بروتوكول تكرار القفزة الأولى FHRP في الشبكات

بروتوكول تكرار القفزة الأولى (FHRP) في الشبكات هو بروتوكول تكرار قفزة تم تصميمه لتوفير التكرار لموجه البوابة داخل شبكة المؤسسة عن طريق استخدام عنوان “IP” الظاهري وعنوان “MAC” الظاهري.، ولتنفيذ بروتوكول تكرار القفزة الأولى (FHRP) في الشبكات يجب أن يكون هناك جهازي توجيه أو أكثر، حيث سيتم استخدامهما كموجه بوابة كما سيتم استخدام عنوان “IP” الظاهري وعنوان “MAC” الظاهري على كل من جهاز التوجيه.

حيث سيكون عنوان “IP” الظاهري هو عنوان “IP” الافتراضي للبوابة لجميع الأجهزة داخل شبكة المؤسسة، حيث سيتم استخدام أحد الموجهات كموجه نشط موجه بوابة وسيكون الموجه الآخر في وضع الاستعداد، وإذا كان جهاز التوجيه النشط غير متصل بالإنترنت فسيحل جهاز التوجيه في وضع الاستعداد مكانه ليكون جهاز توجيه البوابة لجميع المضيفين.

• “FHRP” هي اختصار ل كلمة “ First Hop Redundancy Protocol”.

استخدامات بروتوكول تكرار القفزة الأولى First Hop Redundancy Protocol

يتم استخدام بروتوكول تكرار القفزة الأولى “FHRP” لمنع فشل الشبكة عند العبّارة الافتراضية، حيث يتم تحقيق ذلك من خلال تكوين أجهزة توجيه متعددة بنفس عنوان “IP” وعنوان “Mac”، وبالتالي سوف يتم  تقديم جهاز توجيه افتراضي واحد للمضيفين في شبكة المنطقة المحلية (LAN)، حيث يتم تكوين عنوان “IP” الخاص بالموجه الظاهري على جميع المضيفين في تلك الشبكة أو الشبكة الفرعية كبوابة افتراضية.

عند إرسال حزمة “IP” من الأجهزة المضيفة على تلك الشبكة، سوف يستخدم المضيف بروتوكول تحليل العنوان (ARP) لحل عنوان “MAC” المرتبط، حيث يقوم أي جهاز توجيه نشط فعليًا بمعالجة الحزمة المرسلة إلى عنوان “MAC” هذا داخل مجموعة جهاز التوجيه، ومن خلال القيام بذلك إذا تعطل أحد أجهزة التوجيه فستتم معالجة حزمة “IP” وإعادة توجيهها بواسطة جهاز التوجيه النشط التالي.

مع العلم يستخدم بروتوكول تكرار القفزة الأولى “FHRP” آلية تُعرف باسم بروتوكول تكرار القفزة الأولى “First Hop Redundancy”، وذلك لتحديد جهاز التوجيه الذي يلعب دوراً نشطاً في إعادة توجيه حركة المرور ومتى يجب أن يتولى جهاز التوجيه الاحتياطي هذا الدور النشط.

يتم استخدام بروتوكولات إعادة القفزة الأولى، حيث أنّ هناك ثلاثة بروتوكولات معروفة جيداً لتكرار القفزة الأولى (FHRPs) برتوكول “HSRP” و “GLBP” هما بروتوكولات مملوكة لشركة “Cisco”، كما يمكنك استخدام بروتوكول “GLBP” فقط على أجهزة “Cisco” ولكن يمكنك الآن استخدام “HSRP” في أجهزة البائعين المختلفة مثل جهاز “Huawei”، وبروتوكول آخر “VRRP” وهو بروتوكول قائم على المعيار، حيث يمكنك استخدام هذا البروتوكول في جميع أجهزة البائعين مثل “Juniper” و “Nokia” و “Huawei”.

العملية الرئيسية لآليات بروتوكول تكرار القفزة الأولى “First Hop Reundancy” هي اختيار جهاز رئيسي على أنه نشط وإرسال حركة المرور من خلاله، وبجانب ذلك قم بتوفير نسخة احتياطية أخرى متاحة وقم بإدارة تدفق حركة المرور، وفي حال إذا كان جهاز واحد يعاني من مشاكل فلن تفقد حركة المرور وتستمر في التدفق عبر جهاز نسخ احتياطي آخر، حيث يتم استخدام عنوان “IP” الظاهري ومشاركته في هذه الآليات، ولذلك كبوابة يتم استخدام عناوين “IP” الافتراضية هذه وتتدفق حركة المرور بشكل مستقل عن أي جهاز وعنوان فعلي، حيث أنّ الرسم البياني أدناه هو مثال على طوبولوجيا الشبكة مع تنفيذ بروتوكول تكرار القفزة الأولى “FHRP”:

طرق لتطبيق بروتوكول إعادة القفزة الأولى First Hop Redundancy Protocol

 1. بروتوكول جهاز التوجيه السريع الاستعداد (HSRP)

هو بروتوكول تكرار موجّه مملوك لشركة “Cisco”K pde يمكّن مجموعة من أجهزة التوجيه من التعاون، حيث أنّ جميع أجهزة التوجيه مستعدة لأن تكون جهاز توجيه افتراضي، كما سيكون لجميع أجهزة التوجيه داخل المجموعة نفس عنوان “IP” الظاهري وعنوان “mac” الظاهري، حيث يوجد حالتان من بروتوكول جهاز التوجيه السريع الاستعداد (HSRP):

• جهاز التوجيه النشط: جهاز التوجيه الذي يرسل ويستقبل حزمة إلى المضيف داخل المؤسسة هو موجه البوابة الافتراضية، حيث سيتم تحديد جهاز توجيه نشط واحد فقط من بين مجموعة أجهزة التوجيه، والموجه  الاحتياطي  التي في حالة عدم اتصال الموجه النشط الحالي، سيتم اختياره من بين الموجه في وضع الاستعداد ليكون الموجه النشط.

• جهاز التوجيه النشط غير متصل بالإنترنت: فستحدث تجاوز فشل في جهاز التوجيه، وذلك لن تؤثر هذه التغييرات على المضيفين، حيث يحتفظ المضيف بنفس إعداد عنوان “IP” وعنوان “MAC”، حيث سيكون عنوان “IP” للبوابة الافتراضية هو نفسه على جميع المضيفين، ولن تكون هناك تغييرات على جدول “ARP” الخاص بالمضيف حيث سيكون عنوان “MAC” الظاهري لجهاز توجيه البوابة هو نفسه، مع العلم أنّ التغييرات في تجاوز الفشل تحدث فقط على جهاز التوجيه والمحول ولا يتأثر المضيفون.

     2. بروتوكول تكرار جهاز التوجيه الظاهري (VRRP)

هو بروتوكول تكرار محايد للبائع، حيث يجمّع مجموعة من أجهزة التوجيه المادية جهازي توجيه أو أكثر، وذلك لإنتاج موجه افتراضي واحد جديد، كما يتيح التكرار عن طريق تعيين نفس عنوان “IP” للبوابة الافتراضية وعنوان “MAC” على جميع أجهزة التوجيه الفعلية داخل مجموعة “VRRP” حاليًا، والاختلاف الوحيد هو أنه يتم تمكين الحماية الوقائية افتراضياً على “VRRP” بينما في “HSRP” يجب تكوينها يدوياً، مع العلم هنالك حالتان من بروتوكول تكرار جهاز التوجيه الافتراضي (VRRP):

• جهاز التوجيه الرئيسي: هو البوابة الافتراضية الحالية لجميع المضيفين داخل المنظمة، حيث يقوم بإرسال واستقبال الحزم بشكل نشط إلى المضيفين.

• جهاز التوجيه الاحتياطي: سيأخذ جهاز التوجيه الاحتياطي دور جهاز التوجيه الرئيسي أثناء تجاوز الفشل أو عندما يكون جهاز التوجيه الرئيسي غير متصل بالإنترنت.

      3. بروتوكول موازنة حمل البوابة (GLBP)

يختلف بروتوكول موازنة تحميل البوابة قليلاً، وذلك باستخدام “GLBP”، حيث يُسمح لأجهزة التوجيه الموجودة داخل المجموعة بموازنة التحميل، وذلك لتوضيح الأمر ببساطة فإن كل حركة المرور التي يتم إرسالها إلى عنوان “IP” للبوابة الافتراضية ستكون متوازنة التحميل واحدة تلو الأخرى أو بطريقة دائرية بين أجهزة التوجيه داخل المجموعة، مع العلم أنّ آلية وضع الاستعداد والنشط لـ بروتوكول موازنة تحميل البوابة “GLBP” هي نفس حالة الاستعداد والنشط لـ بروتوكول جهاز التوجيه السريع الاستعداد “HSRP”.