מהו נתב רשת?

נתב הוא חומרה או תוכנה שמעבירים מנות המבוססות על מידע על כתובות IP במנות שהיא מקבלת. מקובל ביותר לנתב מנות על בסיס מידע על כתובת IP של היעד, אך ניתן להגדיר נתבים מסוימים לניתוב מנות על בסיס מידע על IP מקור.

נתבים עושים את מרבית עבודתם בשכבת הרשת (שכבה 3) של מודל OSI . בעוד שנתבים יכולים לתפקד בממשק אחד (נתב חמוש אחד), בדרך כלל יש להם לפחות שני ממשקי רשת, אך יכולים להיות בעלי ממשקים פיזיים ו/או לוגיים רבים יותר.

שולחנות ניתוב

אתה נוטה לחשוב שנתבים הם מכשירי רשת מורכבים מאוד, אך במציאות, נתבי רשת מסלול על בסיס כמה כללים פשוטים שנטענים בזיכרון . כללים אלה תלויים בטבלאות הניתוב המקומיות שלהם. הניתוב מתחיל כאשר מנות נכנסות לנתב. הנתב מפשיט את מידע השכבה 2 מהמסגרות שהוא מקבל.

אם הנתב מוגדר לנתב על סמך מידע על IP יעד (שהוא צורת הניתוב הנפוצה ביותר), הנתב בודק את כתובת ה- IP של כל מנות של כל מנות ואז שולח את המנה ליציאה הנכונה. הנתב משתמש בטבלת הניתוב כדי לקבל החלטה זו. בעיקרו של דבר, זהו התהליך השלם על קצה המזלג. טבלת הניתוב היא המפתח לתהליך העברת מנות ליעדם הנכון.

כל שורה בטבלת הניתוב מגדירה מסלול יחיד . כל עמודה מזהה קריטריונים ספציפיים כך שהנתב יוכל להתאים למסלול הטוב ביותר למנה שהוא מנסה להעביר.

• יעד הרשת: כל ממשקי הרשת, המשנה המקומי ותת -רשתות המרוחקות שהנתב יודע עליהם יופיעו.
• NetMask: מסכות רשת משנה משמשות בשילוב עם מידע IP כדי לקבוע את מזהה הרשת ואת מזהה המארח בכתובת IP. הנתב משתמש במידע זה כדי לקבוע אם יש התאמה בין המנה שהיא בודקת לבין כל פריט המופיע בטבלת הניתוב. אם יש התאמה , עמודת הממשק בטבלת הניתוב תגיד לנתב איזה ממשק לשלוח את המנה.
• מסלול ברירת מחדל: הערך הראשון המציג את יעד הרשת של 0.0.0.0 נחשב לנתיב ברירת המחדל של הנתב. אם לא ניתן להתאים רשומות אחרות בטבלת הניתוב, הנתב שולח את המנה לשער ברירת המחדל שלה. מסלול ברירת המחדל חשוב מאוד מכיוון שזה אומר לנתב בדיוק מה לעשות עם כל חבילה נכנסת אלא אם הנתב יכול להתאים עם ערך אחר בטבלת הניתוב.

נתבים אינם המכשירים היחידים המשתמשים בטבלאות ניתוב. לכל מארחי ה- TCP/IP ברשת טבלאות ניתוב. למחשבים עם NIC אחד יש שולחנות ניתוב פשוטים מאוד. יש להם כמה ערכים לגבי רשת המשנה אליהם הם מחוברים וכניסה למסלול ברירת המחדל. עם זאת, למחשבים מסוימים עשויים להיות יותר מחיבור רשת אחד . לכן, ממש כמו נתבים, מחשבים משתמשים באותו תהליך כדי לקבוע באיזה יציאת רשת להשתמש כדי לשלוח מנות IP.

עבור מכשירים שיש להם יותר ממתאם רשת אחד , הם ידועים כמערכות מרובות-שותיות. יתכן ששמת לב גם לטבלת הניתוב בעמודה מטרית. הערך הוא ערך יחסי המגדיר את עלות השימוש במסלול זה .

אם ל- TCP/IP יש יותר מסלול אחד העומד לרשות צומת היעד, הוא ישתמש במסלול עם המדד הנמוך ביותר . אם צומת ה- TCP/IP קובע שאחד מהנתיבים שלו אינו זמין, הוא יתאים את הערך או יסיר את המסלול מהטבלה שלו .

ניתוב סטטי ודינאמי

שולחנות ניתוב מאוכלסים בשתי שיטות . או שהמידע מוזן באופן ידני (סטטי) או שהוא יכול ללמוד (דינמי) על נתיבים ממקורות אחרים כמו נתבים שכנים. בעוד שניתן סטטי עובד בסדר גמור, ברשתות גדולות, יתכן שיהיה קשה לשמור על טבלאות אלה במיוחד אם פריסת הרשת משתנה באופן שגרתי.

בטופולוגיה של רשת מלאה , קישורים יכולים לרדת, משתנים מכשירי רשת וגורמים אחרים יכולים להוסיף לניהול מוגבר של נתב רשת. עם ניתוב דינמי , אתה מאפשר לנתבים לנהל שולחנות ניתוב משלהם.

ניתוב אינטרנט

נתבים באינטרנט הציבורי אינם חולקים מידע ניתוב עם פרוטוקולי ניתוב כמו RIP או OSPF . הם משתמשים במושג הנקרא מערכת אוטונומית (AS) . מערכות אוטונומיות משתמשות במספר מערכת אוטונומית ייחודית גלובלית ( ASN ) שהוקצה על ידי ה- IANA.

בדיוק כמו שתקצה כתובת IP לממשק הנתב, היית מגדיר את הנתב להשתמש ב- ASN שהוקצה על ידי ה- IANA. מערכות אוטונומיות מתקשרות זו עם זו באמצעות פרוטוקול שער חיצוני (EGP).

הרשתות בתוך AS מתקשרות עם פרוטוקולים המכונה פרוטוקול שער פנים (IGP) . עבור האינטרנט הציבורי, הקהילה התיישבה בפרוטוקול אחד לתקשורת בין כל אחד, המכונה פרוטוקול שער הגבול (BGP) .

ניתוב וקטורי מרחק

פרוטוקולי ניתוב וקטורי מרחק היו הראשונים שהופיעו בעולם הניתוב TCP/IP. פרוטוקולי ניתוב וקטורי מרחק משמשים בדרך כלל בנתבי LAN . הבסיס של כל פרוטוקולי הניתוב וקטורי המרחק הוא סוג של עלות. עלות מסלול מורכבת מספירת הופ, שהיא מספר הממשקים בין המקור לרשת היעד.

אם היה לך נתב קופץ אחד הרחק מרשת, העלות עבור מסלול זה תהיה 1. RIP, או ניתוב פרוטוקול מידע , היא דוגמא לפרוטוקול ניתוב וקטורי מרחק. בעוד שפרוטוקולי ניתוב וקטורי מרחק קלים ליישום וניהול, יש להם את המגבלות שלהם.

לדוגמה, יתכן שיש לך מספר נתיבים לרשת יעד. הנתיב עם שתי כשות עשוי להיות מוגדר עם קישורים מהירים מאוד ואילו הנתיב עם הופ אחד הוא קישור איטי מאוד. בגלל זה, מדדים מוקצים למסלולים כך שניתן יהיה לחשב אותם כחלק מהעלות הכוללת של המסלול.

הקישורים המהירים יותר מוקצים מדדים נמוכים יותר מאשר קישורים איטיים יותר כדי להבטיח שהנתב בוחר את הנתיב המהיר ביותר לרשת היעד. פרוטוקולי ניתוב וקטורי מרחק מחשבים את העלות הכוללת כדי להגיע לרשת מסוימת ומשווה את העלות הזו לעלות הכוללת של כל הנתיבים האחרים כדי להגיע לאותה רשת. הנתב בוחר אז את המסלול עם העלות הנמוכה ביותר . נתבים המשתמשים בפרוטוקול ניתוב וקטור מרחק מחליפים את שולחנות הניתוב שלהם זה עם זה.

קישור לניתוב מצב

בגלל חלק מהמגבלות בניתוב וקטורי מרחק , כמו מהירות ורוחב פס חדשים פרוטוקולי ניתוב אופטימליים יותר. פרוטוקול הניתוב הדינמי של קישור מצב הקישור הוא אפשרות טובה יותר לרשתות שיש בהן מספר גדול של נתבים המחליפים את טבלאות הניתוב שלהם באופן דינמי.

ניתוב מצב קישור שולח רק מידע ניתוב ככל שהרשת משתנה , ורק שולחת את השינויים , במקום לשלוח את כל טבלת הניתוב במרווחים מוגדרים. הנתיב הקצר ביותר הפתוח הראשון (OSPF) הוא ה- IGP הנפוץ ביותר. OSPF מתכנס במהירות בצורה דרמטית ויעיל הרבה יותר מאשר RIP. שלא כמו RIP, OSPF הוא פרוטוקול מורכב לנתבים.