ما هو جدول التوجيه في شبكة الحاسوب Routing Table

يمكن إنشاء جداول التوجيه بشكل ديناميكي أو ثابت، ويتم تحقيق ذلك عادةً بإنشاء ديناميكي بمساعدة بروتوكولات التوجيه، في المقابل يتم تحقيق تكوين جدول ثابت من خلال إدخال المسارات يدوياً في جدول التوجيه، ومن خلال التوليد الديناميكي للإدخالات تشارك بروتوكولات التوجيه المعلومات مع طرق مختلفة حول كيفية الوصول إلى شبكات مختلفة.

ما هو جدول التوجيه Routing Table

جدول التوجيه “Routing Table”: هو جدول أو قاعدة بيانات تخزن مواقع أجهزة التوجيه بناءً على عناوين “IP” الخاصة بها، كما يعمل هذا الجدول كخريطة عنوان لشبكات مختلفة وعادة ما يتم تخزينه في ذاكرة الوصول العشوائي لمعظم أجهزة التوجيه أو أجهزة إعادة التوجيه، وعلى هذا النحو يحتوي جدول التوجيه على معلومات حول الشبكات المختلفة وكيفية الوصول إليها.

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

أساسيات جدول التوجيه

يدعم كل جهاز توجيه على الشبكة جدول توجيه في الذاكرة قد يكون بسيطًا أو معقداً، وفي أبسط أشكاله يتكون الجدول من أزواج من عناوين “IP”، وعندما تتضمن المحطة الأصلية إمكانية الوصول إلى الوجهة المقصودة مباشرة يتم إرسال الإطار على الفور إلى عنوان “IP” الخاص بالوجهة، وفي مثل هذه الحالة يحدث عنوان فريد في جدول التوجيه المعروف باسم عنوان البوابة الافتراضية، حيث تعتمد قرارات التوجيه على النقاط التالية:

• يتم إخفاء عنوان “IP” الوجهة وعنوان “IP” الخاص بالموجه لتعيين ما إذا كان سيتم إعادة توجيه حزمة الملاحظات الواردة إلى شبكة أخرى أم لا.

• إذا كانت النتائج متساوية تكون الحزمة لشبكة فرعية مماثلة للوجهة.

• ثم يتم تسليم الإطار فوراً إلى عنوان ارتباط البيانات للوجهة.

• عندما تكون النتيجة غير متطابقة فإنّها تشير إلى أنّ الوجهة ليست على نفس الشبكة الفرعية.

• يتم اختبار جدول التوجيه لتحديد ما إذا كان قد تم تحديد عنوان الوجهة “32 بت” الدقيق والكامل والمشار إليه باسم التوجيه الخاص بالمضيف.

• وإذا تم تحديد المسار الخاص بالمضيف، فسيتم إرسال الإطار إلى وجهة “IP” المشار إليها في الجدول الذي يشير إلى أنّ هذه الوجهة هي جهاز التوجيه التالي بما يتماشى مع الطريقة إلى الوجهة.

• عندما لا يتم العثور على المسار الخاص بالمضيف في جدول التوجيه، يتم استخدام العنوان المقنع للبحث عن المفتاح في جدول التوجيه لفحص ما إذا تم تحديد الشبكة أو الشبكة الفرعية.

• إذا تم تحديده فسيتم إرسال الإطار إلى عنوان “IP” المحدد في الجدول الذي يشير إلى أنّ هذا هو عنوان “IP” التالي لجهاز التوجيه في السطر.

• عندما يفشل كل من الشرطين المذكورين أعلاه، تتم إعادة توجيه الإطار إلى العنوان المحدد كهدف للبوابة الافتراضية.

• عندما لا يتم تحديد بوابة افتراضية فمن المفترض أنّ جميع الوجهات غير المعروفة يمكن الوصول إليها مباشرة.

• يتم حل العنوان الفعلي لمحطة “IP” الوجهة، ويتم إعادة توجيه الإطار مباشرة إلى الوجهة ويسمى هذا أحياناً تنشيط “Proxy ARP“.

ملاحظة:“ARP” هي اختصار لـ “Address Resolution Protocol”.

كيفية عمل جدول التوجيه

تفحص أجهزة التوجيه عنوان “IP” الوجهة للحزمة المستلمة وتتخذ قرارات التوجيه وفقاً لذلك، ولتحديد الواجهة التي سيتم إرسال الحزمة إليها، تستخدم أجهزة التوجيه جداول التوجيه ويسرد جدول التوجيه جميع الشبكات المعروفة لمساراتها، ويعتبر كل جدول توجيه خاص بجهاز التوجيه فريداً ويتم تخزينه في ذاكرة الوصول العشوائي للجهاز.

عندما يستلم جهاز التوجيه حزمة تحتاج إلى إعادة توجيهها إلى مضيف على شبكة أخرى، فإنّه يفحص عنوان “IP” الخاص به ويبحث عن معلومات التوجيه المخزنة في جدول التوجيه، كما يتكون كل إدخال في جدول التوجيه من الإدخالات التالية:

• الشبكة وقناع الشبكة الفرعية، حيث حدد نطاقاً من عناوين “IP”.

• جهاز التوجيه البعيد، وعنوان “IP” الخاص بالموجه المستخدم للوصول إلى تلك الشبكة.

• الواجهة الصادرة، حيث يجب أن تخرج الحزمة للوصول إلى الشبكة الوجهة.

مكونات إدخالات جدول التوجيه

عادةً ما يكون الإدخال في جدول التوجيه هو المسار إلى شبكة معينة، والمكونات الأساسية لكل إدخال في جدول التوجيه هي:

• عنوان الوجهة، حيث يشير إلى عنوان “IP” للشبكة الوجهة.

• قناع الشبكة الفرعية أو قناع الشبكة، حيث يشير هذا إلى فئة أو نطاق عنوان الوجهة، ويتم استخدامه لتعيين عنوان الوجهة على الشبكة الصحيحة.

• البوابة أو الخطوة التالية، حيث يشير هذا إلى عنوان “IP” التالي الذي يتم إعادة توجيه الحزمة إليه.

• الواجهة، حيث تشير إلى الواجهة الصادرة التي تتصل بالوجهة.

• متري، وهذا يعين قيمة لكل مسار لضمان اختيار المسارات المثلى لإرسال الحزم، وفي بعض الحالات يكون المقياس هو عدد القفزات أو عدد أجهزة التوجيه، والتي سيتم عبورها للوصول إلى الشبكة الوجهة وفي حالة وجود مسارات متعددة ويتم عادةً اختيار المسار الذي يحتوي على أقل مقياس.

أنواع مسارات جدول التوجيه

بالإضافة إلى ذلك من المهم ملاحظة أن بعض إدخالات التوجيه تلتقط أيضاً معلومات حول نوع المسار الحالي، وفي التوجيه توجد عدة أنواع من المسارات وعلى سبيل المثال يمكن أن يكون المسار واحداً ممّا يلي:

• مسار متصل بشكل مباشر، حيث يدل على مسار شبكة مرتبطة مباشرة بواجهة جهاز التوجيه.

• المسارات البعيدة، حيث تشير إلى طريق إلى شبكة بعيدة يتم تعلمها ديناميكياً من خلال بروتوكولات التوجيه.

حقول جدول التوجيه

• عنوان “IP” الوجهة أو معرف الشبكة.

• قناع الشبكة الفرعية للشبكة.

• عنوان “IP” للقفزة التالية، وهو عنوان البوابة أو المحطة التي بعدها مباشرة التي يكون من خلالها إعادة توجيه الحزمة إليها في طريقها من المصدر إلى الوجهة.

• الواجهة الصادرة التي يجب أن يتم توجيه حزمة البيانات عليها عند إعادة توجيهها إلى الخطوة أو الوجهة التالية.

• مقاييس التوجيه المعينة لكل مسار “IP” متاح لمساعدة جهاز التوجيه على اختيار المسار الأمثل من بين أمور أخرى للوصول إلى الوجهة، وعلى سبيل المثال يمكن أن يمثل المقياس سرعة الارتباط والتأخيرات الزمنية وعدد القفزات أي عدد أجهزة التوجيه أي القفزات في المسار إلى الوجهة.

عملية تحديد جهاز التوجيه

عندما يتم استلام الحزمة إلى جهاز توجيه فإنّها تتحقق من عنوان “IP” الوجهة الخاص بها للعثور على المكان الذي يجب إعادة توجيه الحزمة إليه، وعلى وجه التحديد فإنّه يقوم بتنفيذ عملية البت “AND” بين عنوان “IP” الوجهة للحزمة وقناع الشبكة الفرعية لكل إدخال في جدول التوجيه، ثم يقارن كل نتيجة بعنوان “IP” الوجهة المقابل في جدول التوجيه، وقد تنشأ الحالات التالية:

• إذا تمت مطابقة عنوان “IP” الوجهة للحزمة مع عنوان “IP” وجهة واحد فقط في جدول التوجيه فلا يوجد تعارض ويتم إعادة توجيهه على الواجهة المقابلة.

• في حالة وجود العديد من التطابقات، يتم إعادة توجيه الحزمة إلى واجهة يحتوي إدخالها على أكبر قناع للشبكة الفرعية.

• خلاف ذلك يتم إعادة توجيه الحزمة على الواجهة المقابلة للبوابة الافتراضية.

• والبوابة الافتراضية هي المسار التي يعتمدها جهاز التوجيه لإعادة توجيه حزمة عندما لا يعرف عنوان وجهة الحزمة، وعنوان “IP” الخاص به هو “0.0.0.0” وقناع الشبكة الفرعية هو “0.0.0.0” أيضاً.