انتقال بسته ها

فرض كنيد مي خواهيد با شخصي كه در آن سوي كشور اقامت دارد تماس تلفني داشته باشيد.در اين صورت بين تلفن شما و شخص دوم  يك مدار ثابت برقرار ميشود كه اين مدار از 5 يا 6  مرحله و شايد بيشتر تشكيل شده است : كابل هاي مسي ، سوييچ ، فيبر نوري ، ميكرو ويوها ( امواج كوتاه ) و ماهواره ها. البته اين مراحل تا اتمام مكالمه برقرار مي باشند و كيفيت خط ارتباطي مدار مذكور در طول مدت زمان تماس ثابت باقي مي ماند.

اما اگر در يكي از قسمت هاي مدار مشكلي بوجود آيد مثلاً درختي بشكند و بر روي خط ارتباطي بيفتد و يا سوييچ با مشكل برق روبرو شود در اين صورت تماس شما قطع مي شود. اما اگر بخواهيد ايميلي را به همراه يك ضميمه (Attachment  ) به آنسوي كشور خود بفرستيد ، در اين صورت فرآيند آن كاملا متفاوت مي باشد.

ديتاهاي اينترنتي اعم صفحات وب ، فايل و يا ايميل براي جابجايي از سيستمي موسوم بهPacket-Switching Network استفاده مي كنند

 در اين سيستم ديتاهاي موجود در يك پيغام يا فايل به بسته هاي 1500 بايتي تقسيم مي شوند. هر يك از اين بسته ها داراي اطلاعاتي از قبيل آدرس فرستنده ، آدرس گيرنده ، محل بسته اطلاعاتي و همچنين حصول اطمينان از صحت و سقم بسته هاي واصله مي باشند.

هر كدام از اين بسته ها را packet مي نامند كه براي رسيدن به مقصد از مسيري مناسب استفاده مي كنند و در صورت بروز مشكل در يك مسير ، روتر مسير ديگري  را براي ارسال بسته ها پيشنهاد مي كند ممكن است يك مسير توسط بسته هاي ديگر نيز استفاده شود .

همانطور كه مشاهده كرديد فرآيند مذكور در مقايسه با مدارات مخابراتي در يك ارتباط تلفني كاملا متفاوت است.



شكل 1 :

نماي روبرو و پشت يك روتر سيسكو Cisco 2500

 

انواع روتر از نظر كارايي

روترها قسمت هاي اصلي اينترنت را تشكيل مي دهند كه قادرند بسته هاي اطلاعاتي را از نو بازسازي كرده و اطلاعات آنها را مورد بررسي قرار داده و يكديگر ( يعني روترهاي همسايه ) را در جريان شرايط مسير قرار دهند. اين شرايط مي توانند مواردي باشند از قبيل: تاخير در دريافت يا ارسال بسته و وضعيت ترافيك در قسمت هاي مختلف شبكه.

وظايف روترها در رده هاي مختلف يكسان نيستند به همين خاطر روترها داراي اندازه هاي مختلفي مي باشند به عنوان مثال:


 • اگر بين دو سيستم عامل Windows XP گزينه Internet Connection Sharing را فعال سازيد ، يكي از آن دو به عنوان روتر ساده شروع به كار مي كند كه در اين حالت روتر كار بسيار ساه اي انجام مي دهد يعني براي تعيين مقصد ، ديتا را مورد بررسي قرار مي دهد. اين كار در پس زمينه سيستم اتفاق مي افتد بدون اينكه ساير برنامه هاي در حال اجرا را تحت تاثير قرار دهد به عبارت ديگر يك نوع روتر نرم افزاري است.


 • روترهايي كه براي اتصال يك شبكه كوچك اداري به اينترنت مورد استفاده قرار ميگيرند  بسيار متفاوتند و كار بيشتري انجام مي دهند. اين روترها قوانين امنيتي را براي شبكه اعمال مي كنند ( سعي دارند تا شبكه را از حملات خاص مصون نگه دارند ) همچنين آنها مي توانند ترافيك را هدايت كنند. اين روترها عموماً قطعات مستقلي هستند كه بدون وابستگي به سيستم عامل سرور در شبكه مشغول   به كار مي باشند.


 • دسته ديگري از روترها بزرگ تر مي باشند كه در نقاط ويژه ترافيكي مشغول به جابجايي ديتا بوده و در يك لحظه ميليون ها بسته اطلاعاتي را جابجا مي كنند و     به صورت موثرتري شبكه را مرتب مي سازند. اين روترها وجوه مشترك زيادي با ابركامپيوترها دارند.

 

مسيريابي روتر

در اين قسمت به نحوه كار روتر با سايز متوسط نگاهي مي اندازيم. روتري را در نظر بگيريد كه در يك اداره متوسط استفاده مي شود و قرار است ارتباط شبكه محلي      (  LAN) را با اينترنت برقرار سازد. بنابراين روتر با دو شبكه در ارتباط است:


 • نخست شبكه اي مشتمل بر 50 كامپيوتر و تجهيزات ديگر كه همان شبكه محلي يا LAN مي باشد.

 • دوم شبكه اينترنت.


شبكه اداري يا LAN به كمك يك اتصال كابل شبكه با روتر در ارتباط است. اما بين روتر و مركز ISP دو نوع ارتباط وجود دارد:


 • ارتباط از طريق خطوط T1 كه سرعت آن معادل 5/1 مگا بيت ثانيه است.

 • خطوطISDN  كه سرعت آن معادل 128 كيلو بيت در ثانيه مي باشد.


جدول Configuration Table در درون روتر وظيفه دارد بسته هاي ارسالي از داخل به خارج را از خط ارتباطي T1 مسيريابي كرده و به بيرون بفرستد مگر در مواقعي كه خط مذكور به علت نقص فني قابل استفاده نباشد در آن صورت ترافيك به سمت خط ISDN هدايت مي شود به عبارت ديگر خط ISDN به عنوان پشتيبان براي T1 عمل  مي كند و در مواقعي كه خط T1 دچار مشكل باشد جدول Configuration درون روتر خود مي داند چه كاري بايد انجام دهد.

روترها علاوه بر هدايت بسته هاي اطلاعاتي از نقطه اي به نقطه ديگر داراي قوانين محدود كننده مي باشند كه نحوه ارتباط و دسترسي كامپيوترهاي بيرون از شبكه را به كامپيوترهاي درون شبكه مشخص مي سازد. هرچند اكثر شركت ها براي حفظ امنيت شبكه از قطعات سخت افزاري و يا نرم افزاري موسوم به Firewall يا ديواره آتش استفاده مي كنند اما با اين وجود جدولConfiguration  در روترها نيز براي حفظ امنيت شبكه موجود در شركت داراي دستوراتي مي باشند.

يكي ديگر از وظايف روتر انتقال بسته ها ( Packet ) در شبكه محلي مي باشد. براي تحقق آن ، روتر از طريق Subnet Mask متوجه مي شود كه آيا بسته بايد به خارج برود يا با كامپيوتري در شبكه محلي و داخلي كار دارد.

 

آگاهي از مقصد ديتا

همانطور كه عنوان شد روترها يكي از ابزارهايي مي باشند كه شبكه هاي كامپيوتري را به هم متصل مي كنند. هاب ها ، سوئيچ ها و روترها همگي سيگنال ها را از كامپيوترها مي گيرند وآنها را به سمت كامپيوترهاي ديگر هدايت مي كنند با اين تفاوت كه روترها تنها ابزاري هستند كه ديتا را در حين عبور ، امتحان كرده و در مورد مقصد دقيق آن تصميم مي گيرد. براي اتخاذ اين تصميم روترها مي بايد آدرس ها و ساختار شبكه را بشناسند.

 

آدرس هاي منطقي و فيزيكي

آدرس منطقي يا Logical همان آدرسي است كه باعث هدايت اطلاعات به كامپيوتر شما مي شود. به عبارت ديگر آدرس هاي منطقي همان IP Address مي باشد.هر يك از تجهيزات متصل به شبكه اعم از اداري و يا اينترنت داراي آدرس  Physical بوده كه اين آدرس تنها مختص به همان قطعه اي مي باشد كه به كابل شبكه متصل است به طور مثال اگر كامپيوتر شما داراي يك كارت شبكه ( Network Interface Card ) باشد در اين صورت آدرس Physical در حافظه مخصوص كارت شبكه نگهداري مي شود. اين آدرس را با نام Media Access Control  ( MAC ) نيز مي شناسند، آدرس مذكور داراي دو قسمت مي باشد كه طول هر قسمت 3 بايت است. اولين بخش 3 بايتي معرف شركت سازنده كارت شبكه بوده و دومين قسمت 3 بايتي شماره سريال كارت شبكه را نشان مي دهد. هر كارت شبكه مي تواند فقط يك آدرس فيزيكال داشته باشد اما در مورد آدرس لاجيكال متفاوت است يعني كامپيوتر شما مي تواند دريك زمان چندين آدرس Logical يا آيپي آدرس ( IP Address ) داشته باشد.

 

MAC Address

اگر بخواهيد آدرس MAC و آدرس Logical را كه توسط پروتكل ( Internet Protocol ) IP در محيط سيستم عامل ويندوز ببينيد ، فقط كافي است برنامه ساده اي كه توسط شركت مايكروسافت تهيه شده است را راه اندازي كنيد. در ويندوز98 ابتدا به منوي Start برويد روي گزينه Run كليك كرده و در قسمت مربوطه دستور winipcfg را تايپ كنيد و در ويندوزXP يا 2000  با تايپ دستور CMD و ورود به محيط داس ، دستور ipconfig /all را تايپ كنيد( مطابق شكل 2 ) .



شكل 2


اين برنامه اطلاعاتي به شما مي دهد. اين اطلاعات به نحوه دقيق اتصال شما به اينترنت بستگي دارند اما آدرس

Physical همان MAC Address آداپتور مي باشد. آدرس منطقي يا IP Address نيز همان آدرسي است كه توسط مركز ISP يا توسط مدير شبكه تعيين مي شود و به كامپيوتر شما تخصيص داده مي شود.

 

آشنايي با دستور Tracert

اگر از سيستم عامل هاي مايكروسافت استفاده مي كنيد ، مي توانيد به كمك برنامه اي موسوم به Traceroute تعداد روترهايي موجود در شبكه را مشاهده كنيد همچنين برنامه مذكور ، مسيري را كه اطلاعات طي مي كنند تا از كامپيوتر شما به كامپيوتر مقصد برسند را نيز نشان مي دهند.

براي اجراي اين برنامه همانطور كه در شكل 3 مشاهده مي كنيد كافي است در پرامپت داس دستور tracert را تايپ نماييد و جلوي آن سايت مورد نظر را بنويسيد. بعنوان مثال براي اينكه بدانيد بين كامپيوترتان با سرور YAHOO چند روتر قرار دارد به شكل 3 توجه كنيد.



شكل 3


همانطور كه در شكل 3 مشاهده مي كنيد آيپي آدرس هر يك از روترهاي سر راه و زمان رسيدن به آن و اطلاعات ديگري با اين دستور نمايش داده  مي شود. ميتوانيد از اين برنامه براي شمارش تعداد روترهاي موجود بين كامپيوتر خودتان و هر كامپيوتري كه آدرس

IP address آن را مي دانيد استفاده كنيد.

 

حملات Denial of Service ) DoS )

در اولين فصل از سال 2001 ، شاهد چندين حمله به معروف ترين وب سايت ها بوديم حملاتي موسوم به Denial of Serviceكه مانع از دريافت خدمات توسط مشتريان از وب سايت هاي مورد نظر مي شدند ( براي اطلاعات بيشتر به در خصوص حملات داس به شماره 10 ماهنامه مراجعه نماييد) .

اما چگونه اين كار را انجام مي دادند؟


ويروس نويسان و هكر ها با ارسال حجم زيادي از درخواست هاي مكرر سرورها را   زير فشار سنگيني قرار مي دهند كه در پي آن سرور ها ديگر قادر به پاسخگويي به درخواست كاربران نخواهند بود.

بيشتر روترها در درون Configuration Table داراي دستوراتي مي باشند كه مانع از ارسال ميليون ها درخواست توسط فرستنده مشابه مي شوند. اگر روتر درخواست هاي مكرري را از جانب يك آدرس مشابه در يك فاصله زمان كوتاه دريافت كند به راحتي درخواست ها را كنار مي گذارد و از نفوذ آنها جلوگيري مي كند.

عاملين اين حملات به اين موضوع اشراف دارند بنابراين برنامه هايي را به صورت غير قانوني روي چندين كامپيوتر نصب مي كنند. زمانيكه برنامه هاي مذكور شروع به كار مي كنند ، همزمان اقدام به ارسال هزاران درخواست به سوي سرور مي كنند همچنين اين برنامه ها هر يك از بسته هاي اطلاعاتي را با IP Address هاي دروغين و اشتباه مي فرستند بنابراين دستورات امنيتي روترها قادر به عكس العمل نمي باشند. وقتي سيلي از بسته هاي اطلاعاتي شبكه را فرا مي گيرد ميليون ها درخواست به سوي سرور روانه مي شوند.

 

مسير اصلي اينترنت

براي اينكه تمام كاربران قادر به استفاده از شبكه اينترنت باشند ميليون ها بسته اطلاعاتي مي بايد همزمان فرستاده شوند. برخي از شركت هاي بزرگ سازنده روتر مانند شركتCisco System  كه به صورت تخصصي در زمينه سخت افزار  شبكه مشغول به فعاليت مي باشند ، اقدام به ساخت روترهاي بزرگ كرده اند. يكي از روترهاي ساخت اين شركت سري Gigabit Switch Router 12000 مي باشد كه از    آن به عنوان Backbone در شبكه ها استفاده مي شوند.

اين روترها شبيه قدرتمندترين ابر كامپيوترها مي باشد. در طراحي اين روترها از پردازنده هاي مختلف به همراه يك سري سوئيچ هاي سرعت بالا استفاده مي شود. سري 12000 داراي پردازنده 200MHz MIPS R5000 مي باشد. پردازنده مذكور از نوع پردازنده هايي بوده كه در زمينه حركت سازي انيميشن و جلوه هاي ويژه فيلم مورد استفاده قرار مي گيرند. بزرگترين مدل از اين سري مدل 12016 مي باشد. اين سري از روترها به همراه سوئيچ هايي با سرعت 320  ميليارد بيت در ثانيه كار مي كنند همچنين قادرند 60 ميليون بسته اطلاعاتي را در يك ثانيه به حركت درآوردند. به علت قدرت پردازش در اين پردازشگرها ، روترها قادرند اطلاعات زيادي را اداره كنند.

علي رغم قدرت پردازش بالا در روترهاي بزرگ ، چگونه مي توانند از بين مسيرهاي ممكن ، مقصد يك بسته را مشخص سازند؟

جواب اين سوال در جدول Configuration Table نهفته است. روتر با بررسي آدرس مقصد و با توجه به قوانين اين جدول IP Address مورد نظر را مي يابد. دستورات موجود در اين جدول مسير بسته هاي واقع در گروه مشخصي از آدرس ها را معين مي سازند و به كمك يك سري از دستورات ديگر نحوه كار اولين اتصال موجود در مسير را محك مي زند. اگر Performance آن به حد كافي مناسب باشد بسته ارسال شده  و نوبت به بسته بعدي مي رسد در صورتيكه مسير مذكور كارايي خوبي نداشته باشد مسير ديگري انتخاب مي شود و در نهايت روتر موفق به يافتن بهترين مسير مي شود كه اين مسير بهترين كارايي را در مدت زمان تعيين شده دارد. تمام اين مراحل در كسر كوچكي از ثانيه اتفاق مي افتد. آگاهي از نحوه ارسال بسته يكي از مهمترين وظايف روترهاست.

 

سخن آخر

همانطور كه در متن اشاره شده است روتر خود داراي پردازنده ، RAM ، ROM و در نهايت سيستم عامل منحصر به خود مي باشد كه آشنايي با آن ها و دستورات آن خود نياز به گذراندن دوره ها و مطالعه كتاب هايي مي باشد.