه الديناميكي.
لذا، بعد استلام إطار من الكمبيوتر، ينظر جهاز التوجيه الأول إلى جدول التوجيه الخاص به ويقرر إرساله عبر المنفذ F0/1. وفي الوقت نفسه، يضيف عنوان MAC المصدر XXXX.BBBB وعنوان MAC الوجهة XXXX.CCSS إلى الإطار.
بعد تلقي هذا الإطار، يقوم جهاز التوجيه الثاني "بقص" عناوين MAC المتعلقة بطبقة OSI الثانية وينتقل إلى معلومات الطبقة الثالثة. يرى أن عنوان IP الوجهة 3 ينتمي إلى نفس الشبكة مثل المنفذ 30.1.1.10/0 لجهاز التوجيه، ويضيف عنوان MAC المصدر وعنوان MAC الوجهة إلى الإطار ويرسل الإطار إلى الخادم.
كما قلت بالفعل، يتم تكرار عملية مماثلة في الاتجاه المعاكس، أي يتم تنفيذ المرحلة الثانية من المصافحة، حيث يرسل الخادم رسالة SYN ACK. قبل القيام بذلك، فإنه يتجاهل كافة المعلومات غير الضرورية ويترك فقط حزمة SYN.
بعد استلام هذه الحزمة، يقوم جهاز التوجيه الثاني بمراجعة المعلومات المستلمة، ويكملها ويرسلها.
لذا، تعلمنا في الدروس السابقة كيفية عمل المحول، والآن تعلمنا كيفية عمل أجهزة التوجيه. دعنا نجيب على سؤال ما هو التوجيه بالمعنى العالمي. لنفترض أنك صادفت لافتة طريق مثبتة عند تقاطع دوار. يمكنك أن ترى أن الفرع الأول يؤدي إلى RAF Fairfax، والثاني إلى المطار، والثالث إلى الجنوب. إذا سلكت المخرج الرابع فسوف تصل إلى طريق مسدود، ولكن عند المخرج الخامس يمكنك القيادة عبر وسط المدينة إلى قلعة براكسبي.
بشكل عام، التوجيه هو ما يجبر جهاز التوجيه على اتخاذ قرارات بشأن مكان إرسال حركة المرور. في هذه الحالة، يجب عليك، كسائق، أن تقرر أي مخرج من التقاطع يجب أن تسلكه. في الشبكات، يتعين على أجهزة التوجيه اتخاذ قرارات بشأن مكان إرسال الحزم أو الإطارات. يجب أن تفهم أن التوجيه يسمح لك بإنشاء جداول بناءً على أجهزة التوجيه التي تتخذ هذه القرارات.
كما قلت، هناك توجيه ثابت وديناميكي. دعونا نلقي نظرة على التوجيه الثابت، والذي سأرسم له 3 أجهزة متصلة ببعضها البعض، مع توصيل الجهاز الأول والثالث بالشبكات. لنفترض أن إحدى الشبكات 10.1.1.0 تريد الاتصال بالشبكة 40.1.1.0، ويوجد بين أجهزة التوجيه شبكتان 20.1.1.0 و30.1.1.0.
في هذه الحالة، يجب أن تنتمي منافذ جهاز التوجيه إلى شبكات فرعية مختلفة. افتراضيًا، يعرف جهاز التوجيه 1 فقط عن الشبكتين 10 و20. ولا يعرف شيئًا عن الشبكات الأخرى. جهاز التوجيه 2 يعرف فقط عن الشبكتين 20 و 30. لأنهما متصلان به، وجهاز التوجيه 3 يعرف فقط عن الشبكتين 30 و 40. إذا أرادت الشبكة 10 الاتصال بالشبكة 40، فيجب أن أخبر جهاز التوجيه 1 عن الشبكة 30. . . وأنه إذا أراد نقل إطار إلى الشبكة 40. فيجب عليه استخدام الواجهة الخاصة بالشبكة 20. وإرسال الإطار عبر نفس الشبكة 20.
يجب أن أقوم بتعيين طريقين لجهاز التوجيه الثاني: إذا كان يريد إرسال حزمة من الشبكة 2. إلى الشبكة 40.، فيجب عليه استخدام منفذ الشبكة 10.، ولإرسال حزمة من الشبكة 20. إلى الشبكة 10. - الشبكة المنفذ 40. وبالمثل، يجب أن أقدم معلومات لجهاز التوجيه 30 حول الشبكتين 3 و10.
إذا كانت لديك شبكات صغيرة، فسيكون إعداد التوجيه الثابت أمرًا سهلاً للغاية. ومع ذلك، كلما كبرت الشبكة، زادت مشاكل التوجيه الثابت. لنتخيل أنك قمت بإنشاء اتصال جديد يربط مباشرة بين جهازي التوجيه الأول والثالث. في هذه الحالة، سيقوم بروتوكول التوجيه الديناميكي تلقائيًا بتحديث جدول التوجيه الخاص بجهاز التوجيه 1 بما يلي: "إذا كنت بحاجة إلى الاتصال بجهاز التوجيه 3، فاستخدم طريقًا مباشرًا"!
هناك نوعان من بروتوكولات التوجيه: بروتوكول البوابة الداخلية (IGP) وبروتوكول البوابة الخارجية (EGP). يعمل البروتوكول الأول على نظام مستقل مستقل يُعرف باسم مجال التوجيه. تخيل أن لديك مؤسسة صغيرة بها 5 أجهزة توجيه فقط. إذا كنا نتحدث فقط عن الاتصال بين أجهزة التوجيه هذه، فإننا نعني IGP، ولكن إذا كنت تستخدم شبكتك للتواصل مع الإنترنت، كما يفعل مزودو خدمة الإنترنت، فأنت تستخدم جنيه مصري.
يستخدم IGP ثلاثة بروتوكولات شائعة: RIP وOSPF وEIGRP. يذكر منهج CCNA فقط البروتوكولين الأخيرين لأن RIP قديم. يعد هذا أبسط بروتوكولات التوجيه ولا يزال يُستخدم في بعض الحالات، ولكنه لا يوفر الأمان اللازم للشبكة. وهذا هو أحد أسباب استبعاد Cisco لـ RIP من الدورة التدريبية. ومع ذلك، سأخبرك عنها على أي حال لأن تعلمها يساعدك على فهم أساسيات التوجيه.
يستخدم تصنيف بروتوكول جنيه بروتوكولين: BGP وبروتوكول جنيه نفسه. في دورة CCNA، سنغطي فقط BGP وOSPF وEIGRP. يمكن اعتبار قصة RIP بمثابة معلومات إضافية، والتي ستنعكس في أحد مقاطع الفيديو التعليمية.
هناك نوعان آخران من بروتوكولات التوجيه: بروتوكولات ناقل المسافة وبروتوكولات توجيه حالة الارتباط.
تنظر التمريرة الأولى إلى متجهات المسافة والاتجاه. على سبيل المثال، يمكنني إنشاء اتصال مباشر بين جهاز التوجيه R1 وR4، أو يمكنني إجراء اتصال على طول المسار R1-R2-R3-R4. إذا كنا نتحدث عن بروتوكولات التوجيه التي تستخدم طريقة ناقل المسافة، ففي هذه الحالة سيتم دائمًا إجراء الاتصال على طول أقصر مسار. لا يهم أن هذا الاتصال سيكون له الحد الأدنى من السرعة. في حالتنا، تبلغ هذه السرعة 128 كيلوبت في الثانية، وهو أبطأ بكثير من الاتصال على طول المسار R1-R2-R3-R4، حيث تبلغ السرعة 100 ميجابت في الثانية.
دعونا نفكر في بروتوكول ناقل المسافة RIP. سأرسم الشبكة 1 أمام جهاز التوجيه R10، والشبكة 4 خلف جهاز التوجيه R40. لنفترض أن هناك العديد من أجهزة الكمبيوتر في هذه الشبكات. إذا كنت أرغب في الاتصال بين الشبكة 10.R1 والشبكة 40.R4، فسوف أقوم بتعيين توجيه ثابت إلى R1 مثل: "إذا كنت بحاجة إلى الاتصال بالشبكة 40.، فاستخدم اتصالاً مباشرًا بجهاز التوجيه R4." وفي الوقت نفسه، لا بد لي من تكوين RIP يدويًا على جميع أجهزة التوجيه الأربعة. ثم سيقول جدول التوجيه R4 تلقائيًا أنه إذا أرادت الشبكة 1 الاتصال بالشبكة 10، فيجب عليها استخدام اتصال مباشر من R40 إلى R1. حتى لو تبين أن التجاوز أسرع، فسيظل بروتوكول ناقل المسافة يختار أقصر مسار مع أقصر مسافة إرسال.
OSPF هو بروتوكول توجيه حالة الارتباط الذي ينظر دائمًا إلى حالة أقسام الشبكة. وفي هذه الحالة يقوم بتقييم سرعة القنوات، وإذا رأى أن سرعة نقل الحركة على القناة R1-R4 منخفضة جدًا، فإنه يختار المسار بالسرعة الأعلى R1-R2-R3-R4، حتى لو كان يتجاوز الطول أقصر مسار. وبالتالي، إذا قمت بتكوين بروتوكول OSPF على جميع أجهزة التوجيه، وعندما أحاول توصيل الشبكة 40 بالشبكة 10، فسيتم إرسال حركة المرور على طول المسار R1-R2-R3-R4. لذلك، RIP هو بروتوكول ناقل المسافة، وOSPF هو بروتوكول توجيه حالة الارتباط.
يوجد بروتوكول آخر - EIGRP، وهو بروتوكول توجيه خاص بشركة Cisco. إذا تحدثنا عن أجهزة الشبكة من الشركات المصنعة الأخرى، على سبيل المثال، Juniper، فهي لا تدعم EIGRP. يعد هذا بروتوكول توجيه ممتازًا وأكثر كفاءة من RIP وOSPF، ولكن لا يمكن استخدامه إلا في الشبكات المعتمدة على أجهزة Cisco. سأخبرك لاحقًا بمزيد من التفاصيل عن سبب كون هذا البروتوكول جيدًا جدًا. في الوقت الحالي، سأشير إلى أن EIGRP يجمع بين ميزات بروتوكولات ناقل المسافة وبروتوكولات توجيه حالة الارتباط، مما يمثل بروتوكولًا مختلطًا.
في درس الفيديو التالي، سنقترب عن كثب من النظر في أجهزة توجيه Cisco، وسأخبرك قليلاً عن نظام التشغيل Cisco IOS، المخصص لكل من المحولات وأجهزة التوجيه. نأمل، في اليوم 19 أو اليوم 20، أن نتناول المزيد من التفاصيل حول بروتوكولات التوجيه، وسأوضح كيفية تكوين أجهزة توجيه Cisco باستخدام الشبكات الصغيرة كأمثلة.
أشكركم على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ هل تريد رؤية المزيد من المحتويات الشيقة؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية للأصدقاء ، خصم 30٪ لمستخدمي Habr على تناظرية فريدة من الخوادم المبتدئة ، والتي اخترعناها من أجلك: (متوفر مع RAID1 و RAID10 ، حتى 24 مركزًا وحتى 40 جيجا بايت DDR4).
ديل R730xd 2 مرات أرخص؟ هنا فقط في هولندا! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 جيجا هرتز 6C 128 جيجا بايت DDR3 2x960 جيجا بايت SSD 1 جيجا بايت في الثانية 100 تيرا بايت - من 99 دولارًا! أقرأ عن
المصدر: www.habr.com