شبکه‌های کامپیوتری برای پشتیبانی جداول مسیریابی لایه سوم (Routing) از الگوریتم‌ها و روش‌های مختلفی برای مدیریت مسیرها و ارسال داده‌ها استفاده می‌کنند. در ادامه، اولویت بندی‌های مختلف برای پشتیبانی جداول مسیریابی را توضیح خواهم داد:
1. Route Backup:
در این حالت، یک مسیر پشتیبان برای یک مسیر اصلی تعیین می‌شود. وظیفه مسیر پشتیبان، تامین اتصال و انتقال داده‌ها در صورت قطع شدن مسیر اصلی است. اگر مسیر اصلی قطع شود، جدول مسیریابی به صورت دینامیک به مسیر پشتیبان تغییر می‌دهد و ترافیک به سمت مسیر پشتیبان هدایت می‌شود. به عنوان مثال، می‌توان از پروتکل‌های مسیریابی مانند OSPF (Open Shortest Path First) یا EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) استفاده کرد.
2. Designated Route Backup:
در این حالت، برای هر مسیر اصلی، یک مسیر پشتیبان و یک مسیر اصلی تعیین می‌شود. مسیر پشتیبان در حالت عادی فقط به عنوان یک انتخاب جایگزین برای مسیر اصلی عمل می‌کند. در صورتی که مسیر اصلی قطع شود، مسیر پشتیبان جایگزین مسیر اصلی می‌شود و ترافیک به سمت آن هدایت می‌شود. این روش بهبود قابلیت اطمینان شبکه را افزایش می‌دهد. پروتکل‌های مسیریابی مانند BGP (Border Gateway Protocol) از این روش برای پشتیبانی از مسیرهای متعدد به صورت همزمان استفاده می‌کنند.
3. Designated Route Full Backup:
در این حالت، برای هر مسیر اصلی، چندین مسیر پشتیبان تعیین می‌شود. ترافیک به صورت موازی بین این مسیرهای پشتیبان تقسیم می‌شود. اگر یکی از مسیرهای اصلی یا پشتیبان قطع شود، ترافیک به سمت مسیرهای دیگر هدایت می‌شود. این روش از اطمینان بیشتری برخوردار است و همچنین بار ترافیک را به صورت موازی بین مسیرهای مختلف توزیع می‌کند. این روش به خصوص برای شبکه‌های بزرگ و پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برای پیاده‌سازی این الگوریتم‌ها و روش‌ها، شبکه‌های کامپیوتری از تجهیزاتی مانند روترها (routers) استفاده می‌کنند. روترها قادر به مدیریت جداول مسیریابی هستند و با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی، اطلاعات مربوط به مسیرها را تبادل می‌کنند و تصمیم‌گیری درباره مسیرهای مناسب برای انتقال داده‌ها انجام می‌دهند.
الگوریتم‌های مسیریابی برای تعیین مسیرهای مناسب برای ارسال داده‌ها در شبکه‌های کامپیوتری عمل می‌کنند. در ادامه، به توضیح عملکرد یک الگوریتم مسیریابی معروف به نام OSPF (Open Shortest Path First) می‌پردازم.
الگوریتم OSPF بر اساس الگوریتم Dijkstra که یک الگوریتم جستجوی کوتاه‌ترین مسیر بر روی گراف است، عمل می‌کند. این الگوریتم بر اساس هزینه‌های مسیریابی تصمیم‌گیری می‌کند. هزینه می‌تواند به صورت معیارهایی مانند فاصله فیزیکی، پهنای باند، تاخیر و... تعریف شود. OSPF بر اساس هزینه‌های این معیارها، بهترین مسیر بین مسیریاب‌ها را مشخص می‌کند.
برای تعیین اولویت نسخه‌های پشتیبانی جداول مسیریابی، به عنوان مثال در OSPF، از مقادیر بیت‌های اولویت استفاده می‌شود. در OSPF، هر رابط (interface) روتر یک مقدار بیت اولویت دارد که معمولاً توسط مدیر شبکه تنظیم می‌شود. مقدار بیت اولویت، نشان‌دهنده اهمیت و اولویت رابط برای انتخاب مسیرها است. رابط‌هایی با مقادیر بیت اولویت بزرگتر، اولویت بیشتری در انتخاب مسیرها دارند.
هنگامی که OSPF اجرا می‌شود، روترها پیام‌های Hello برای تشکیل همسایگی (neighborship) با روترهای دیگر در شبکه ارسال می‌کنند. در این پیام‌ها، اطلاعات مانند مقدار بیت اولویت و سایر معلومات مربوط به رابط‌هایشان را ارسال می‌کنند. با توجه به این اطلاعات، OSPF مسیریابی بر اساس اولویت بیت‌ها و هزینه‌های مسیریابی انجام می‌دهد و جدول مسیریابی مناسب را تعیین می‌کند.
به طور کلی، مقادیر بیت اولویت توسط مدیر شبکه بر اساس نیازها و اولویت‌های خاص شبکه تعیین می‌شود. این مقادیر ممکن است بر اساس قوانین خاص و استانداردهای شبکه تعریف شده باشند. هدف از تنظیم این مقادیر، تعیین اولویت‌های مسیریابی و پشتیبانی در صورت قطع یا عدم دسترسی به مسیرهای اصلی است.
همسایگی (neighborship) در مسیریابی شبکه به تشکیل ارتباط و ارتباطات بین روترها در یک شبکه اشاره دارد. در فرایند همسایگی، روترها اطلاعات مربوط به همسایگان خود را دریافت و جمع‌آوری می‌کنند. این اطلاعات شامل جداول مسیریابی و پارامترهای مسیریابی مانند مقادیر بیت اولویت است.
همسایگی در OSPF (Open Shortest Path First) به صورت مرحله به مرحله ایجاد و به روزرسانی می‌شود. در ادامه فرآیند همسایگی در OSPF را توضیح می‌دهم:
1. فرستنده Hello:
روترها به منظور ایجاد همسایگی، پیام‌های Hello را برای تمام رابط‌های خود ارسال می‌کنند. این پیام‌ها شامل اطلاعاتی مانند شناسه روتر، مقدار بیت اولویت، نوع شبکه و سایر پارامترهای مسیریابی است.
2. دریافت Hello:
روترهای دیگر پاسخ به پیام‌های Hello را ارسال می‌کنند. این پاسخ‌ها شامل اطلاعات مشابه به همان پیام‌های Hello است.
3. اعلام وضعیت:
پس از دریافت پیام‌های Hello، هر روتر وضعیت همسایگی خود را اعلام می‌کند. در این وضعیت، اطلاعاتی مانند شناسه روتر و مقدار بیت اولویت برای همسایگان خود ارسال می‌شود.
4. تأیید همسایگی:
پس از اعلام وضعیت، روترها همسایگی با هم تأیید می‌کنند. در این مرحله، روترها اطلاعات دریافتی را با اطلاعات ارسال شده مقایسه کرده و صحت همسایگی را تأیید می‌کنند.
5. به روزرسانی جداول مسیریابی:
در صورت تأیید همسایگی، روترها اطلاعات مسیریابی خود را با هم به اشتراک می‌گذارند. این اطلاعات شامل جداول مسیریابی، هزینه‌ها، بیت اولویت و سایر معلومات مربوط به مسیریابی است. با به روزرسانی این اطلاعات، جداول مسیریابی بین روترها همگام می‌شوند.
6. تغییرات مسیریابی:
در صورتی که هر یک از روترها تغییری در جداول مسیریابی خود داشته باشند، این تغییرات به همسایگان ارسال می‌شوند. سپس همسایگان اطلاعات جدید را دریافت و جداول مسیریابی خود را به روزرسانی می‌کنند.
فرایند همسایگی در OSPF به صورت دوره‌ای و مکرر اجرا می‌شود تا همواره جداول مسیریابی به روز شده باشند و تغییرات در شبکه به صورت دینامیکی منعکس شوند. با این روش، OSPF اطمینان می‌دهد که روترها با داشتن اطلاعات همسایگان خود، مسیرهای بهترین و کم‌هزینه را برای انتقال داده‌ها انتخاب کنند.
پشتیبان‌گیری (Backup) یک عملیات مهم در شبکه‌های کامپیوتری است که به منظور حفظ اطلاعات مهم و ایجاد راه‌اندازی سریع پس از خطاها یا فاجعه‌هایی مانند از دست رفتن داده‌ها یا خرابی سیستم استفاده می‌شود. در شبکه‌های کامپیوتری، فرآیند پشتیبان‌گیری به صورت مرتب و با استفاده از انواع مختلفی از تکنیک‌ها و روش‌ها انجام می‌شود. در زیر به برخی از انواع پشتیبان‌گیری و اصطلاحات مرتبط با آن در لایه‌ها و پروتکل‌های شبکه می‌پردازیم:
1. پشتیبان‌گیری توسط کاربر (User Backup):
در این نوع پشتیبان‌گیری، کاربران خود با استفاده از ابزارهای موجود در سیستم عامل یا نرم‌افزارهای مستقل، فایل‌ها و داده‌های مهم خود را به صورت دستی پشتیبان می‌گیرند. این نوع پشتیبان‌گیری معمولاً برای حفظ اطلاعات شخصی مانند تصاویر، اسناد و فایل‌های مهم استفاده می‌شود.
2. پشتیبان‌گیری سیستم (System Backup):
پشتیبان‌گیری سیستم، فرآیندی است که به منظور تهیه نسخه پشتیبان از تمامی اطلاعات و تنظیمات سیستم عامل و نرم‌افزارها به منظور بازیابی سریع آن‌ها در صورت نیاز انجام می‌شود. این نوع پشتیبان‌گیری شامل ایجاد تصویر سیستم (System Image) است که تمامی درایوها و پارتیشن‌های سیستم عامل را در بر می‌گیرد.
3. پشتیبان‌گیری شبکه (Network Backup):
در شبکه‌های کامپیوتری، پشتیبان‌گیری شبکه به منظور حفظ تنظیمات و داده‌های شبکه و امکان بازیابی سریع شبکه در صورت بروز خطاها استفاده می‌شود. این نوع پشتیبان‌گیری شامل ذخیره تنظیمات تجهیزات شبکه مانند روترها، سوئیچ‌ها و فایروال‌ها است. همچنین، فایل‌های پیکربندی شبکه مانند فایل‌های تنظیمات (configuration files) نیز در این نوع پشتیبان‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
4. پشتیبان‌گیری داده (Data Backup):
پشتیبان‌گیری داده به منظور حفظ و نگهداری از داده‌های مهم و محافظت در برابر از دست رفتن آن‌ها در نتیجه خرابی سخت‌افزاری، حمله مخرب یا خطای کاربر استفاده می‌شود. این نوع پشتیبان‌گیری شامل انتقال و ذخیره کردن فایل‌ها و داده‌های مهم بر روی دستگاه‌های ذخیره‌سازی مانند سرورها، درایوهای نرم‌افزاری (NAS) و سرویس‌های ابری است.
5. پشتیبان‌گیری پایگاه داده (Database Backup):
پشتیبان‌گیری پایگاه داده به منظور حفظ و بازیابی داده‌های موجود در پایگاه داده‌ها انجام می‌شود. این نوع پشتیبان‌گیری می‌تواند به صورت کامل (Full Backup) با تهیه نسخه پشتیبان از تمامی داده‌ها و جداول پایگاه داده صورت گیرد، یا به صورت تراز (Incremental Backup) با تهیه نسخه پشتیبان از تغییرات اعمال شده به پایگاه داده انجام شود.
روش و چگونگی انجام پشتیبان‌گیری ممکن است بسته به نوع پشتیبان‌گیری و سیستم مورد استفاده متفاوت باشد. برخی از روش‌های معمول در انجام پشتیبان‌گیری عبارتند از:
- پشتیبان‌گیری کامل (Full Backup):
در این روش، تمامی داده‌ها و اطلاعات موجود در سیستم در یک باره به صورت کامل پشتیبان گرفته می‌شوند. این روش زمان زیادی را می‌طلبد و معمولاً برای پشتیبان‌گیری اولیه و یا در فواصل زمانی طولانی استفاده می‌شود.
- پشتیبان‌گیری تراز (Incremental Backup):
در این روش، فقط تغییرات اعمال شده به داده‌ها از زمان پشتیبان‌گیری قبلی تهیه و ذخیره می‌شوند. این روش سریعتر است و فضای ذخیره‌سازی کمتری نیاز دارد، اما بازیابی داده‌ها زمان بیشتری می‌برد.
- پشتیبان‌گیری ترکیبی (Combination Backup):
در این روش، ترکیبی از پشتیبان‌گیری کامل و تراز استفاده می‌شود. ابتدا یک پشتیبان کامل ایجاد می‌شود و سپس تغییرات اعمال شده به داده‌ها با استفاده از پشتیبان‌گیری تراز ذخیره می‌شوند. این روش ترکیب مزایای سرعت و کم حجم بودن تراز و کامل بودن پشتیبان‌گیری کامل را دارد.
در مسیریابی شبکه‌های کامپیوتری، پشتیبان‌گیری یا Backup نقش مهمی در حفظ اطلاعات و تنظیمات مسیریاب‌ها (routers) و دستگاه‌های شبکه دارد. این نوع پشتیبان‌گیری از طریق ذخیره کردن تنظیمات مسیریاب و نسخه‌های پشتیبان از جدول مسیریابی (routing table) انجام می‌شود. در زیر، به توضیح انواع پشتیبان‌گیری در مسیریابی می‌پردازیم:
1. پشتیبان‌گیری تنظیمات کامل (Full Configuration Backup):
در این نوع پشتیبان‌گیری، تمام تنظیمات مسیریاب از جمله پارامترهای سیستم عامل (مانند IOS یا JunOS)، پیکربندی درگاه‌ها، تنظیمات برنامه‌ها، فایروال و سایر تنظیمات مرتبط با عملکرد مسیریاب ذخیره می‌شود. این نوع پشتیبان‌گیری از تمامی اطلاعات لازم برای بازیابی سریع و کامل تنظیمات مسیریاب برخوردار است.
2. پشتیبان‌گیری جدول مسیریابی (Routing Table Backup):
جدول مسیریابی، فهرستی از مسیرها و مقصدهای موجود در شبکه است که توسط مسیریاب برای رساندن بسته‌ها به مقصد موردنظر استفاده می‌شود. در این نوع پشتیبان‌گیری، جدول مسیریابی ذخیره می‌شود تا در صورت نیاز، اطلاعات مربوط به مسیرها و مقصدها قابل بازیابی باشد. این نوع پشتیبان‌گیری به تنهایی کافی نیست و نیاز به پشتیبان‌گیری تنظیمات کامل نیز دارد.
3. پشتیبان‌گیری تنظیمات مجازی سازی (Virtualization Configuration Backup):
در شبکه‌های کامپیوتری مبتنی بر مجازی سازی، پشتیبان‌گیری تنظیمات مرتبط با ماشین‌های مجازی (VM) و محیط مجازی‌سازی (مانند VMware یا Hyper-V) نیز مهم است. این نوع پشتیبان‌گیری شامل ذخیره سازی تنظیمات VMها، شبکه‌های مجازی و سایر مولفه‌های مجازی‌سازی است.
4. پشتیبان‌گیری تنظیمات پروتکل‌های مسیریابی (Routing Protocol Configuration Backup):
در مسیریابی، پروتکل‌های مختلفی مانند OSPF، BGP یا EIGRP استفاده می‌شوند. در این نوع پشتیبان‌گیری، تنظیمات مربوط به پروتکل‌های مسیریابی انتخاب شده (مانند پارامترها، معیارهای مسیریابی و تنظیمات زمان) ذخیره می‌شوند. این نوع پشتیبان‌گیری به بازیابی سریع تنظیمات پروتکل‌های مسیریابی در صورت بروز خطا کمک می‌کند.
توجه داشته باشید که روش‌ها و اصطلاحات مربوط به پشتیبان‌گیری در مسیریابی ممکن است در بسته به نوع مسیریاب، سیستم عامل و فناوری مورد استفاده متفاوت باشد. بهتر است در مورد پشتیبان‌گیری در مسیریابی، به منابع مربوطه و مستندات مربوطه به تجهیزات و فناوری‌های استفاده شده مراجعه کنید.
در لایه دوم مدل OSI (لایه لینک داده)، پشتیبان‌گیری در مسیریابی شبکه‌های کامپیوتری به صورت پروتکل‌های وابسته به مسیریاب (Routing Protocol-dependent) انجام می‌شود. در این لایه، دستگاه‌های مسیریابی و سوئیچ‌ها به عنوان عناصر اصلی و پایه شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اصطلاحات زیر در مسیریابی شبکه‌های کامپیوتری در لایه دوم OSI استفاده می‌شوند:
1. همسایگی (Neighbourhood):
همسایگی در مسیریابی به وضعیت همکاری بین دستگاه‌های همسایه در یک شبکه اشاره دارد. دستگاه‌های همسایه به معنای دستگاه‌هایی هستند که در یک شبکه با یکدیگر مستقیماً متصل هستند. همسایگی به دستگاه‌ها امکان می‌دهد تا اطلاعات و پیام‌ها را با یکدیگر مبادله کنند و در فرآیند مسیریابی بهبود‌های لازم را اعمال کنند.
2. همسایگی (Neighbour) یا همسایه:
در مسیریابی، همسایه به دستگاه‌هایی اطلاق می‌شود که در همسایگی با یکدیگر هستند و قادر به تبادل پیام‌ها و اطلاعات مسیریابی هستند. همسایگی با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی مانند OSPF یا EIGRP برقرار می‌شود و اطلاعات مسیریابی بین دستگاه‌های همسایه مبادله می‌شود.
3. رابطه همسایگی (Neighbourship):
رابطه همسایگی به وضعیت همکاری بین دو دستگاه همسایه در یک شبکه اشاره دارد. رابطه همسایگی بین دو دستگاه در مسیریابی بر اساس پروتکل مورد استفاده، توسط ارسال و دریافت پیام‌ها و پیام‌های تاییدیه برقرار می‌شود. این رابطه به دستگاه‌ها امکان می‌دهد تا اطلاعات لازم برای مسیریابی را با یکدیگر به اشتراک بگذارند و جداول مسیریابی را به روز رسانی کنند.
در کل، در مسیریابی شبکه‌های کامپیوتری در لایه دوم OSI، همسایگی، همسایه و رابطه همسایگی نقش مهمی در تبادل اطلاعات مسیریابی و همکاری بین دستگاه‌های همسایه دارند.
در لایه سوم مدل OSI (لایه شبکه)، پشتیبان‌گیری در مسیریابی شبکه‌های کامپیوتری به منظور حفظ و بازیابی اطلاعات مربوط به جداول مسیریابی (routing tables) انجام می‌شود. در این لایه، پروتکل‌های مسیریابی مانند OSPF، BGP و RIP استفاده می‌شوند و دستگاه‌های مسیریاب (routers) به عنوان عناصر اصلی شبکه در این لایه عمل می‌کنند.
اصطلاحات زیر در مسیریابی شبکه‌های کامپیوتری در لایه سوم OSI استفاده می‌شوند:
1. همسایگی (Neighbourhood):
همسایگی در مسیریابی به وضعیت همکاری و ارتباط بین دستگاه‌های همسایه در یک شبکه اشاره دارد. در لایه سوم OSI، همسایگی به تبادل پیام‌ها و اطلاعات مسیریابی بین دستگاه‌های همسایه میان دو شبکه (subnet) کمک می‌کند تا اطلاعات مسیریابی به روز رسانی شده و جداول مسیریابی مطابق با تغییرات شبکه باشند.
2. همسایگی (Neighbour) یا همسایه:
در مسیریابی، همسایه به دستگاه‌هایی اطلاق می‌شود که در همسایگی با یکدیگر هستند و برای تبادل اطلاعات مسیریابی با یکدیگر همکاری می‌کنند. همسایگی بین دستگاه‌های همسایه با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی مانند OSPF یا BGP برقرار می‌شود و اطلاعات مربوط به مسیریابی بین دستگاه‌های همسایه مبادله می‌شود.
3. رابطه همسایگی (Neighbourship):
رابطه همسایگی به وضعیت همکاری و ارتباط بین دو دستگاه همسایه در مسیریابی اشاره دارد. رابطه همسایگی بین دو دستگاه در لایه سوم OSI با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی برقرار می‌شود و توسط تبادل پیام‌های مسیریابی، پیام‌های تاییدیه و اطلاعات مسیریابی، اطلاعات لازم برای مسیریابی را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند و جداول مسیریابی را به روز رسانی می‌کنند.
در کل، در مسیریابی شبکه‌های کامپیوتری در لایه سوم OSI، همسایگی، همسایه و رابطه همسایگی نقش مهمی در ارتباط و همکاری بین دستگاه‌های همسایه و بازیابی اطلاعات مسیریابی دارند.