آنچه در این مقاله میخوانید [پنهانسازی]
پروتکلهای مسیریابی دینامیک روشی رایج برای فراهم کردن اتصال کامل شبکه در محیطهای سازمانی هستند. در مقایسه با مسیریابی استاتیک، استفاده از پروتکلهای دینامیک مزایای بسیاری، به ویژه در شبکههای متوسط تا بزرگ، به همراه دارد. از جمله پروتکلهای مسیریابی اصلی میتوان به RIP، OSPF و EIGRP اشاره کرد.
پروتکل Routing Information Protocol یا RIP (پروتکل اطلاعات مسیریابی)، یکی از قدیمیترین و سادهترین پروتکلهای مسیریابی داخلی (IGP) محسوب میشود,. این پروتکل، از زمان ارائه در سال 1988، به عنوان یک پروتکل Distance-Vector شناخته میشود و هنوز هم در شبکههای کوچک مورد استفاده قرار میگیرد,. سادگی پیادهسازی و پیکربندی آسان، یکی از مزیتهای اصلی RIP است.
RIP یکی از پایهایترین پروتکلهای IGP است که با هدف سهولت در پیادهسازی و مدیریت طراحی شده است. این پروتکل با استفاده از ساختار ساده فاصله بردار، امکان تبادل مسیرهای شبکه را میان روترهای یک AS فراهم میکند. به دلیل سازوکار سادهاش، همچنان در شبکههای کوچک یا محیطهای آموزشی محبوب است.
اگر تازه وارد دنیای شبکه هستید و میخواهید مفاهیم پایهای مثل Routing، Subnetting، RIP، OSPF و ساختارهای اصلی شبکه را اصولی یاد بگیرید، دوره پایه نتورک پلاس بهترین نقطه شروع شماست. در این دوره، تمام مقدمات لازم برای ورود به حوزه Routing & Switching را به زبان ساده و عملی یاد میگیرید و برای دورههای پیشرفتهتر مثل CCNA آماده میشوید.
پروتکل RIP یکی از اولین پروتکلهای مسیریابی است که بر روی پشته TCP/IP پیادهسازی شد. این پروتکل وظیفه تبادل اطلاعات مسیریابی درون یک سیستم مستقل (AS) را بر عهده دارد و در دستهبندی پروتکلهای Distance-Vector قرار میگیرد. روترهایی که از پروتکلهای بردار فاصله (Distance-Vector) استفاده میکنند، مسیر رسیدن به شبکههای دور را بر اساس جهت و فاصله تعیین میکنند و تنها از روترهای همسایه خود اطلاعات میگیرند. به دلیل همین اتکا به اطلاعات همسایه، این نوع مسیریابی اصطلاحاً “مسیریابی بر اساس شنیدهها” (Routing by rumor) نامیده میشود.
هسته محاسباتی پروتکل RIP، الگوریتم Bellman-Ford است که برای محاسبه کوتاهترین مسیر استفاده میشود. این الگوریتم وظیفه دارد تا از یک منبع به تمام گرههای دیگر در یک گراف جهتدار وزندار، کوتاهترین مسیر را تعیین کند. در RIP، روترها با استفاده از Bellman-Ford به صورت تکراری هزینههای مسیرهای فعلی را با اطلاعات دریافتی از همسایگان مقایسه کرده و در صورت پیدا کردن مسیری با هزینه کمتر، آن را در جدول مسیریابی ثبت میکنند.
عملکرد RIP بر مبنای دریافت و ارسال مستمر اطلاعات مسیر بین روترها بنا شده است تا جدول مسیریابی دستگاهها همیشه بهروز باشد. استفاده از متریک ساده Hop Count این پروتکل را سبک و قابلفهم میکند، هرچند باعث ایجاد محدودیتهایی در شبکههای بزرگ میشود. RIP با ارسال دورهای جدول مسیریابی، همگرایی قابلقبولی برای شبکههای کوچک فراهم میسازد.
RIP برای انتخاب بهترین مسیر از متریک سادهای استفاده میکند که صرفاً تعداد پرش (Hop Count) یا همان تعداد روترهای موجود در مسیر است. این سادگی محاسبات به این معنی است که RIP هیچ عامل فیزیکی مهم دیگری مانند پهنای باند لینک، تأخیر، یا بارکاری شبکه را در نظر نمیگیرد. بالاترین تعداد پرش مجاز در RIP عدد 15 است. اگر تعداد پرش برای رسیدن به یک مقصد به 16 برسد، آن مسیر غیرقابل دسترسی یا نامحدود در نظر گرفته شده و استفاده نخواهد شد,.
RIP به صورت دورهای (Periodic Updates) کل جدول مسیریابی خود را به تمام همسایگان متصل ارسال میکند. فاصله زمانی پیشفرض برای این بهروزرسانیها هر 30 ثانیه یکبار است. این پروتکل برای ارسال بستههای مسیریابی خود از پروتکل لایه انتقال UDP (پروتکل دیتاگرام کاربر) استفاده میکند. در نسخههای RIPv1 و RIPv2، شماره پورت استاندارد شناخته شده 520 استفاده میشود.
پروتکل RIP طی سه نسل تکامل یافته تا محدودیتهای نسخههای اولیه را برطرف کرده و با نیازهای شبکههای مدرن هماهنگ شود. از پشتیبانی نکردنهای کلاسفول در RIPv1 تا قابلیتهای امنیتی و Classless در RIPv2 و سپس پشتیبانی کامل از IPv6 در RIPng، این پروتکل تلاش کرده با دنیای شبکه همگام بماند. با وجود این تکامل، ساختار Distance-Vector آن باعث شده همچنان محدودیتهای بنیادی حفظ شود.
RIP نسخه 1 (RIPv1) به عنوان یک پروتکل Classful شناخته میشود و فاقد قابلیت ارسال اطلاعات ماسک زیرشبکه (Subnet Mask) در بهروزرسانیهای خود بود. این محدودیت باعث میشد که RIPv1 از VLSM (Variable Length Subnet Masking) و CIDR (Classless Inter-Domain Routing) پشتیبانی نکند و انعطافپذیری طراحی شبکه را از بین ببرد. همچنین، بهروزرسانیها در این نسخه به صورت Broadcast (پخش عمومی) ارسال میشدند.
RIP نسخه 2 (RIPv2) که در سال 1993 ارائه شد، مهمترین تحول RIP به حساب میآید و به عنوان یک پروتکل Classless شناخته میشود. RIPv2 از VLSM و CIDR پشتیبانی میکند و این امکان را میدهد تا با شبکههایی با اندازههای مختلف کار کند. بهروزرسانیها در این نسخه به جای Broadcast، به صورت Multicast به آدرس 224.0.0.9 ارسال میشوند. RIPv2 همچنین قابلیتهای امنیتی مانند احراز هویت (Authentication) برای تبادل اطلاعات (به صورت ساده یا MD5) را فراهم کرد.
RIPng (RIP Next Generation) نسخهای است که برای پشتیبانی کامل از آدرسدهی IPv6 طراحی شده است. این پروتکل بر اساس معماری Distance-Vector RIPv2 بنا شده است و محدودیتهای ذاتی آن، مانند حداکثر 15 هاپ، را حفظ کرده است. RIPng همچنان از پروتکل UDP استفاده میکند اما شماره پورت آن به 521 تغییر یافته است.
اگر مفاهیم RIP، OSPF، EIGRP و مسیریابی دینامیک را بهصورت عمیق و کاربردی در شبکههای واقعی میخواهید یاد بگیرید، دوره CCNA سیسکو بهترین انتخاب شماست. در CCNA نهتنها الگوریتمها و پروتکلهای Routing را بهصورت عملی تمرین میکنید، بلکه پیکربندی آنها روی تجهیزات سیسکو را نیز یاد میگیرید و برای مسیر حرفهای Admin/Engineer شبکه آماده میشوید.
بروز حلقههای مسیریابی یکی از اساسیترین چالشهای پروتکلهای Distance-Vector است و RIP با مجموعهای از مکانیزمها برای مقابله با آن طراحی شده است. ترکیب زمانسنجها با تکنیکهایی مانند Split Horizon و Poison Reverse تضمین میکند که مسیرهای اشتباه یا قدیمی به سرعت شناسایی و حذف شوند. این سازوکارها نقش مهمی در کنترل پدیده Count-to-Infinity و افزایش پایداری شبکه دارند.
RIP از چهار زمانسنج اصلی برای مقابله با کندی همگرایی و اطلاعات قدیمی استفاده میکند.
برای مقابله با مشکلاتی مانند حلقههای مسیریابی (Routing Loops) که ذاتاً در پروتکلهای Distance-Vector وجود دارند، RIP از دو تکنیک اصلی استفاده میکند,.
اگرچه RIP به دلیل سادگیاش هنوز در محیطهای کوچک و آموزشی کاربرد دارد، اما محدودیتهایی مثل سقف 15 هاپ و زمان همگرایی کند، استفاده از آن را در شبکههای بزرگ غیرعملی میکند. با این حال، در شبکههای Stub، تجهیزات ساده یا مکانهایی که مصرف پایین منابع اهمیت دارد، RIP همچنان گزینهای قابل اتکا است.
به دلیل اتکای RIP به بهروزرسانیهای دورهای 30 ثانیهای و زمانسنجهای نسبتاً طولانی (180 ثانیه)، RIP کندترین زمان همگرایی را در میان پروتکلهای IGP اصلی (مانند OSPF و EIGRP) دارد. در مقایسه، OSPF و EIGRP از رویکردهای رویدادمحور استفاده میکنند که اطلاعات را تنها در صورت بروز تغییر ارسال میکنند و همگرایی بسیار سریعتری دارند. همچنین، به دلیل محدودیت حداکثر 15 هاپ، RIP عملاً برای شبکههای سازمانی بزرگ یا شبکههایی با توپولوژی عمیقتر از 15 روتر غیرقابل استفاده است.
روترها برای درجهبندی اعتبار منابع مسیریابی از Administrative Distance (AD) استفاده میکنند. مقدار AD پروتکل RIP برابر با 120 است. این مقدار بالاتر از سایر پروتکلهای IGP مانند OSPF (با AD=110) و EIGRP (با AD=90) است و نشان میدهد که اطلاعات مسیریابی RIP کمترین سطح اطمینان را دارند. بنابراین، اگر یک روتر مسیری یکسان را از طریق RIP و OSPF بیاموزد، مسیر OSPF را ترجیح میدهد.
با وجود ضعفهای RIP در برابر پروتکلهای مدرن، این پروتکل به دلیل سادگی ساختاریاش همچنان در سناریوهای خاصی کاربرد دارد. RIP بهترین عملکرد را برای شبکههای کوچک (Small Networks) دارد. همچنین، به دلیل شفافیت ساختار و الگوریتم ساده Distance-Vector، RIP ابزاری ایدهآل برای محیطهای آموزشی و آزمایشگاهی جهت یادگیری اصول پایه مسیریابی است.
پروتکل RIP، هرچند از نظر تاریخی یک نقطه عطف در مسیریابی شبکه محسوب میشود، اما طراحی آن بر پایه متریک ساده Hop Count و بهروزرسانیهای دورهای 30 ثانیهای، محدودیتهای جدی مانند سقف 15 هاپ و زمان همگرایی کند را بر آن تحمیل میکند. این محدودیتها، RIP را برای شبکههای بزرگ امروزی نامناسب کرده است.
امروزه در معماریهای شبکه مدرن و بزرگ، پروتکلهای پیشرفتهتری مانند OSPF، EIGRP و IS-IS جایگزین RIP شدهاند. این پروتکلها با استفاده از الگوریتمهای پیچیدهتر و رویکردهای رویدادمحور، مقیاسپذیری و سرعت همگرایی بسیار بالاتری ارائه میدهند. با این حال، سادگی پیادهسازی RIP و نیاز کم آن به منابع پردازشی، همچنان آن را به گزینهای مناسب برای شبکههای بسیار کوچک (Stub Networks) یا محیطهایی که هدف اصلی، آموزش مفاهیم بنیادی مسیریابی است، تبدیل میکند.
تفاوت کلیدی این دو پروتکل در الگوریتم و معماری آنها نهفته است. RIP یک پروتکل Distance-Vector است که از الگوریتم Bellman-Ford و متریک Hop Count استفاده میکند و تنها به اطلاعات همسایه مستقیم اعتماد دارد. در مقابل، OSPF یک پروتکل Link–State است که از الگوریتم Dijkstra استفاده کرده و با ساختن پایگاه داده توپولوژی (LSDB)، دید کاملی از کل شبکه دارد، که این امر منجر به همگرایی بسیار سریعتر و مقیاسپذیری بالاتر OSPF میشود.
محدودیت حداکثر 15 هاپ برای RIP، یک تصمیم مهندسی برای مقابله با نقص ذاتی الگوریتم Bellman-Ford در محیطهای Distance-Vector است که به پدیده Count-to-Infinity (شمارش تا بینهایت) معروف است,. اگر یک حلقه مسیریابی رخ دهد، روترها به طور نامحدود متریک را افزایش میدهند؛ مهندسان RIP با تعیین سقف 15 هاپ، این مشکل را با یک محدودیت قاطع حل کردند، به این معنی که پس از رسیدن متریک به 16، فرآیند افزایش متوقف شده و مسیر غیرقابل استفاده اعلام میشود,.
این دو مکانیزم برای جلوگیری از حلقههای مسیریابی موقت و انتشار اطلاعات نادرست در شبکه استفاده میشوند. Split Horizon از تبلیغ مسیری که از یک رابط خاص یاد گرفته شده، دوباره از همان رابط جلوگیری میکند. Poison Reverse این کار را با ارسال مجدد همان مسیر، اما با متریک “بینهایت”، انجام میدهد تا همسایه را سریعاً از عدم دسترسی آگاه سازد و مانع از بازگشت ترافیک شود.
