پایان نامه مسیریابی شبکه

فهرست مطالب

فصل اول مسیریابی بسته های IP

مسیر یاب (ROUTER)

تفاوت یک سوییچ لایه ۳ با یک مسیریاب معمولی

پروتکل های INTERIOR و EXTERIOR

شبکه هایی که با مسیریاب BGP در ارتباطند

دو دیدگاه الگوریتم های مسیریابی

انواع پروتکل

انواع پروتکل Routed

انواع پروتکل Routing

CLASSFUL ROUTING

CLASSLESSROUTING

پروتکل های IP Distance Vector

عملکرد پروتکل های Distance Vector

پروتکل های IP Link State

آگاهی از وضعیت شبکه

نحوه ی مسیریابی بصورت استاتیک

فصل دوم پروتکل OSPF

پروتکل OSPF

مقایسه پروتکل OSPF با پروتکل RIP

انواع Area

وضعیت های اتصال

خصوصیات یک شبکه OSPF

ID مسیریاب OSPF

همسایه یابی OSPF

بررسی عملکرد OSPF

تایمرهای OSPF

انواع LSA در OSPF

انواع شبکه های تعریف شده در OSPF

برقراری رابطه مجاورت در شبکه های NBMA

پیکربندی OSPF در شبکه های Frame Relay

کاربرد OSPF در شبکه frame relay point-to-multipoint

انواع روترهای OSPF

انواع پیام در پروتکل OSPF

کاربرد Ipv6 در پروتکل OSPF

عملکرد OSPF در شبکه های IPv6

مقایسه OSPF V2 و OSPF V3

نحوه مسیریابی باپروتکل OSPF

فصل سوم طراحی و پیاده سازی مدل فازی OSPF

مسیر یابی مبتنی بر کیفیت سرویس(QOS)

اهداف مسیریابی کیفیت سرویس

پروتکل LINK STATE و OSPF

سیستم فازی پیشنهادی

توابع عضویت و بانک قوانین

شبیه سازی و ارزیابی عملکرد

فصل چهارم مسیر یابی چند منظوره

مسیر یابی چند منظوره

انتخاب مسیر چند منظوره

پروتکل IGMP

پروتکل CGMP

جستجوی IGMP

پروتکل مستقل مسیریابی چند منظوره

PIM سبک متراکم

PIM سبک پراکنده

RP ثابت (Static RP)

Auto-RP

Anycast- RP

آدرس های چند منظوره ذخیره

مسیریابی هوشمند

منابع

****************

بخشهایی از متن هر فصل تحقیق دانلودی

مسیریابی بسته های IP

مسیر یاب (ROUTER)

محیط های شبکه پیچیده می توانند از چندین قسمت که از پروتکل های مختلف با معماری های متفاوت هستند، تشکیل شده باشند. در این حالت ممکن است استفاده از پل برای حفظ سرعت ارتباطات بین قسمت های شبکه مناسب نباشد. در این محیط های شبکه ای پیچیده و گسترده به دستگاهی نیاز خواهد بود تا علاوه بر دارا بودن خواص پل و قابلیت های تفکیک یک شبکه به بخش های کوچکتر، قادر به تعیین بهترین مسیر ارسال داده از میان قسمت ها نیز باشد. چنین دستگاهی Router یا مسیریاب نام دارد.

مسیریاب ها در لایه شبکه مدل OSI عمل می کنند. مسیریاب ها به اطلاعات مربوط به آدرس دهی شبکه دسترسی دارند و در نتیجه قابلیت هدایت بسته های داده را از میان چندین شبکه دسترسی دارا هستند. این عمل از طریق تعویض اطلاعات مربوط به پروتکل ها بین شبکه های مجزا در مسیریابها انجام می شود. در مسیریاب از یک جدول مسیریابی برای تعیین آدرس های داده های ورودی استفاده می شود.

در لایه های مختلف سویچینگ داریم، که سویچینگ لایه سوم را مسیر یابی گویند. فرآیند مسیریابی همانند فرآیند انتقال نامه در دفاتر پستی می باشد.

مسیریاب ها بر اساس اطلاعات موجود در جداول مسیریابی، بهترین مسیر عبور بسته های داده را تعیین می کنند. به این ترتیب ارتباط میان کامپیوترهای فرستنده و گیرنده مدیریت می شود مسیریاب ها فقط نسبت به عبور حجم زیادی از بسته های داده ای معروف به پدیده طوفان انتشار یا Broadcaste Storm را به شبکه نمی دهند.

مسیریاب ها بر خلاف پل ها می توانند چند مسیر را بین قسمت های شبکه LAN انتخاب کنند. به علاوه قابلیت اتصال قسمت هایی که از شکل های بسته بندی داده ها متفاوت استفاده می کنند، را نیز دارند.

مسیریاب ها می توانند بخش هایی از شبکه را که دارای ترافیک سنگین هستند، شناسایی کرده و از این اطلاعات برای تعیین مسیر مناسب بسته ها استفاده کنند. انتخاب مسیر مناسب براساس تعداد پرش هایی که یک بسته داده باید انجام دهد تا به مقصد برسد و مقایسه تعداد پرش ها، انجام می گیرد. پرش (اhop) به حرکت داده از یک مسیریاب بعدی اطلاق می شود.

...

پروتکل OSPF

بکارگیری پروتکل RIP در شبکه های کامپیوتری بیشتر به دلیل شرایط زمان بوده است. در ده هفتاد و هشتاد حافظه و پردازندههای سریع ، گران قیمت بودند و پیاده سازی الگوریتمهای مسیریابی مبتنی بر روشهایی نظیر LS که هم به حافظه و هم به پردازندۀ سریع نیاز دارند ، مقرون به صرفه نبود. از طرفی شبکه ها نیز آنقدر توسعه نیافته بودند که نیاز به الگوریتم های بهینه تر احساس شود. با گسترش اینترنت و توسعۀ شبکه های خودمختار در اواخر دهۀ هشتاد ، کاستی های پروتکل RIP نمود بیشتری پیدا کرد و با سریع شدن پردازنده ها و ارزان شدن سخت افزار ، نیاز به طراحی یک پروتکل بهینه ،IETF را واداشت تا در سال 1990،OSPF را به عنوان یک پروتکل استاندارد ارائه نماید. مسیریابهای زیادی مبتنی بر این پروتکل به بازار عرضه شده اند و احتمال می رود که در آینده تبدیل به مهمترین پروتکل مسیریابی درونی در شبکههای AS شود.

مقایسه پروتکل OSPF با پروتکل RIP

- بر خلاف پروتکل RIP، این پروتکل از الگوریتم LS برای محاسبۀ بهترین مسیر استفاده میشود و بنابراین مشکل شمارش تا بینهایت وجود ندارد.

- بر خلاف پروتکل RIP ، در این پروتکل معیار هزینه فقط تعداد گام نیست بلکه میتواند چندین معیار هزینه را در انتخاب بهترین مسیر در نظر بگیرد.

- بر خلاف پروتکل RIP ، در این پروتکل حجم بار و ترافیک یک مسیریاب در محاسبۀ بهترین مسیر دخالت داده میشود و در ضمن در هنگام خرابی یک مسیریاب ، جداول مسیریابی سریعاً همگرا میشود.

- بر خلاف پروتکل RIP ، در این پروتکل ، فیلد Type of Service در بستۀ IP میتواند در نظر گرفته شود و بر اساس نوع سرویس درخواستی ، برای یک بسته مسیر مناسب انتخاب گردد.

- بر خلاف پروتکل RIP ، در پروتکل OSPF تمام بسته های ارسالی برای یک مقصد خاص ، روی بهترین مسیر هدایت نمی شود بلکه درصدی از بسته ها روی مسیرهایی که از لحاظ حداقل هزینه در رتبۀ 2 ,3 و … قرار دارند ارسال میشود تا پدیدۀ نوسان رخ ندهد. به این کار موازنه بارگفته میشود.

- بر خلاف پروتکل RIP ، در این پروتکل از مسیریابی سلسله مراتبی پشتیبانی میشود.

- بر خلاف پروتکل RIP ، در این پروتکل مسیریابها جداول مسیریابی را از دیگر مسیریابها قبول نمیکنند مگر آنکه هویت ارسال کنندۀ آن احراز شود. به همین دلیل مسئول شبکه برای هر مسیریاب یک کلمۀ عبور تعیین میکند تا کاربران اخلالگر نتوانند با برنامه نویسی ، جداول مسیریابی مصنوعی تولید کرده و با ارسال آنها ، مسیریابی در شبکه را با مشکل مواجه کنند.

...

طراحی و پیاده سازی مدل فازی OSPF

مسیر یابی مبتنی بر کیفیت سرویس(QOS)

منظور از مسیریابی مبتنی بر کیفیت سرویس درشکل پایه ای آن مبتنی بر قید کیفیت سرویس می باشد.مسئله ای که مسیریابی کیفیت سرویس سعی در حل آن دارد اثبات بهبود سطح سرویس کاربران به منظور پشتیبانی از نیازمندیهای چند رسانه ای در دنیای امروز اینترنت است. مسیریابی کیفیت سرویس یک امکان برای کارگزار و مدیر شبکه در افزایش کارایی آنان برای اداره کردن ترافیک موجود در شبکه براساس خصوصیات و ویژگی های آن ترافیک می باشد.OSPF به کمک فیلدی از هدر خود به نام TOS (نوع سرویس) امکاناتی را برای مسیریابی بر اساس حداقل تاخیر ((TOS =16 و یا حداکثر گذردهی TOS =8)) را فراهم نموده است. اما موردی که هست چون در این پروتکل مسیریابی هر کدام از این 2وضعیت، از پارامتر های مجزا از هم جهت در بر آوردن این خصوصیات استفاده می نماید، لذا نه تنها قابل پیگیری از طریق هم نمی باشند که امکان بهره مندی توامان از هر دو وجود نخواهد داشت اما درباره طول صف روتر و تاخیر لینکسعی بر آن شده است که با کمک یک الگوریتم فازی از ترکیب این 2 معیار و تولید یک معیار واحد نتایج مطلوبتری در انتخاب مسیرها و درنتیجه پشتیبانی بهتر از کیفیت سرویس بدست آید.البته هر کدام از این 2 معیار دارای محدودیت های مخصوص به خود می باشند. مثلا تاخیر لینک پارامتری است که از مجموع آن برای تمامی لینک های یک مسیر،تاخیر آن مسیر (ROUTE DELAY) بدست می آید.لذا تاخیر یک پارامتر جمعی بوده است. اما آنچه که باید در نظر گرفت این موضوع است که پایین بودن تاخیر یک مسیر به معنای وجود پهنای باند کافی در آن مسیر نمی باشد. لذا مشخص و بارز خواهد بود که تاخیر برای بیان وضعیت شبکه کافی نیست و یا بعنوان مثالی دیگر اگر از طول صف مربوط به آن لینک و مسیر نیز کمک بگیریم، مشکلات اندازه صف هم با موارد مشابه تاخیر،آشکار خواهد شد که به تنهایی قابل اعتماد نیست . چرا که محدودیتهایی برای بیان رفتار شبکه خواهد داشت . مواردی نظیر انفجارهای ترافیکی و احتمال وجود بافرینگ در مسیرها باعث می شودکه پارامتر اندازه صف محدودیتهایی را برای صحت بیان ازدحام واعلام آن بر خود وارد بداند.چرا که با مواردی که توضیح داده شد رخداد صف بندی در زمانی که جریان ترافیکی حاضر کمتر از ظرفیت لینک باشد نیز وجود خواهد داشت. ضمنا پارامتر تاخیر برای یک لینک از 2 پارامتر تاخیر صف بندی به علاوه تاخیر لینک که از مشخصه های فیزیکی آن است ، تشکیل می شود.که در این بین سهم تاخیر صف بندی را باید بزرگتر در نظر گرفت چرا که عکس این مورد را در نظر بگیریم از آنجا که سیگنال های الکتریکی ویا نوری با سرعتی معادل نور درون لینک در حرکتند، این فرض غیر منطقی به نظر خواهد رسید.حال در ادامه مطلب در مورد گزینش پارامترها و نحوه ترکیب آنها توضیحات کاملتری ارائه خواهد شد .

اهداف مسیریابی کیفیت سرویس

پروتکل های فعلی مسیریابی در اینترنت از قبیل BGP,RIP,OSPF پروتکل های مسیر یابی بهترین تلاش نام دارند که فقط کوتاهترین مسیر به مقصد را مشخص می کنند. به عبارت دیگر از الگوریتم های بهینه سازی تک منظوره بهره می گیرند که در این الگوریتم ها تنها یک پارامتر(یا پهنای باند یا تعداد پرش و یا هزینه) لحاظ می گردد. لذا تمام ترافیک ها به کوتاهترین مسیر مسیر یابی می شوند. حتی اگر مسیر های دیگری نیز وجود داشته باشند ،مادامی که کوتاهترین مسیر نباشند مورد استفاده قرار نخواهند گرفت. باید توجه شود که کوتاهترین مسیر در اینجا لزوما به معنی مسیری با کوتاهترین فاصله فیزیکی نمی باشد .

...

مسیر یابی چند منظوره

در دنیای مسیر یابی IP می تران با تهیه کپی از یک بسته در طول راه، توسط مسیر یاب ها، آن را برای چندین دریافت کننده ارسال نمود.این فرآیند چند منظوره سازی (Multicasting) نام دارد.

در مسیر یابی IP تک منظوره،آدرس IP مقصد یکی از آدرس های کلاس A ،B،C می باشد که یک میزبان مشخص را در اینترنت نشان می دهد.نقش پروتکل های مسیر یابی IP تک منظوره،مسیر یابی بسته های IP از یک مبدا ویژه IP به یک مقصد ویژه IP می باشد.فرض کنید که می خواهید چندین میزبان،بسته های IP را از یک میزبان دریافت کند.اگر کامپیوتر مبدا از آدرس IP تک منظوره میزبانان مقصد استفاده کند،باید یک بسته را برای هر یک از میزبانان مقصد ارسال کند.با افزایش تعداد میزبانان مقصد، تعداد بسته های IP تک منظوره ای که باید توسط مبدا ارسال شوند نیز افزایش می یابد و مدت زمان زیادی برای مبدا و شبکه طول می کشدتا این تعداد بسته معین را از مبدا به سمت هر یک از میزبانان مسیر یابی کنند. مشکل دیگر،تعیین این نکته است که مبدا چند منظوره (Multicast) چگونه آدس میزبانان خواستار دریافت بسته را مشخص می سازد. آدرس های چند منظوره جادویی، کلاس دیگری از آدرس های IP هستند و زمانی مورد استفاده قرار می گیرندکه بیش از یک دریافت کننده برای اطلاعات ارسالی از مبدا وجود داشته باشد.در واقع (Multicasting) یک راه حل مناسب جهت برقراری ارتباط با چندین میزبان می باشد.

انتخاب مسیر چند منظوره

بسته های IP تک منظوره با استفاده از آدرس سخت افزاری به میزبان منتقل می شوند. این آدرس سخت افزاری اساسا یک آدرس اترنت است. زمانی که یک مسیریاب بسته ای دریافت می کند، آدرس سخت افزاری را از آن جدا می کند و آدرس IP مقصد را جهت رابط مورد استفاده برای ارسال بسته به سمت میزبان بررسی می نماید. اگر مسیر یاب به شبکه در بر گیرنده میزبان متصل باشد، از پروتکل تجزیه و تحلیل آدرس (Adderss Resolution Protocol-ARP) جهت درخواست آدرس اترنت میزبان دارای آدرس IP مقصد ذکر شده در بسته استفاده می کند.

...