لماذا نستخدم تقنية VRRP؟
المدونات
أهم النقاط
نعلم أنه لتحقيق اتصال الأجهزة بين الشبكات الفرعية المختلفة، نحتاج إلى تهيئة التوجيه. تشير القفزة التالية لمسار البوابة إلى جهاز توجيه RouterA في قطاع الشبكة حيث يوجد المضيف. يضيف بروتوكول VRRP (بروتوكول تكرار أجهزة التوجيه الافتراضية) أجهزة التوجيه التي يمكنها القيام بوظيفة البوابة إلى مجموعة النسخ الاحتياطي لتشكيل جهاز توجيه افتراضي.
لماذا تقنية VRRP؟
نعلم أنه لتحقيق اتصال الأجهزة بين الشبكات الفرعية المختلفة، نحتاج إلى تهيئة التوجيه. حاليًا، توجد طريقتان شائعتان للتوجيه:
- الأول هو التعلم الديناميكي من خلال بروتوكولات التوجيه: RIP و OSPF.
- أما الطريقة الثانية فهي من خلال التوجيه الثابت: قم بتكوين التوجيه الثابت لجهاز الكمبيوتر الطرفي.
لكل من الطريقين مزايا وعيوب خاصة بهما:
- يمكن للمسار الأول أن يجد تلقائيًا أفضل مسار، ويمكن للمسار المجاور أيضًا أن يتعلم كيفية الحصول على جدول التوجيه، لكن المسار الديناميكي يستهلك عرض النطاق الترددي للخط ووقت معالجة وحدة المعالجة المركزية.
- المسار الثاني لا يتطلب وقت معالجة وحدة المعالجة المركزية ولا يشغل عرض النطاق الترددي للخط، ولكن هذا المسار يحتاج إلى تكوين البوابة على جهاز الكمبيوتر الخاص بالطرفية، ويكون عبء العمل كبيرًا نسبيًا.
الطريقان المذكوران أعلاه مستخدمان على نطاق واسع الآن.
سنقوم الآن بتحليل عيوب التوجيه الثابت فقط لأن تقنية VRRP تُستخدم في التوجيه الثابت، وليس التوجيه الديناميكي.
للتوجيه الثابت، قم بتكوين البوابة الافتراضية لجهاز الكمبيوتر الطرفي. في حال تعطل جهاز التوجيه كبوابة افتراضية، سينقطع الاتصال بين جميع الأجهزة المضيفة التي تستخدم هذه البوابة كقفزة تالية. كما هو موضح في الشكل أدناه؛
في الشكل أعلاه، تم تكوين جميع الأجهزة المضيفة AD ببوابة افتراضية: 10.1.1.1. تشير القفزة التالية لمسار البوابة إلى جهاز توجيه RouterA في شريحة الشبكة التي يوجد بها الجهاز المضيف. يرسل RouterA الرسالة إلى الشبكة الخارجية، ولكن إذا تعطل RouterA الآن، فلن تتمكن جميع الأجهزة المضيفة من التواصل مع شرائح الشبكة الأخرى.
لحل المشاكل المذكورة أعلاه، يمكننا إضافة جهاز توجيه RouterB، كما هو موضح في الشكل التالي:
عند تعطل جهاز التوجيه A، تقوم جميع أجهزة الكمبيوتر بتحويل البوابة إلى البوابة الموجودة على جهاز التوجيه B. وبذلك، يتم تحقيق النسخ الاحتياطي لجهاز التوجيه. هذه التقنية هي تقنية VRRP - بروتوكول تكرار جهاز التوجيه الافتراضي.
مقدمة عن بروتوكول VRRP (آلية إعادة التوجيه)
1. يضيف بروتوكول VRRP (بروتوكول تكرار الموجه الافتراضي) الموجهات التي يمكنها القيام بوظيفة البوابة إلى مجموعة النسخ الاحتياطي لتشكيل موجه افتراضي. تحدد آلية اختيار VRRP الموجه الذي سيتولى مهمة إعادة التوجيه، ولا تحتاج الأجهزة المضيفة في الشبكة المحلية إلا إلى تكوين الموجه الافتراضي كبوابة افتراضية.
٢. بروتوكول VRRP هو بروتوكول مقاوم للأعطال، مما يُحسّن الموثوقية ويُبسّط إعدادات المضيف. في شبكة محلية (مثل الإيثرنت) ذات إمكانية البث المتعدد أو البث العام، يُمكن لبروتوكول VRRP توفير رابط افتراضي عالي الموثوقية حتى في حالة تعطل جهاز معين، مما يُجنّب انقطاع الشبكة بعد تعطل رابط واحد، دون الحاجة إلى تعديل معلومات التكوين مثل بروتوكول التوجيه الديناميكي وبروتوكول اكتشاف المسار.
3. يتم تطبيق بروتوكول VRRP في نسختين: VRRPv2 و VRRPv3. يعتمد VRRPv2 على IPv4 بينما يعتمد VRRPv3 على IPv6.
4. موجه VRRP: جميع الموجهات التي تعمل ببروتوكول VRRP تسمى موجهات VRRP.
5. مجموعة النسخ الاحتياطي لبروتوكول VRRP: تُقسّم أجهزة التوجيه المتعددة إلى مجموعات، حيث يُختار جهاز توجيه رئيسي واحد وتُستخدم الأجهزة الأخرى كأجهزة توجيه احتياطية. عادةً، يعمل أحد أجهزة التوجيه الرئيسية بينما يكون جهاز التوجيه الاحتياطي في وضع الخمول. عند تعطل جهاز التوجيه الرئيسي، يُختار أحد أجهزة التوجيه الاحتياطية ليحل محله. تُشكّل أجهزة التوجيه في هذه المجموعة مجموعة النسخ الاحتياطي.
كما هو موضح في الشكل أدناه، يوجد جهازان توجيه وبوابتان. يُختار أحد الجهازين ليكون جهاز التوجيه الأساسي، بينما يعمل الآخران كأجهزة توجيه احتياطية. يتولى جهاز التوجيه الأساسي مسؤولية إعادة توجيه حزم البيانات، بينما يكون جهاز التوجيه الاحتياطي في وضع الخمول. عند تعطل جهاز التوجيه الأساسي، يتولى جهاز التوجيه الاحتياطي مهام جهاز التوجيه الأساسي، ليحل محله في أداء وظيفة إعادة التوجيه.
٦. الموجه الافتراضي: الموجه الافتراضي هو مجموعة من جميع الموجهات في مجموعة النسخ الاحتياطي لبروتوكول VRRP. إنه مفهوم منطقي، ولكنه غير موجود فعليًا. عند النظر إلى الموجهات في مجموعة النسخ الاحتياطي من خارجها، قد يبدو أن جميعها متشابهة. ويمكن فهم ذلك من خلال كونها ضمن مجموعة واحدة: الموجه الرئيسي + جميع الموجهات الاحتياطية = الموجهات الافتراضية. يمتلك الموجه الافتراضي عنوان IP افتراضيًا وعنوان MAC افتراضيًا. إذا كان عنوان IP الافتراضي هو نفسه عنوان IP لأحد الموجهات في مجموعة النسخ الاحتياطي، يُطلق على هذا الموجه اسم "مالك عنوان IP" ويعمل كموجه رئيسي في مجموعة النسخ الاحتياطي.
كما هو موضح في الشكل أدناه: RA وRB وRC هي أجهزة توجيه VRRP، تُشكّل مجموعة احتياطية لبروتوكول VRRP. RA هو جهاز التوجيه الرئيسي، بينما RB وRC هما جهازا توجيه احتياطيان. تبدو هذه الأجهزة الثلاثة كجهاز واحد من الخارج، مما يُشكّل مجموعة أجهزة توجيه افتراضية. يمتلك جهاز التوجيه الافتراضي عنوان IP افتراضيًا هو 10.1.1.1 (عنوان IP لجهاز التوجيه الرئيسي RA). RA هو مالك عنوان IP وجهاز التوجيه الرئيسي.
7. عنوان IP الظاهري وعنوان MAC: يظهر جهاز التوجيه الظاهري في مجموعة VRRP (مجموعة النسخ الاحتياطي) كعنوان MAC ظاهري فريد، بتنسيق 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 واحدة، والتي يمكن ترقيمها من 0 إلى 255.
ملحوظة:
1. يحتوي جهاز التوجيه الظاهري على عنوان IP. كل ما تحتاجه الأجهزة المضيفة في الشبكة المحلية هو معرفة عنوان IP الخاص بجهاز التوجيه الظاهري هذا وتعيينه كعنوان القفزة التالية للمسار الافتراضي.
2. يمكن أن يكون عنوان IP الخاص بالموجه الظاهري هو عنوان IP غير المعين في شريحة الشبكة حيث توجد مجموعة النسخ الاحتياطي، أو يمكن أن يكون هو نفسه عنوان IP الخاص بواجهة الموجه في مجموعة النسخ الاحتياطي.
3. تُسمى أجهزة التوجيه التي تحمل نفس عنوان IP الخاص بعنوان IP الظاهري بمالكي عناوين IP. ولا يمكن تكوين سوى مالك عنوان IP واحد في نفس مجموعة النسخ الاحتياطي لبروتوكول VRRP.
