روتر و جايگاه آن در شبكه های WAN

روتر يكی از دستگاه های شبكه ای مهم و حياتی است كه از آن در شبكه های LAN و WAN استفاده می گردد . در اين مطلب پس از آشنائی اوليه با روتر ، با جايگاه آن در شبكه های WAN آشنا خواهيم شد .
[url=http://saftysign.ir][color=#FFFFFF] تابلو استيل [/color][/url]
آشنائی اوليه با روتر
روتر يك نوع كامپيوتر خاص است كه دارای عناصر مشابه يك كامپيوتر استاندارد شخصی نظير پردازنده ، حافظه ، خطوط داده و اينترفيس های مختلف ورودی و خروجی است. روترها به منظور انجام عمليات بسيار خاص كه عموما" نمی توان آنان را توسط كامپيوترهای شخصی انجام داد ‌، طراحی شده اند . مثلا" با استفاده از روتر می توان دو شبكه را به يكديگر متصل تا در ادامه امكان مبادله اطلاعات بين آنان فراهم گردد . روتر ، همچنين بهترين مسير ارسال داده از يك شبكه به شبكه ای ديگر را تعيين می نمايد.
كامپيوترها به منظور اجرای برنامه های نرم افزاری به يك سيستم عامل نياز دارند ، اين وضعيت در روترها نيز وجود داشته و آنان نيز جهت اجرای فايل های پيكربندی به يك سيستم عامل كه به آن IOS ( برگرفته از Internetwork Operating System software ) گفته می شود ، نياز خواهند داشت . فايل های پيكربندی شامل دستورالعمل ها و پارامترهائی می باشند كه بر اساس آنان ترافيك ورودی و خروجی روتر كنترل می گردد . مثلا" روترها با استفاده از پروتكل های روتينگ ، قادر به اتخاذ تصميم مناسب در خصوص بهترين مسير بسته های اطلاعاتی می باشند .
حافظه های RAM ، NVRAM ،‌ فلش ، ROM و اينترفيس ها مهمترين عناصر داخلی يك روتر می باشند كه در ادامه به بررسی هر يك از آنان خواهيم پرداخت .


حافظه RAM ( برگرفته از random access memory ) : حافظه RAM كه به آن DRAM ( حافظه RAM پويا ) نيز گفته می‌شود دارای خصوصيات و وظايف زير می باشد :


ذخيره جداول روتينگ


نگهداری ARP Cache


نگهداری fast-Switching cache


نگهداری و پشتيبانی از صف های حاوی بسته های اطلاعاتی


ارائه حافظه موقت برای فايل پيكربندی در زمان روشن كردن روتر


عدم نگهداری اطلاعات پس از خاموش كردن و يا راه اندازی مجدد روتر


حافظه NVRAM ( برگرفته از nonvolatile random-access memory ) : حافظه NVRAM يا غيرفرار دارای خصايص و وظايف زير می باشد :


محل نگهداری فايل پيكربندی راه اندازی روتر


نگهداری اطلاعات پس از خاموش كردن و يا راه اندازی مجدد روتر


حافظه فلش : حافظه فلش دارای خصايص و وظايف زير می باشد :


نگهداری IOS ( سيستم عامل )


بهنگام سازی نرم افزار بدون ضرورت تعويض و يا جايگزينی تراشه های موجود بر روی پردازنده


نگهداری اطلاعات پس از خاموش كردن و يا راه اندازی مجدد روتر


قابليت ذخيره چندين نسخه از نرم افزار IOS


امكان حذف اطلاعات ( يك نوع خاص از حافظه های ROM با قابليت حذف الكترونيكی اطلاعات : EEPROM )



حافظه ROM ( برگرفته از Read-only memory ) ، حافظه ROM و يا فقط خواندنی دارای خصايص و وظايف زير می باشد :


نگهداری دستورالعمل های لازم برای اشكال زدائی و اجرای برنامه POST ( برگرفته از power-on self test )


ذخيره برنامه راه اندازی روتر موسوم به bootstrap و نرم افزار اوليه سيستم عامل


تعويض تراشه های موجود بر روی برد اصلی در صورت نياز به ارتقاء نرم افزار ذخيره شده


اينترفيس ها : اينترفيس ها دارای خصايص و وظايف زير می باشند :


روتر را به شبكه متصل می نمايند ( ورود و خروج فريم ها ) .


اينترفيس ها ممكن است بر روی برد اصلی و يا به عنوان ماژول های جداگانه ارائه گردند .


جايگاه روتر در شبكه های LAN و WAN
با اين كه می توان از روتر برای تقسيم ( Segmentation ) يك شبكه محلی استفاده نمود ولی‌ مهمترين كاربرد آن به عنوان يك دستگاه شبكه ای در شبكه های WAN می باشد . شكل زير نحوه استفاده از روتر دريك شبكه محلی را نشان می دهد .




استفاده از روتر دريك شبكه محلی ( منبع : سايت سيسكو )


از تكنولوژی های WAN در اكثر موارد به منظور اتصال روترها به يكديگر استفاده می گردد و روترها با اتصالات مبتی بر WAN با يكديگر ارتباط برقرار می نمايند . روترها مسئوليت ايجاد ستون فقرات در شبكه های داخلی بزرگ ( اينترانت ) و يا اينترنت را برعهده داشته و در لايه سوم مدل مرجع OSI فعاليت می نمايند ( اتخاذ تصميم بر اساس آدرس های شبكه ) .
انتخاب بهترين مسير و سوئيچينگ فريم ها به اينترفيس مناسب از مهمترين وظايف يك روتر محسوب می گردد. روترها به منظور انجام وظايف فوق جداول روتينگی را ايجاد ( ايستا و يا پويا ) تا به كمك آن اقدام به مبادله اطلاعات شبكه با ساير روترها نمايند . يك مدير شبكه می تواند با پيكربندی مسيرهای ايستا ، اطلاعات جداول روتينگ را سازماندهی و مديريت نمايد ولی عموما" اطلاعات موجود در جداول روتينگ به صورت پويا و با استفاده از يك پروتكل روتينگ ذخيره و بهنگام می گردند . مسئوليت پروتكل روتينگ ، مبادله اطلاعات توپولوژی شبكه ( مسير ) با سایر روترها می باشد .
يك شبكه به منظور ارتباط با ساير شبكه ها می بايست به درستی پيكربندی گردد . اينچنين شبكه هائی امكانات زير را ارائه می نمايند :


آدرس دهی پيوسته و سازگار


انتخاب بهترين مسير


روتينگ ايستا و يا پويا


سوئيچينگ


آدرس هائی كه بيانگر توپولوژی های شبكه می باشند .


جايگاه روتر در شبكه های WAN
شبكه های WAN در لايه فيزيكی و data link مدل مرجع OSI فعاليت می نمايند . مطلب فوق بدين معنی نمی باشد كه پنج لايه ديگر مدل مرجع OSI در شبكه های WAN جايگاهی ندارند . عبارت فوق بر اين نكته مهم تاكيد می نمايد كه خصايصی كه يك شبكه WAN را از LAN متمايز می نمايد در لايه های فيزيكی و data link حضور موثر و كاملا" مشهودی را دارند . به عبارت ديگر ، استانداردها و پروتكل های استفاده شده در شبكه های WAN و در لايه های اول و دوم متفاوت با استانداردها و پروتكل های‌ استفاده شده در شبكه های محلی و در لايه های‌ مشابه می باشد .
لايه فيزيكی WAN ، اينترفيس بين DTE ( برگرفته از data terminal equipment ) و DCE ( برگرفته از data circuit-terminating equipment ) را تشريح می نمايد . عموما" ، DCE يك ارائه دهنده سرويس و DTE دستگاه ضميمه می باشد . به عبارت ديگر DTE ،‌ دستگاه كاربر با اينترفيس مربوطه است كه به لينك WAN متصل می گردد . در اين مدل ، سرويس های ارائه شده به DTE از طريق يك مودم و يا CSU/DSU در دسترس قرار می گيرد .
وظيفه اصلی يك روتر ، روتينگ است و روتينگ در لايه شبكه و يا لايه سوم مدل مرجع OSI محقق می گردد ولی اگر يك شبكه WAN در لايه های اول و دوم مدل مرجع OSI فعاليت می نمايد ،‌ آيا روتر يك دستگاه شبكه محلی و يا يك دستگاه WAN است ؟ در پاسخ به سوال فوق می بايست گفت كه هر دو گزينه درست می باشند . يك روتر ممكن است انحصارا" به عنوان يك دستگاه شبكه محلی ايفای وظيفه نمايد و يا ممكن است منحصرا" وظيفه يك دستگاه WAN را در شبكه برعهده داشته باشد و يا در برخی موارد كه در محدوده مرزی بين يك شبكه LAN و WAN استفاده می گردد ، در يك لحظه می‌تواند هم به عنوان يك دستگاه شبكه محلی و هم به عنوان يك دستگاه WAN وظايف محوله را انجام دهد .
يكی از وظايف روتر در شبكه های WAN ،‌مسيردهی‌ بسته های اطلاعاتی در لايه سوم است ولی روتر در يك شبكه محلی نيز دارای چنين مسئوليتی است . بنابراين نمی توان روتينگ را به عنوان يك وظيفه اختصاصی برای‌ روتر در شبكه های WAN در نظر گرفت . زمانی كه يك روتر از استانداردها و پروتكل های مرتبط با WAN در لايه های فيزيكی و data link استفاده می نمايد ، وی به عنوان يك دستگاه WAN در شبكه ايفای وظيفه می نمايد . اولين وظيفه روتر در يك شبكه WAN روتينگ نمی باشد و اگر قرار است برای آن وظيفه ای اختصاصی را تعريف نمائيم بهتر است گفته شود كه مسئوليت روتر در شبكه های WAN ، ارائه اتصالات لازم بين استانداردهای مختلف data link و فيريكی WAN است .
مثلا" يك روتر ممكن است دارای يك اينترفيس ISDN باشد كه از كپسوله سازی PPP استفاده می نمايد و همچنين دارای يك اينترفيس سريال T1 باشد كه در آن از كپسوله سازی Frame Relay استفاده می‌ گردد . در چنين وضعيتی روتر می بايست قادر به انتقال بيت ها از يك نوع سرويس ( نظير ISDN ) به سرويس ديگر ( نظير T1 ) و تغيير كپسوله سازی data link از PPP به Frame Relay باشد .


استانداردها و پروتكل های لايه فيزيكی و data link در شبكه های WAN
برخی‌از پروتكل ها و استانداردهای لايه فيزيكی عبارتند از :‌


EIA/TIA-232
EIA/TIA-449
V.24
V.35
X.21
G.703
EIA-530
ISDN
T1, T3, E1, and E3
xDSL
SONET (OC-3, OC-12, OC-48, OC-192)

برخی از پروتكل ها و استانداردهای لايه data link عبارتند از :


High-level data link control (HDLC)
Frame Relay
Point-to-Point Protocol (PPP)
Synchronous Data Link Control (SDLC)
Serial Line Internet Protocol (SLIP)
X.25
ATM
LAPB
LAPD
LAPF


تهيه شده در شرکت سخا روش
منبع :srco.ir