لماذا تقنية VRRP؟
نحن نعلم أنه من أجل تحقيق اتصال الأجهزة بين شبكات فرعية مختلفة، نحتاج إلى تكوين التوجيه. في الوقت الحالي، هناك طريقتان شائعتان للتوجيه:
- الأول هو التعلم الديناميكي من خلال بروتوكولات التوجيه: RIP و OSPF.
- الطريقة الثانية هي من خلال التوجيه الثابت: تكوين التوجيه الثابت لجهاز الكمبيوتر الطرفي.
كلا الطريقين لهما مميزاتهما وعيوبهما:
- يمكن للمسار الأول العثور تلقائيًا على أفضل مسار، ويمكن للمسار المجاور أيضًا تعلم كيفية الحصول على جدول التوجيه، ولكن المسار الديناميكي يشغل عرض النطاق الترددي للخط ووقت معالجة وحدة المعالجة المركزية.
- الطريق الثاني لا يحتاج إلى وقت معالجة وحدة المعالجة المركزية ولا يشغل نطاق عرض الخط، ولكن هذا الطريق يحتاج إلى تكوين البوابة على جهاز الكمبيوتر الخاص بالمحطة، وحجم العمل كبير نسبيًا.
يتم استخدام الطريقتين المذكورتين أعلاه على نطاق واسع الآن.
الآن سوف نقوم فقط بتحليل عيوب التوجيه الثابت لأن تقنية VRRP تستخدم في التوجيه الثابت وليس التوجيه الديناميكي.
للتوجيه الثابت، قم بتكوين البوابة الافتراضية لجهاز الكمبيوتر الطرفي. إذا فشل جهاز التوجيه كبوابة افتراضية، فسوف تنقطع اتصالات جميع المضيفين الذين يستخدمون هذه البوابة كنقطة تالية. كما هو موضح في الشكل أدناه؛
في الشكل أعلاه، تم تكوين جميع المضيفات A-D باستخدام بوابة افتراضية: 10.1.1.1. تشير القفزة التالية لمسار البوابة إلى جهاز توجيه RouterA في جزء الشبكة حيث يقع المضيف. يرسل جهاز التوجيه RouterA الرسالة إلى الشبكة الخارجية، ولكن إذا تعطل جهاز التوجيه RouterA الآن، فلن تتمكن جميع المضيفات من الاتصال بأجزاء الشبكة الأخرى.
لحل المشاكل المذكورة أعلاه، يمكننا إضافة جهاز توجيه RouterB، كما هو موضح في الشكل التالي:
عندما يتعطل جهاز التوجيه A، تقوم جميع أجهزة الكمبيوتر بتبديل البوابة إلى البوابة الموجودة على جهاز التوجيه B. وبالتالي، يتم إجراء النسخ الاحتياطي لجهاز التوجيه. هذه التقنية هي تقنية VRRP - بروتوكول التكرار الافتراضي لجهاز التوجيه.
مقدمة عن آلية إعادة التوجيه (VRRP)
1. يضيف بروتوكول VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol) الموجهات التي يمكنها تولي وظيفة البوابة إلى مجموعة النسخ الاحتياطي لتشكيل موجه افتراضي. تحدد آلية الانتخاب الخاصة ببروتوكول VRRP الموجهات التي تتولى مهمة إعادة التوجيه، ولا يحتاج المضيفون في شبكة LAN إلا إلى تكوين الموجهات الافتراضية كبوابة افتراضية.
2. VRRP هو بروتوكول متسامح مع الأخطاء، مما يحسن الموثوقية ويبسط تكوين المضيف. في شبكة المنطقة المحلية (مثل Ethernet) ذات القدرة على البث المتعدد أو البث، لا يزال بإمكان VRRP توفير رابط افتراضي موثوق به للغاية عند فشل جهاز معين، مما يتجنب بشكل فعال مشكلة انقطاع الشبكة بعد فشل رابط واحد، دون تعديل معلومات التكوين مثل بروتوكول التوجيه الديناميكي وبروتوكول اكتشاف المسار.
3. يتم تنفيذ بروتوكول VRRP في نسختين: VRRPv2 وVRRPv3. يعتمد VRRPv2 على IPv4 ويعتمد VRRPv3 على IPv6.
4. جهاز توجيه VRRP: جميع أجهزة التوجيه التي تعمل على بروتوكول VRRP تسمى أجهزة توجيه VRRP.
5. مجموعة النسخ الاحتياطي لـ VRRP: يتم تقسيم أجهزة التوجيه المتعددة إلى مجموعات، حيث يتم تحديد جهاز توجيه رئيسي واحد ويتم استخدام الأجهزة الأخرى كموجهات احتياطية. عادةً، يعمل أحد أجهزة التوجيه الرئيسية، ويكون جهاز التوجيه الاحتياطي خاملاً. عندما يفشل جهاز التوجيه الرئيسي، يتم تحديد أحد أجهزة التوجيه الاحتياطية ليحل محل جهاز التوجيه الرئيسي الفاشل. تشكل أجهزة التوجيه في هذه المجموعة مجموعة احتياطية.
كما هو موضح في الشكل أدناه، هناك جهازان توجيه وبوابتان. يتم اختيار أحد الجهازين التوجيهيين كموجه أساسي، والآخران عبارة عن موجهات احتياطية. يكون الموجه الأساسي مسؤولاً عن إعادة توجيه حزم البيانات، بينما يكون الموجه الاحتياطي في حالة خمول. عندما يفشل الموجه الأساسي، يصبح الموجه الاحتياطي هو الموجه الأساسي، ويحل محل الموجه الأساسي لتحقيق وظيفة إعادة التوجيه.
6. جهاز التوجيه الافتراضي: جهاز التوجيه الافتراضي هو مجموعة من جميع أجهزة التوجيه في مجموعة النسخ الاحتياطي VRRP. إنه مفهوم منطقي ولا وجود له حقًا. بالنظر إلى أجهزة التوجيه في مجموعة النسخ الاحتياطي من خارج مجموعة النسخ الاحتياطي، أشعر أن جميع أجهزة التوجيه في المجموعة تشبه جهازًا واحدًا. يمكنك أن تفهم أنها في مجموعة: جهاز التوجيه الرئيسي + جميع أجهزة التوجيه الاحتياطية = أجهزة توجيه افتراضية. يحتوي جهاز التوجيه الافتراضي على عنوان IP افتراضي وعنوان MAC. إذا كان عنوان IP الافتراضي هو نفسه عنوان IP لجهاز توجيه في مجموعة النسخ الاحتياطي، فإن هذا الموجه يسمى مالك عنوان IP ويعمل كموجه رئيسي في مجموعة النسخ الاحتياطي.
كما هو موضح في الشكل أدناه: RA وRB وRC هي أجهزة توجيه VRRP، والتي تشكل مجموعة احتياطية VRRP. RA هو جهاز التوجيه الرئيسي، في حين أن RB وRC عبارة عن أجهزة توجيه احتياطية. تبدو هذه الموجهات الثلاثة وكأنها جهاز واحد من الخارج، وبالتالي تشكل مجموعة أجهزة توجيه افتراضية. يحتوي جهاز التوجيه الافتراضي على عنوان IP افتراضي 10.1.1.1 (عنوان IP لجهاز التوجيه الرئيسي لـ RA). RA هو مالك عنوان IP وجهاز التوجيه الرئيسي.
7. عنوان IP الافتراضي وعنوان MAC: يظهر جهاز التوجيه الافتراضي في مجموعة VRRP (مجموعة النسخ الاحتياطي) كعنوان MAC الافتراضي الفريد، مع تنسيق العنوان 00–00–5e-00–01-[VRID]، وVRID هو رقم مجموعة VRRP، ويتراوح من 0 إلى 255.
في الشكل أعلاه، توجد ثلاثة أجهزة توجيه في مجموعة، يمكن ترقيمها من 0 إلى 255.
ملحوظة:
1. يحتوي جهاز التوجيه الافتراضي على عنوان IP. يحتاج المضيفون في شبكة LAN فقط إلى معرفة عنوان IP لجهاز التوجيه الافتراضي هذا وتعيينه كعنوان القفزة التالية للمسار الافتراضي.
2. يمكن أن يكون عنوان IP الخاص بالموجه الافتراضي هو عنوان IP غير المخصص في جزء الشبكة حيث توجد مجموعة النسخ الاحتياطي، أو يمكن أن يكون هو نفسه عنوان IP الخاص بواجهة الموجه في مجموعة النسخ الاحتياطي.
3. تسمى أجهزة التوجيه التي تحمل نفس عنوان IP مثل عنوان IP الافتراضي بمالكي عناوين IP. لا يمكن تكوين سوى مالك عنوان IP واحد في نفس مجموعة النسخ الاحتياطي VRRP.