تاریخچه مسیر یابهای سخت افزاری
همانطور که می دانید نام کلی که برای مسیریابها در نظر گرفته شده به خاطر اولین و اصلی ترین وظیفه هر روتر یعنی عمل مسیر یابی است و انتخاب این نام هم به سال 1984 بر می گردد. یعنی زمانی که رفته رفته با ظهور کامپیوترهای شخصی مشکل تعدد استانداردها تبدیل به یک مشکل حاد برای شبکه های موجود شد. گویا در این هنگام دو دانشمند به نامهای Leonard Bosack و Sandy Lerner از دانشگاه استنفورد برای اتصال شبکه ها و مسیریابی داده ها بین این شبکه ها و حل مشکل عدم سازگاری پروتکل های مختلف در سطح مسیر یابها، ایده مسیریابی (Routing) را مطرح نمودند و موفق شدند اولین مسیریاب را با هزینه شخصی تولید کرده و آن را در دانشگاه استنفورد نصب نمایند. با توجه به استقبالی که از این محصول جدید شد این دو نفر تصمیم گرفتند که محصول خود را تجاری کنند. در این سال بود که غول تجهیزات شبکه های کامپیوتری یعنی شرکت سیسکو سیستمز (Cisco Systems) متولد شد. شرکتی که امروزه در زمینه طراحی و تولید مسیر یابهای سخت افزاری حرف اول را می زند و در این زمینه به جز چند شرکت از جمله Foundry Networks و Nortel Networks رقیب جدی دیگری ندارد و طی سالها با ارائه راه حل های جدیدی نظیر ایجاد تنوع در کلیه محصولات و ارائه گواهینامه های مهندسی تجهیزات سیسکو نظیر CCNA, CCNP, CCDA و CCIE و ... موقعیت خود را بیش از پیش تثبیت نموده است. به همین دلیل از مجموعه شرکتهای تولید کننده روترهای سخت افزاری تنها بر روی مسیر یابهای شرکت سیسکو تمرکز می کنیم و به دلیل تنوع زیاد مسیریابهای این شرکت و همچنین تعدد ماجولهای مورد استفاده که به منظور افزایش انعطاف پذیری مسیر یابها استفاده می شوند، تنها به تشریح مدلهای معروف تر خواهیم پرداخت.
یک مسیر یاب صرف نظر از نوع، سری و قیمت آن همانند یک کامپیوتر دارای اجزای «سخت افزاری نظیر جعبه (Case)، برد اصلی (Motherboard)، پردازنده، حافظه موقت (RAM)، حافظه دائمی (Flash) و رابط ها و ماجول های مختلف است که بسته به کاربرد هر مسیر یاب توان و ظرفیت متفائتی دارند و همچنین هر مسیر یاب دارای یک سیستم عامل است که IOS نامیده می شود و سر نام کلمات
Internetworking Operating System می باشد
سری ها ومدل های مسیریاب های سیسکو
سیسکو سری های مختلف مسیریاب های خود را معمولا توسط یک عدد چهاررقمی مشخص می کند که عبارتند از سری های6400،3700،3600،3200،2600،2500،1700،16 00،1000و7200 تا 7600 (البته استثنائاتی مثل سری 70 و90و 10000و 10700و 12000 نیز وجود دارند ) وهر سری شامل مجموعه ا ز مدل های مختلف است مثل 1601 و1605 از سری 1600 یا 2620 و2621 از سری 2600 وغیره ، البته دلیل این نوع نامگذاری به خاطر وجود ویژگی های مشترک بین مدلهای مختلف یک سری خاص می باشد که هرسری راازبقیه سری ها متمایز می نماید و به طراح شبکه کمک می کند که با توجه به نیازهای کلی اش سری مورد نظر خود را انتخاب کرده و سپس با در نظر گرفتن جزئیات مورد نظرش ، مدل مناسب محیط سازمانی خود را خریداری نماید
مشخصه های سخت افزاری مسیر یاب های سیسکو case روترهای سیسکو با توجه به نوع ومدل دارای بدنه های متفاوتی هستند. مثلا بدنه های Desktop که مربوط به سری های 70 یا 90 می باشند . این بدنه ها قابلیت افزودن ماجول یا سایر ملحقات را ندارند. در مقابل بدنه های rackmount هستند که قابلیت نصب در رک را دارند. ازهمین نو بدنه، بعضی که بزرگتربوده وقابلیت نصب ماجول ها وکارت های زیادی را دارند به نام شاسی (chasis )شناخته می شوند. cpu اگر بخواهید سرعت پردازنده های کامپیوترهای شخصی را با مسیر یاب ها مقایسه کنید حتما تعجب خواهیدکرد، چرا که حتی سریع ترین روترها که می توانند در ستون فقرات شبکه های اینترنتی استفاده شوند وطبعا می بایست حجم بسیار وسیعی از ترافیک اینترنت را در زمان بسیار کوتاهی پردازش نمایند، سرعتی درحدود 200 مگا هرتز دارند . ولیکن ازآنجایی که مسیر یاب ها واسط گرافیکی کاربر ندارند و در محیط متنی کار می کنند و همچنین به دلیل تک منظوره بودن این پردازنده ها این سرعت برای این منظور کفایت خواهد کرد.ضمنا جالب است که بدانید مسیر یاب های سیسکو عمدتا از پردازنده های سری 68000 شرکت موتورلا استفاده می کنند. مادربورد مادربوردهای مورد استفاده شرکت سیسکو عمدتا توسط شرکت های Asus و lwill و Supermicro ساخته می شوند وطبیعتا برای سری های مختلف توان ومشخصه های متفاوتی ارائه می شود . حافظه در سخت افزار مسیر یاب های سیسکو بسته به نوع وکاربرد،از انواع مختلفی ازحافظه ها پشتیبانی می شود که عبارتند از: -RAM که گاهی DRAM نیز نامیده می شود وبرای ذخیره اطلاعات حین کار به کار می رود ویا به اصلاح سیسکو برای نگهداری Runniدر بعضی مدل ها، این حافظه قابل ارتقاء و در برخی دیگر ثابت می باشد و عموماً در ظرفیتهای 4 و 8 و 16 و 32 و 64 مگابایت موجود می باشد. - ROM که در این نوع حافظه یک تصویر قابل بوت از سیستم عامل روتر (IOS Image) قرار می گیرد و در مراحل اولیه روند بوت مسیریاب مورد استفاده قرار می گیرد. -Flash Memory همانند هارد دیسک در PC ها می باشد و برای ذخیره کل IOS مورد استفاده قرار می گیرد. ضمناً برای ذخیره فایل های پیکربندی نیز از این حافظه استفاده می شود که در ظرفیت های مختلفی عرضه می شود. البته نسبت به مدل و سری مسیریاب معمولاً قابل ارتقا است. -NVRAM روترها از فایلی به نام Startup Config برای نگهداری تنظیمات ابتدایی پیکربندی مسیریاب استفاده می کنند و این فایل در این حافظه نگهداری می شود و پس از این که در روند بوت به داخل RAM دستگاه روتر بارگذاری شد، Running Confug نامیده می شود. -Interfaces لینکهای هر مسریاب برای ارتباط با دنیای خارج در قالب پورت ها و ماجول ها که برای انعطاف پذیری روترها در جهت انجام وظایف گوناگون قابل استفاده و تغییر است و داخل اسلاتهای توسعه قرار می گیرند. به عنوان مثال می توان یک ISP را در نظر گرفت که پس از افزایش خطوط تلفن خود قادر خواهد بود ماجولی به نام AM (که شامل تعدادی مودم است) را به اسلات روتر خود (روتری که در نقش یک Access Server عمل می کند) متصل کند و کارآیی روتر را افزایش دهد. البته به شرط این که آن روتر خاص امکان این گسترش را داشته باشد.
مسيرياب هاي سيسكو و زير شبكه هاي صفر زير شبكه بطور كلي به شبكه اي گفته مي شود كه بخشي از يك شبكه ي بزرگ تر تشكيل ميدهددر شبكه هاي ip يك شبكه بزرگ را به شبكه هاي كوچك تر تقسيم مي كنند تا با استفاده ازدو روش فضاي نشاني ip 1-ترجمه نشاني شبكه 2-ترجمه نشاني درگاه باعث بهبود كارايي امنيت و جبران كمبود نشاني هاي شبكه شوند براي استفاده از اولين زير شبكه . بايد به مورد هاي توجه شود كه در اين مقاله به ان ها اشاره مي شود. تشريح اولين و اخرين زير شبكه صفر زماني كه شبكه به چند شبكه كوچك تر تقسيم مي شود ان اولين زير شبكه را زير شبكه صفر است مثال : 172.16.0.0 به طور پيش فرض اين رده داراي 16بيت ذخيره شده براي نمايش نشاني ميز بان است بنابراين 65534(2-2) نشاني قابل قبول وجود دارد حال فرض كنيد شبكه ي زير با قرض گرفتن 3بيت از بيت هاي ميزبان .به هشت (2)شبكه كوچك تر تقسيم شود. مثال: 172.16.0.0/19 پس زير شبكه ي صفر ناميده مي شود بايدتوجه کرد زيرا اولين شبكه پس از تقسيم شبكه به شبكه به عنوان زير شبكه صفر شناخت مي شود پس هيچ قاعده ي خاصي براي تعين زير شبكه ي صفر وجود ندارد اكنون براي شناسايي اين زير شبكه مي توان نشاني ان را به پايه (2)برد براي همين نيز به اين زير شبكه زيرشبكه صفر نام دارد به صورت که هر سه بيت 17و18و19 در زير شبكه ي صفر است تشريح زير شبكه تمام يك اخرين زير شبكه در مجموعه ي زير شبكه هايي كه ايجاد شده را زير شبكه ي تمام يك ناميده مي شود چرا به خاطر يك بودن بيت هاي 17و18و19 است شكل هاي زير شبكه صفر و زير شبكه تمام يك نبايد از زير شبكه صفر و زير شبكه ي تمام يك به عنوان زير شبكه فيزيكي استفاده نشود ودر سندهاي RFC 950 ذخيره كردن و اختصاص داد اين دو زير شبكه را نمي توان براي زير شبكه ي فيزيكي به كار گرفت وبراي نشاني هاي شبكه وداده پراكني بسيار مفيد استروش سنتي محاسبه ي زير شبكه براي همين درشبكه ها تعداد زير شبكه هاي اين دو زير شبكه را در محاسبه هاي خودبه حساب نمي اورد يعني اگر سه بيت براي زير شبكه مورد استفاده قرار گيرد پس از محاسبه 8=2 عدد 2 ازان كم مي شود اين روش روش سنتي محاسبه ي زير شبكه هاست براي همين بود که قبلا استفاده از زير شبكه ي صفر كمتر بوده به كه دليل خاصيت ذاتي اين روش نشاني دهي تميز نشاني شبكه و زير شبكه غير ممكن به نظر مي رسيد براي مثال نشاني زير را از مثال قبلي در نظر بگيريد: مثال : 172.16.1.10 اکنون اگر بخواهيم نشاني زير شبكه ي ان را به دست اوريد خواهيد داشت مثال : 172.16.0.0 كه شما ان را به چند زير شبكه تقسيم كرده ايد بنابر اين هر گاه شما يك شبكه را به چند زير شبكه تثسيم كنيد زير شبكه اي خواهيد داشت كه نشاني ان با نشاني شبكه ي اصلي تفاوتي ندارد .اين مسئله اغلب منشا اشتباه هاي بزرگي خواهد داشت زير شبكه ي تمام يك نيز مانند همتاي خود زير شبكه ي صفر .به دليل ويژگي ذاتي ايكه دارد شناسايي نشاني داده پراكني شبكه ي صفر .به دلليل ويژگي ذاتي اي كه دارد شناسايي نشاني داده پراكني شبكه ي اصلي و اين زير شبكه را دشوار مي كند .براي مثال .در مثال قبلي .نشاني اخرين زير شبكه يا زير شبكه ي تمام يك ها عبارت است از : 172.16.224.0/19 نشاني داده پراكني اين زير شبكه عبارت است :172.16.255.255 كه برابر با نشاني داده پراكني شبكه ي اصلي .به صورت زير است :.172.16.0.0 بنابراين هر گاه زير شبكه اي درست كنيد .شبكه اي خواهيد داشت كه نشاني داده پراكني ان با نشاني داده پراكني شبكه ي اصلي يكي است .به عبارت ديگر اگر مهندس شبكه .نشاني زير را به مسيرياب 15 خود اختصاص دهد : 172.16.230.1/19 هيچ تفاوتي بين نشاني داده پراكني زير شبكه اي كه مسير ياب در ان وجود دارد16.ونشاني داده پراكني شبكه ي اصلي 17وجود نخواهد داشت درحال حاضر .از زير شبكه هاي تمام يك .استفاده مي شود .بنابراين پيكربندي نادرست ان. مي تواند مشكل هاي جدي به وجود اورد . در اين مثال مسير ياب هاي 2تا5 هر كدام به عنوان مسير ياب هاي دسترسي انجام وظيفه مي كنند. براي همين تعدادي خط ورودي غير همزمان يا (اي اس دي ان)دارند در اين مثال يك شبكه ي رده ي (سي) به چهار شبكه تقسيم شده است و به هر يك از ان ها نيز يك مسير ياب براي دسترسي اختصاص داده شده است علاوه بر اين خط هاي غير همزمان هر يك از مسير ياب ها به صورت زير پيكر بندي شده اند: ip unnum e0 مسيرياب (1)براي دسترسي درست داراي مسير هاي ايستا است كه هر كدام از ان ها به يكي از مسيرياب هاي دسترسي اشاره مي كنند به همين ترتيب هر يك از مسير ياب هاي دسترسي توسط يك مسير پيش گزيده به مسيرياب (1)اشاره مي كنند جدول مسير يابي مسيرياب (1)مشابه جدول زير است: مسيريابي مسيرياب (1) c 195.1.2.0/24 E0 S 195.1.1.0/26 195.1.2.2 S195.1.1.64/26 195.1.2.3 S 195.1.1.128/26 195.1.2.4 S 195.1.1.19/26 195.1.2.5 مسيرياب هاي دسترسي نيز داراي پيكر بندي مشابهي هستند يعني ان ها نيز داراي مسير هاي پيش گزيده تعدادي مسير ميزبان براي خط هاي غير هم زمان در پيمان نقطه به نقطه هستند. جدول مسير يابي ساير مسير ياب ها عبارت اند از : مسير يابي مسير ياب (2) C 195.1.2.0/24 E0 S 0.0.0.0/0 195.1.2.1 C 195.1.1.2/32async 1 C 195.1.1.5/32 async 2 C 195.1.1.8/32 async 3 C 195.1.1.13/32 async 4 C 195.1.1.24/32 async 6 C 195.1.1.31/32 async 8 C 195.1.1.32/32 async 12 C 195.1.1.32/32 async 12 C 195.1.1.62/32 async 18 مسير يابي مسير ياب(3) C 195.1.2.0/24 E0 S 0.0.0.0/0 195.1.2.1 C 195.1.1.65/32 async 1 C 195.1.1.68/32 async 2 C 195.1.1.74/32 async 3 C 195.1.1.87/32 async 4 C 195.1.1.88/32 async 6 C 195.1.1.95/32 async 8 C 195.1.1.104/32 async 12 C 195.1.1.112/32 async 15 C 195.1.1.126/32 async 18 مسير يابي مسير ياب(4) C 195.1.2.0/24 E0 S 0.0.0.0/0 195.1.2.1 C 195.1.1.129/32 async 1 C 195.1.1.132/32 async 2 C 195.1.1.136/32 async 3 C 195.1.1.141/32 async 4 C 195.1.1.152/32 async 6 C 195.1.1.159/32 async 8 C 195.1.1.160/32 async 12 C 195.1.1.176/32 async 15 C 195.1.1.190/32 async 18 مسير يابي مسير ياب(5) C 195.1.2.0/24 E0 S 0.0.0.0/0 195.1.2.1 C 195.1.1.193/32 async 1 C 195.1.1.197/32 async 2 C 195.1.1.200/32 async 3 C 195.1.1.205/32 async 4 C 195.1.1.216/32 async 6 C 195.1.1.223/32 async 8 C 195.1.1.224/32 async 12 C 195.1.1.240/32 async 15 C 195.1.1.252/32 async 18 چه پيش خواهد امد اگر ميزباني كه از طريق خط غير هم زمان به شبكه وصل شده است. به جاي نشاني الگوي زير شبكه 255.255.255.192 از نشاني الگو ي اشتباه زير استفاده كند: 225.255.255.0 در جواب بايد گفت همه چيز به خوبي كار مي كند) حال ميزبان زير را در نظر بگيريد : 195.1.1.24 اين ميزبان مي خواهد پيام داده پراكني اي ارسال كند. به عبارت زير در بسته اي باويژگي هاي زير ارسال مي كند: S :195.1.1.24 d :195.1.1.255 اين بسته توسط مسير ياب (2)دريافت مي شود .مسيرياب (2)ان را به مسير ياب (1)،و سپس به مسير ياب (5)مي دهد .اين عمل ان قدر تكرار مي شود تا بسته به انتهاي عمرخودبرسد. در اين حالت ممكن است تصور كنيد به شبكه ي شما حمله شده است در حالي كه اشكال در درون خود شبكه به وجودامده است. در اين مثال.از يك حلقه ي مسير يابي استفاده شد كه وجود ان در شبكه معمو لا به عنوان اشكال مطرح مي شود. مسيرياب (5)كه مسير يابي زير شبكه ي تمام يك را به عهده دارد تمام رفت وامد ايجاد شده توسط اين اشكال را تحمل مي كند مسير ياب هاي 2 تا4. فقط يك بار بسته هاي داده پراكني را دريافت مي كنند مسيرياب (1)هم فشار رفت و امد زيادي را تحمل مي كند اما اگر اين مسيرياب از گونه ي (سيسكو7513)باشد چگونه اين وضعيت را تحمل مي كند در اين حالت بايد نشاني ميزبان هارابا الگوي درست نشان دهيد. براي جلوگيري از كار نادرست ميزبان هايي كه به درستي تنظيم نشده اند.مي توان از رابط حلقه باز گشت براي هر مسير ياب دسترسي استفاده كرد ويك مسير ايستا براي نشاني زير درست كنيد: 195.1.1.255 هم چنين مي توانيد از رابط زير استفاده كنيد: Nu110 اما انجام اين كار باعث ميشود مسيرياب (پيام پيمان نظارتي انترنت )را. به صورت زير در معناي عدم دسترسي به شبكه نمايش دهد : unreachable كاربردزير شبكه هاي صفرو تمام يك باوجود غير تعارف بودن استفاده از اين دو مجموعه نشاني . كل فضاي نشاني دهي به همراه اين دو نشاني همواره قابل استفاده است استفاده از زير شبكه ي تمام يك. از قبل مجاز بود. در حالي كه استفاده از زير شبكه صفر از زمان معرفي(سيسكو اي ا اس 12)شروع شد با اين وجود قبل از ارايه ي(سيسكواي ا اس 12)اين زير شبكه با استفاده از فرمان زير در تنظيم هاي عمومي مسير ياب هاي قابل استفاده بود : ip subnet-zero براي استفادهاز اين دو نشاني سندهاي (اراف سي 1878)امده است: (حذف زيرشبكه ي صفروزير شبكه ي تمام يك ديگر منسوخ شده است:زيرا نرم افزار هاي جديد امروزي توانايي به كارگيري تمام شبكه هاتعريف شده را دارند ) امروز استفاده از زير شبكه ي صفر و زير شبكه تمام يك مجاز مي باشد وبيش تر توليدكنندگان اين ويژگي راپشتيباني ميكنند با اين وجود برخي شبكه هاي خاص هنوز از نرم افزارهاي قديمي استفاده مي كنندكه استفاده از زير شبكه صفر و زير شبكه ي تمام يك در ان ها مي تواند مشكل ساز باشد.