مستوى التحكم

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في توجيه الشبكات ، تُعدّ طبقة التحكم جزءًا من بنية الموجّه ، وهي المسؤولة عن تحديد طوبولوجيا الشبكة ، أو المعلومات الموجودة في جدول التوجيه التي تُحدّد كيفية التعامل مع الحزم الواردة . وتُنفّذ وظائف طبقة التحكم، مثل المشاركة في بروتوكولات التوجيه ، ضمن عنصر التحكم المعماري. [ 1 ] في معظم الحالات، يحتوي جدول التوجيه على قائمة بعناوين الوجهة والواجهة أو الواجهات الصادرة المرتبطة بكل عنوان. كما يُمكن لمنطق طبقة التحكم تحديد حزم مُعيّنة يجب تجاهلها، بالإضافة إلى المعاملة التفضيلية لحزم مُعيّنة يتم تحديد جودة خدمة عالية لها من خلال آليات مثل الخدمات المُميّزة .

اعتمادًا على تطبيق جهاز التوجيه المحدد، قد تكون هناك قاعدة معلومات توجيه منفصلة يتم ملؤها بواسطة مستوى التحكم، ولكن يتم استخدامها بواسطة مستوى التوجيه عالي السرعة للبحث عن الحزم وتحديد كيفية التعامل معها.

في مجال الحوسبة، تُعدّ طبقة التحكم جزءًا من البرمجيات التي تُهيئ طبقة البيانات وتُوقفها. [ 2 ] في المقابل، تُعدّ طبقة البيانات جزءًا من البرمجيات التي تُعالج طلبات البيانات. [ 3 ] ويُشار إلى طبقة البيانات أحيانًا باسم طبقة التوجيه.

أثبت هذا التمييز فائدته في مجال الشبكات الذي نشأ فيه، إذ يفصل بين الجوانب المختلفة: فمستوى البيانات مُحسَّن لسرعة المعالجة، وللبساطة والانتظام. أما مستوى التحكم، فهو مُحسَّن للتخصيص، ومعالجة السياسات، والتعامل مع الحالات الاستثنائية، وبشكل عام لتسهيل وتبسيط معالجة مستوى البيانات. [ 4 ] [ 5 ]

إنشاء جدول توجيه أحادي البث

تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية لمستوى التحكم في تحديد المسارات التي تُضاف إلى جدول التوجيه الرئيسي. ويُقصد بـ "الرئيسي" الجدول الذي يحتوي على مسارات البث الأحادي النشطة. وقد يتطلب توجيه البث المتعدد جدول توجيه إضافي لهذه المسارات. تحتفظ العديد من بروتوكولات التوجيه ، مثل IS-IS و OSPF و BGP ، بقواعد بيانات داخلية للمسارات المرشحة، والتي تُفعّل عند فشل مسار ما أو عند تغيير سياسة التوجيه.

قد توفر مصادر معلومات متعددة بيانات حول مسار إلى وجهة معينة، ولكن يجب على جهاز التوجيه اختيار المسار "الأفضل" لتثبيته في جدول التوجيه. في بعض الحالات، قد توجد مسارات متعددة متساوية "الجودة"، وقد يقوم جهاز التوجيه بتثبيتها جميعًا وتوزيع الحمل عليها.

مصادر معلومات التوجيه

توجد ثلاثة مصادر عامة لمعلومات التوجيه:

  • معلومات حول حالة الأجهزة المتصلة مباشرة والواجهات المعرفة بالبرمجيات
  • المسارات الثابتة المُكوّنة يدويًا
  • معلومات من بروتوكولات التوجيه (الديناميكية)

معلومات الواجهة المحلية

تقوم أجهزة التوجيه بتوجيه حركة البيانات الواردة عبر واجهة الإدخال والصادرة عبر واجهة الإخراج، مع مراعاة عمليات التصفية والقواعد المحلية الأخرى. وبينما تقوم أجهزة التوجيه عادةً بتوجيه البيانات من واجهة فعلية (مثل الإيثرنت أو المنفذ التسلسلي ) إلى واجهة فعلية أخرى، فإنه من الممكن أيضًا تعريف عدة واجهات منطقية على واجهة فعلية واحدة. فعلى سبيل المثال، يمكن أن تحتوي واجهة الإيثرنت الفعلية على واجهات منطقية ضمن عدة شبكات محلية افتراضية (VLANs) مُعرّفة بواسطة رؤوس VLAN الخاصة بمعيار IEEE 802.1Q .

عندما يكون لواجهة عنوان مُهيأ في شبكة فرعية ، مثل 192.0.2.1 في الشبكة الفرعية 192.0.2.0/24 (أي قناع الشبكة الفرعية 255.255.255.0)، وتعتبر هذه الواجهة "مُفعّلة" من قِبل الموجّه، فإن الموجّه يمتلك مسارًا مباشرًا إلى الشبكة الفرعية 192.0.2.0/24. إذا عرض بروتوكول التوجيه مسارًا من موجّه آخر إلى نفس الشبكة الفرعية، فسيتجاهل برنامج تثبيت جدول التوجيه عادةً المسار الديناميكي ويُفضّل المسار المباشر.

قد يحتوي جهاز التوجيه أيضًا على واجهات برمجية فقط، يتعامل معها كما لو كانت متصلة محليًا. على سبيل المثال، تحتوي معظم التطبيقات على واجهة برمجية "فارغة". سيتم تجاهل الحزم التي تتخذ هذه الواجهة قفزة تالية، مما يُعد طريقة فعالة للغاية لتصفية حركة البيانات. عادةً ما يستطيع جهاز التوجيه توجيه حركة البيانات بسرعة تفوق قدرته على فحصها ومقارنتها بالمرشحات، لذا، إذا كان معيار التجاهل هو عنوان وجهة الحزمة، فإن "حجب" حركة البيانات سيكون أكثر فعالية من استخدام مرشحات صريحة.

تُعامل الواجهات الأخرى المُعرّفة برمجياً على أنها متصلة مباشرة، طالما أنها نشطة، وهي الواجهات المرتبطة ببروتوكولات النفق مثل بروتوكول التوجيه العام (GRE) أو بروتوكول تحويل الملصقات متعدد البروتوكولات (MPLS). أما واجهات الاسترجاع فهي واجهات افتراضية تُعتبر واجهات متصلة مباشرة.

المسارات الثابتة

قد تتضمن قواعد تكوين الموجه مسارات ثابتة. يتكون المسار الثابت، كحد أدنى، من عنوان وجهة، وطول بادئة أو قناع شبكة فرعية، وتحديد لمكان إرسال الحزم الخاصة بهذا المسار. يمكن أن يشير هذا التحديد إلى واجهة محلية على الموجه، أو إلى عنوان القفزة التالية الذي قد يكون في الطرف البعيد من شبكة فرعية متصل بها الموجه. قد يكون عنوان القفزة التالية أيضًا على شبكة فرعية متصلة مباشرة، وقبل أن يتمكن الموجه من تحديد ما إذا كان المسار الثابت قابلاً للاستخدام، يجب عليه إجراء بحث متكرر عن عنوان القفزة التالية في جدول التوجيه المحلي. إذا كان عنوان القفزة التالية قابلاً للوصول، يكون المسار الثابت قابلاً للاستخدام، أما إذا كان غير قابل للوصول، فيتم تجاهل المسار.

قد تتضمن المسارات الثابتة عوامل تفضيل تُستخدم لاختيار أفضل مسار ثابت إلى الوجهة نفسها. يُطلق على أحد تطبيقاتها اسم المسار الثابت العائم ، حيث يكون المسار الثابت أقل تفضيلاً من أي مسار من بروتوكول توجيه آخر. يُفعّل المسار الثابت، الذي قد يستخدم اتصالاً هاتفياً أو وسيطاً بطيئاً آخر، فقط عندما يتعذر على بروتوكول (بروتوكولات) التوجيه الديناميكي توفير مسار إلى الوجهة.

يمكن أن تكون المسارات الثابتة، التي تُفضل على أي مسار ديناميكي، مفيدة للغاية أيضًا، خاصة عند استخدام مبادئ هندسة المرور لجعل حركة المرور تمر عبر مسار محدد بجودة خدمة مصممة هندسيًا.

بروتوكولات التوجيه الديناميكي

راجع بروتوكولات التوجيه . قد يقوم مدير جدول التوجيه، وفقًا لقواعد التنفيذ والتكوين، باختيار مسار معين أو مسارات من تلك المعلن عنها بواسطة بروتوكولات التوجيه المختلفة.

تثبيت مسارات البث الأحادي

تختلف التطبيقات المختلفة في تفضيلاتها لمعلومات التوجيه، وهذه التفضيلات غير موحدة بين أجهزة توجيه بروتوكول الإنترنت. من الإنصاف القول إن الشبكات الفرعية على الواجهات النشطة المتصلة مباشرة هي الأفضل دائمًا. ومع ذلك، ستكون هناك اختلافات أخرى.

عادةً ما يمتلك مطورو الأنظمة تفضيلاً رقمياً، تُطلق عليه سيسكو اسم "المسافة الإدارية"، لاختيار المسار. كلما انخفضت قيمة التفضيل، كان المسار أفضل. في تطبيق سيسكو لنظام التشغيل IOS [ 6 ] ، يُعد بروتوكول BGP الخارجي المصدر المفضل لمعلومات التوجيه الديناميكي، بينما في تطبيق نورتل RS [ 7 ] ، يُعد بروتوكول OSPF داخل المنطقة هو المصدر المفضل.

الترتيب العام لاختيار المسارات المراد تثبيتها هو:

  1. إذا لم يكن المسار موجودًا في جدول التوجيه، فقم بتثبيته.
  2. إذا كان المسار "أكثر تحديدًا" من مسار موجود، فقم بتثبيته بالإضافة إلى المسارات الموجودة. "أكثر تحديدًا" يعني أن له بادئة أطول. على سبيل المثال، مسار /28، بقناع شبكة فرعية 255.255.255.240، أكثر تحديدًا من مسار /24، بقناع شبكة فرعية 255.255.255.0.
  3. إذا كان المسار بنفس درجة التحديد لمسار موجود بالفعل في جدول التوجيه، ولكنه يأتي من مصدر معلومات توجيه أكثر تفضيلاً، فاستبدل المسار في الجدول.
  4. إذا كان المسار يتمتع بنفس درجة التحديد لمسار في جدول التوجيه، ولكنه يأتي من مصدر له نفس الأفضلية،
    1. تجاهل المسار إذا كان له مقياس أعلى من المسار الحالي
    2. استبدل المسار الحالي إذا كان للمسار الجديد مقياس أقل
    3. إذا كانت المسارات متساوية في الحجم وكان الموجّه يدعم تقاسم الحمل، فأضف المسار الجديد وحدده كجزء من مجموعة تقاسم الحمل. عادةً، تدعم التطبيقات عددًا أقصى من المسارات التي تتقاسم الحمل إلى الوجهة نفسها. إذا كان هذا الحد الأقصى موجودًا بالفعل في الجدول، فسيتم حذف المسار الجديد عادةً.

جدول التوجيه مقابل قاعدة معلومات إعادة التوجيه

راجع قسم "مستوى التوجيه" لمزيد من التفاصيل، ولكن لكل تطبيق طريقته الخاصة لتحديث قاعدة معلومات التوجيه (FIB) بالمسارات الجديدة المُضافة إلى جدول التوجيه. إذا كانت قاعدة معلومات التوجيه (FIB) مُطابقة تمامًا لجدول التوجيه (RIB)، يُضاف المسار الجديد إلى قاعدة معلومات التوجيه (FIB) بعد إضافته إلى جدول التوجيه (RIB). أما إذا كانت قاعدة معلومات التوجيه (FIB) أصغر من جدول التوجيه (RIB)، وتستخدم قاعدة معلومات التوجيه (FIB) جدول تجزئة أو بنية بيانات أخرى يصعب تحديثها، فقد تُصبح قاعدة معلومات التوجيه (FIB) الحالية غير صالحة ويتم استبدالها بقاعدة معلومات توجيه (FIB) جديدة مُستمدة من جدول التوجيه (RIB) المُحدّث.

جداول توجيه البث المتعدد

يعتمد توجيه البث المتعدد على توجيه البث الأحادي. تحتوي كل مجموعة بث متعدد يمكن للموجه المحلي توجيه البيانات إليها على مدخل في جدول توجيه البث المتعدد مع قفزة تالية للمجموعة، بدلاً من وجهة محددة كما هو الحال في توجيه البث الأحادي.

يمكن أن تكون هناك مسارات ثابتة متعددة البث بالإضافة إلى تعلم مسارات البث المتعدد الديناميكية من بروتوكول مثل بروتوكول البث المتعدد المستقل (PIM).

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ إطار عمل فصل عناصر التوجيه والتحكم (ForCES) ، RFC 3746، مجموعة عمل الشبكة، أبريل 2004
  2. ↑ دو، ترونغ شوان؛ كيم، يونغ هان (2017-06-01). "بنية فصل مستوى التحكم ومستوى البيانات لدعم مستمعي البث المتعدد عبر إدارة التنقل الموزعة" . مجلة ICT Express . عدد خاص حول براءات الاختراع، والتوحيد القياسي، والمشاكل المفتوحة في ممارسات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. 3 (2): 90-95 . doi : 10.1016/j.icte.2017.06.001 . ISSN 2405-9595 . 
  3. ↑ كونران، مات (25 فبراير 2019). "شبكات البيانات المسماة: طبقة توجيه ذات حالة لتسليم حزم البيانات" . عالم الشبكات . تم الاسترجاع في 14 أكتوبر 2019 .
  4. ^ شيا، ون فنغ؛ ون، يوغانغ؛ هنغ فوه، تشوان. نياتو، دوسيت؛ شيه هاييونغ (2015). "دراسة استقصائية حول الشبكات المعرفة بالبرمجيات" . استطلاعات IEEE للاتصالات والبرامج التعليمية . 17 (1): 27-46 . دوى : 10.1109/COMST.2014.2330903 . S2CID 4269723 . 
  5. ↑ أحمد، إعجاز؛ نمال، سونيت؛ يليانتيلا، ميكا؛ غورتوف، أندريه (2015). "الأمن في الشبكات المعرفة بالبرمجيات: دراسة استقصائية" (ملف PDF) . مجلة IEEE للبحوث والدراسات في مجال الاتصالات . 17 (4): 2317-2342 . doi : 10.1109/COMST.2015.2474118 . S2CID 2138863 . 
  6. ↑ تكوين ميزات توجيه بروتوكول الإنترنت المستقلة عن البروتوكول ، أنظمة سيسكو، يوليو 2006
  7. ↑ محول توجيه إيثرنت نورتل 8600: تكوين عمليات توجيه بروتوكول الإنترنت ، شبكات نورتل، يناير 2007