ما هو بروتوكول Interior Gateway Protocol

لا يمكن أن تكون شبكات “IP” الكبيرة ممكنة بدون بروتوكولات التوجيه التي توفر المسارات المناسبة بين المواقع النهائية، حيث تم تطوير العديد من بروتوكولات توجيه البوابة الداخلية بناءً على خوارزميات معروفة جيداً لشبكات “IP” من أجل منع حلقات التوجيه، وبعض بروتوكولات توجيه البوابة الداخلية هذه هي “RIP” و”OSPF” و”EIGRP”.

ما هو بروتوكول البوابة الداخلية IGP

بروتوكول البوابة الداخلية “IGP”: هو بروتوكول لتحديث المسار الديناميكي يُستخدم بين أجهزة التوجيه التي تعمل على مضيفات “TCP / IP” ضمن نظام مستقل واحد، وتستخدم أجهزة التوجيه هذا البروتوكول لتبادل المعلومات حول مسارات “IP”.

• “TCP / IP” هي اختصار لـ “Transmission Control Protocol/Internet Protocol”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet Protocol”.

• “IGP” هي اختصار لـ “Interior Gateway Protocol”.

• “RIP” هي اختصار لـ “Routing Information Protocol”.

كيفية عمل بروتوكول IGP

تحدد بروتوكولات البوابة الداخلية “IGPs” كيفية قيام أجهزة التوجيه في نظام مستقل “AS” بمبادلة معلومات التوجيه مع أجهزة توجيه أخرى داخل نفس النظام المستقل، وهذا على عكس بروتوكولات البوابة الخارجية “EGPs” التي تسهل تبادل معلومات التوجيه بين الأنظمة الذاتية المختلفة، وتتضمن أمثلة “IGPs” لأعمال الإنترنت “TCP / IP” ما يلي:

• بروتوكول معلومات التوجيه “RIP” لبروتوكول الإنترنت “IP”، والذي يعتمد على خوارزمية متجه المسافة و”RIP” هو بروتوكول شائع لأعمال الإنترنت الصغيرة والمتوسطة الحجم.

• بروتوكول فتح أقصر مسار أولاً “OSPF“، والذي يعتمد على خوارزمية حالة الارتباط ويتم استخدام “OSPF” بشكل أساسي في الأعمال البينية المتوسطة والكبيرة الحجم.

• بروتوكول توجيه البوابة الداخلية “IGRP” وهو بروتوكول متجه مسافات طورته أنظمة سيسكو.

ملاحظة:“OSPF” هي اختصار لـ “Open Shortest Path First”.

ملاحظة:“AS” هي اختصار لـ “autonomous system”.

أساسيات بروتوكول IGP

يُعد بروتوكول البوابة الداخلية “IGP” بأنّه بروتوكول توجيه يستخدم لإيجاد معلومات مسار الشبكة داخل نظام ذاتي، وبروتوكولات التوجيه المعروفة للبروتوكول البوابة الداخلية “IGP” هي النظام المتوسط ​​إلى النظام المتوسط ​”IS-IS”، وأحد المتطلبات المهمة لحل هندسة المرور القوي هو عدم الحساسية للتغييرات، سواء كانت في شكل تقلبات في حركة المرور أو تغييرات في طوبولوجيا الشبكة بسبب فشل الارتباط.

يتم تطوير تقنية سريعة وفعالة لحساب حلول هندسة المرور لبيئات بروتوكول البوابة الداخلية “IGPs” التي تكون قوية لربط حالات الفشل في الهيكل المنطقي، كما تحكم قرارات التوجيه وإعادة توجيه الحزم الخاصة بـ “IGPs” أساساً أوزان الارتباط، كما يتم حساب مجموعة واحدة من أوزان الروابط لمثيل هندسة المرور الذي يعمل جيداً على جميع حالات فشل الارتباط المنطقي الفردي.

يمكن أن تحدث مثل هذه الأنواع من الإخفاقات على الرغم من أنّها لا تدوم طويلاً في حدود عشرات الدقائق بتردد عالٍ بما يكفي، ويصل إلى عدة مرات في اليوم للتأثير بشكل كبير على أداء الشبكة وإنّ المدة القصيرة نسبياً لمثل هذه الإخفاقات إلى جانب قضايا التعقيد الحسابي، ووقت التقارب بسبب حجم شبكات اليوم الحالية تثبط ردود الفعل التكيفية لمثل هذه الأحداث.

وبالتالي من المستحسن إجراء حساب مسبق لحل توجيه يحقق أداءً جيداً في جميع هذه السيناريوهات ومن خلال التقييمات الحسابية، يتم توضيح أسلوب ينتج أوزان ارتباط تعمل بشكل جيد على جميع حالات فشل الارتباط الفردي وأيضاً تتناسب جيداً، من حيث التعقيد الحسابي ومع حجم الشبكة.

عندما يتم نقل حزم البيانات ضمن نفس الأنظمة المستقلة يتم استخدام بروتوكولات البوابة الداخلية “IGP”، لكي يحدث الاتصال بين الشبكات التي تستخدم بروتوكول البوابة الداخلية ويجب أن تنتمي كلتا الشبكتين إلى نفس النظام المستقل.

كما يحدد جهاز التوجيه النظام المستقل للشبكة باستخدام رقم النظام المستقل، وإذا كان رقم النظام المستقل لشبكتين مختلفاً، فلا يمكن استخدام بروتوكول البوابة الداخلية لإنشاء رابط اتصال بين هاتين الشبكتين.

• “IS-IS” هي اختصار لـ “Intermediate System to Intermediate System”.

فئات بروتوكولات البوابة الداخلية

أولاً: بروتوكولات متجه المسافة

تُستخدم خوارزمية “Bellman Ford” في بروتوكولات متجه المسافات ولا تتضمن أجهزة التوجيه التي تستخدم بروتوكول متجه المسافات على معلومات حول الشبكة بالكامل، وتعلن أجهزة التوجيه عن قيمة المسافة المحسوبة ويتم جدولة معلومات قيمة المسافة كجدول توجيه، وبعض أمثلة البروتوكولات التي تستخدم بروتوكول متجه المسافات هي “RIP” و”RIP الإصدار 2″ و”RIPng” و”IGRP“.

وفي هذه البروتوكولات لا يحتوي كل جهاز توجيه معلومات حول بنية الشبكة الكامل، حيث تعرض قيمة المسافة “DV” الخاصة بها المحسوبة لأجهزة التوجيه الأخرى، وتستلم إعلانات متشابهة من أجهزة التوجيه الأخرى ما لم يتم القيام بتغييرات في الشبكة المحلية أو بواسطة الجيران أي أجهزة التوجيه.

وباستعمال إعلانات التوجيه هذه يملأ كل جهاز توجيه جدول التوجيه الخاص به، وفي دورة الإعلان التالية يظهر جهاز التوجيه عن معلومات محدثة من جدول التوجيه الخاص به، حيث تدوم هذه العملية حتى تتجمع جداول التوجيه لكل جهاز توجيه مع قيم محددة وبعض هذه البروتوكولات لها عيوب التجمع البطيء.

• “DV” هي اختصار لـ “distance value”.

ثانياً: بروتوكولات حالة الارتباط

تحتوي أجهزة التوجيه التي تستخدم بروتوكول حالة الارتباط على معلومات حول الهيكل بأكمله، واستناداً إلى المعلومات حول الهيكل، فإنّ أجهزة التوجيه قادرة على اختيار أفضل قفزة تالية بشكل مستقل ويتم جدولة أفضل القفزات التالية كجدول توجيه، و”OSPF” و”IS-IS” هي بعض أمثلة البروتوكولات التي تستعمل بروتوكول توجيه حالة الارتباط.

ثالثاً: البروتوكولات المختلطة

البروتوكولات المختلطة: هي مزيج من متجه المسافات وبروتوكولات توجيه حالة الارتباط، حيث لديهم ميزات كلا الفئتين، و”EIGRP” هو أفضل مثال على البروتوكول الهجين.

• “EIGRP” هي اختصار لـ “Enhanced Interior Gateway Routing Protocol”.

الفرق بين EGP وIGP

على الرغم من استخدام بروتوكول البوابة الخارجية وبروتوكولات البوابة الداخلية لنقل حزم البيانات بين الشبكات المختلفة باستخدام بروتوكولات قابلة للتوجيه مثل بروتوكول الإنترنت، وهم مختلفون عن بعضهم البعض.

يستخدم بروتوكول البوابة الداخلية لإعادة توجيه الحزم بين الشبكات المختلفة التي تستخدم نفس رقم النظام المستقل، وفي حين أنّ بروتوكول البوابة الخارجية لديه القدرة على إعادة توجيه حزم البيانات إلى شبكات مختلفة بأرقام أنظمة مستقلة مختلفة، ومع ذلك فإنّ بروتوكول بوابة الحدود “BGP” هو بروتوكول “EGP”.

• “BGP” هي اختصار لـ “Border Gateway Protocol”.

خصائص بروتوكولات التوجيه IGP وEGP

يتم استخدام “IGPs” للتوجيه داخل مجال التوجيه وتلك الشبكات التي تقع ضمن سيطرة مؤسسة واحدة. يتكون النظام المستقل بشكل عام من العديد من الشبكات الفردية، والتي تنتمي إلى الشركات والمدارس والمؤسسات الأخرى وكما يتم استخدام “IGP” للتوجيه داخل النظام المستقل، كما يتم استخدامه للتوجيه داخل الشبكات الفردية نفسها.

وعلى سبيل المثال تستخدم “CENIC IGP” للتوجيه داخل نظامها المستقل من أجل ربط جميع هذه المؤسسات، وتستخدم كل مؤسسة تعليمية أيضاً “IGP” من اختيارهم للتوجيه داخل شبكتها الفردية ويوفر “IGP” المستخدم من قبل كل كيان أفضل تحديد للمسار ضمن مجالات التوجيه الخاصة به، وتماماً كما يوفر “IGP” الذي تستخدمه “CENIC” أفضل مسارات المسار داخل النظام المستقل نفسه وتتضمن “IGPs” لـ “IP RIP” و”IGRP” و”EIGRP” و”OSPF” و”IS-IS”.