مسیریابی در سیسکو

 

مقدمه‌ای بر مسیریابی (Routing)

1. تعریف مسیریابی و اهمیت آن در شبکه‌ها

مسیریابی فرآیندی است که طی آن روتر (Router) بهترین مسیر را برای انتقال بسته‌های داده از مبدأ به مقصد انتخاب می‌کند. در شبکه‌های بزرگ، وجود چندین مسیر ممکن بین دو نقطه رایج است و بدون مسیریابی، داده‌ها نمی‌توانند مسیر درست را پیدا کنند. بنابراین روترها مانند «رهبر ترافیک» عمل می‌کنند و اطمینان می‌دهند که داده‌ها سریع و صحیح به مقصد برسند.

2. تفاوت مسیریابی استاتیک و پویا

• مسیریابی استاتیک (Static Routing): در این روش مدیر شبکه به صورت دستی مسیرها را در روتر تعریف می‌کند. این روش ساده است اما برای شبکه‌های بزرگ انعطاف‌پذیر نیست.

• مسیریابی پویا (Dynamic Routing): در این روش، روترها با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی (مثل RIP، OSPF، EIGRP) مسیرها را به صورت خودکار یاد می‌گیرند و در صورت تغییر توپولوژی شبکه، خودشان جدول مسیریابی را به‌روزرسانی می‌کنند.

3. مروری بر جدول مسیریابی (Routing Table)

هر روتر دارای جدولی به نام Routing Table است که شامل لیستی از مسیرهای شناخته‌شده می‌باشد. این جدول مشخص می‌کند برای رسیدن به یک مقصد خاص، از کدام رابط (Interface) یا آدرس Next-Hop باید استفاده شود. مسیرها در این جدول می‌توانند:

• دستی (استاتیک) اضافه شده باشند،

• به وسیله پروتکل‌های پویا یاد گرفته شوند،

• یا به صورت پیش‌فرض تعریف شده باشند.

با استفاده از دستور show ip route می‌توان این جدول را مشاهده و مسیرهای فعال در شبکه را تحلیل کرد.

 

تنظیم مسیرهای استاتیک (Static Routes)

1. معرفی دستور ip route

برای تعریف مسیرهای استاتیک در روترهای سیسکو از دستور ip route استفاده می‌شود. این دستور به روتر می‌گوید که برای رسیدن به یک شبکه خاص، از کدام مسیر (Next-Hop یا Interface خروجی) باید استفاده کند.

2. ساختار و نحوه نوشتن دستور

ساختار کلی دستور به شکل زیر است:

Router(config)# ip route [Destination Network] [Subnet Mask] [Next-Hop IP Address or Exit Interface]

اجزای دستور:

• Destination Network: شبکه مقصدی که می‌خواهیم به آن برسیم (مثلاً 192.168.2.0).

• Subnet Mask: ماسک شبکه مقصد (مثلاً 255.255.255.0).

• Next-Hop IP Address: آدرس روتر بعدی برای رسیدن به مقصد (مثلاً 10.0.0.2).

• یا به جای Next-Hop می‌توان Interface خروجی روتر را نوشت.

3. مثال‌های عملی از اضافه کردن مسیر استاتیک

مثال ۱: تعریف مسیر استاتیک با Next-Hop

Router(config)# ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.0.2

 این دستور به روتر می‌گوید که برای رسیدن به شبکه‌ی 192.168.2.0/24 بسته‌ها را به آدرس 10.0.0.2 ارسال کند.

مثال ۲: تعریف مسیر استاتیک با Interface خروجی

Router(config)# ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 Serial0/0

 در این حالت روتر برای رسیدن به شبکه مقصد، بسته‌ها را مستقیماً از طریق اینترفیس Serial0/0 ارسال می‌کند.

4. مدیریت و حذف مسیرهای استاتیک

• برای مشاهده مسیرهای استاتیک در جدول مسیریابی، از دستور زیر استفاده می‌شود:

Router# show ip route

در خروجی، مسیرهای استاتیک با علامت S نمایش داده می‌شوند.

• برای حذف یک مسیر استاتیک، کافی است همان دستور را با کلیدواژه no وارد کنیم:

Router(config)# no ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.0.0.2

 مسیرهای استاتیک ساده و قابل‌کنترل هستند اما در شبکه‌های بزرگ به دلیل تغییرات مداوم، مدیریت آن‌ها دشوار می‌شود. به همین دلیل معمولاً در کنار مسیر پیش‌فرض یا شبکه‌های کوچک استفاده می‌شوند.

 

 

تنظیم مسیر پیش‌فرض (Default Route)

1. مفهوم مسیر پیش‌فرض و کاربرد آن

مسیر پیش‌فرض (Default Route) مسیری است که روتر از آن استفاده می‌کند وقتی هیچ مسیر مشخصی برای مقصد مورد نظر در جدول مسیریابی پیدا نکند.
به عبارت دیگر، اگر بسته‌ای وارد روتر شود و آدرس مقصد آن در جدول مسیریابی موجود نباشد، روتر آن بسته را از طریق مسیر پیش‌فرض ارسال می‌کند.

 مسیر پیش‌فرض بیشتر در شرایط زیر کاربرد دارد:

• اتصال یک شبکه داخلی (LAN) به اینترنت از طریق یک روتر یا ISP.

• زمانی که بخواهیم روتر برای مقاصدی که نمی‌شناسد، همه بسته‌ها را به سمت یک مسیر خروجی بفرستد.

2. دستور ip route 0.0.0.0 0.0.0.0

برای تعریف مسیر پیش‌فرض در روتر سیسکو از دستور زیر استفاده می‌کنیم:

Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [Next-Hop IP Address or Exit Interface]

• 0.0.0.0 0.0.0.0 به معنای "هر شبکه‌ای" است.

• Next-Hop یا Interface خروجی مشخص می‌کند بسته‌هایی که مقصدشان ناشناخته است، از کجا خارج شوند.

3. مثال عملی در محیط سیسکو

سناریو:
یک روتر به شبکه داخلی 192.168.1.0/24 متصل است و همچنین یک لینک به سمت ISP دارد با IP 200.1.1.1.

برای ارسال تمام ترافیک ناشناخته به سمت ISP:

Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 200.1.1.1

 در اینجا اگر روتر مقصد بسته را نشناسد، آن را به آدرس 200.1.1.1 (روتر ISP) می‌فرستد.

4. نکات مهم در استفاده از Default Route

• مسیر پیش‌فرض معمولاً در مرز شبکه (Edge Router) استفاده می‌شود.

• اگر همزمان چند مسیر مشخص به مقصد وجود داشته باشد، روتر آن‌ها را به مسیر پیش‌فرض ترجیح می‌دهد.

• در جدول مسیریابی مسیر پیش‌فرض با علامت S* یا Gateway of last resort نمایش داده می‌شود.

• تعریف چند مسیر پیش‌فرض هم ممکن است (برای Load Balancing یا Backup Route).

 به طور خلاصه: مسیر پیش‌فرض مانند یک "مسیر اضطراری" عمل می‌کند و باعث می‌شود بسته‌ها بدون مقصد مشخص هم بتوانند به بیرون از شبکه هدایت شوند.

 

 

راه‌اندازی پروتکل‌های مسیریابی پویا (Dynamic Routing Protocols)

1. مقدمه‌ای بر پروتکل‌های مسیریابی پویا

پروتکل‌های مسیریابی پویا به روترها این امکان را می‌دهند که به‌طور خودکار مسیرها را از روترهای دیگر یاد بگیرند و جدول مسیریابی خود را به‌روزرسانی کنند.
مزایای این روش:

• عدم نیاز به پیکربندی دستی تعداد زیاد مسیرها

• واکنش خودکار به تغییر توپولوژی شبکه (خرابی لینک یا اضافه شدن مسیر جدید)

• مناسب برای شبکه‌های متوسط و بزرگ

انواع پروتکل‌های پویا:

• Distance Vector → مثل RIP و EIGRP (روترها فقط فاصله تا مقصد را اعلام می‌کنند).

• Link-State → مثل OSPF (اطلاعات دقیق‌تری درباره توپولوژی شبکه منتشر می‌شود).

2. تنظیم و راه‌اندازی RIP

RIP یکی از ساده‌ترین پروتکل‌های پویا است که بر اساس تعداد پرش (Hop Count) بهترین مسیر را انتخاب می‌کند.

• دستورهای اصلی:

Router(config)# router rip Router(config-router)# version 2 Router(config-router)# network 192.168.1.0 Router(config-router)# network 10.0.0.0

 در اینجا روتر مسیرهای مربوط به شبکه‌های 192.168.1.0 و 10.0.0.0 را به همسایگان خود تبلیغ می‌کند.

• با دستور زیر می‌توان خروجی RIP را دید:

Router# show ip protocols

3. پیکربندی و تست OSPF

OSPF یک پروتکل Link-State است که مقیاس‌پذیری و سرعت بالاتری نسبت به RIP دارد. این پروتکل از Area برای تقسیم شبکه استفاده می‌کند.

• دستورهای اصلی:

Router(config)# router ospf 1 Router(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)# network 10.0.0.0 0.0.0.255 area 0

 در این مثال، روتر در فرآیند OSPF با شناسه 1 پیکربندی شده و شبکه‌ها در Area 0 (ناحیه Backbone) قرار دارند.

• برای بررسی وضعیت همسایگی:

Router# show ip ospf neighbor

4. راه‌اندازی و تنظیم EIGRP

EIGRP یک پروتکل Hybrid (ترکیبی) است که ویژگی‌های Distance Vector و Link-State را با هم دارد. از الگوریتم پیشرفته DUAL برای انتخاب مسیر استفاده می‌کند.

• دستورهای اصلی:

Router(config)# router eigrp 100 Router(config-router)# network 192.168.1.0 0.0.0.255 Router(config-router)# network 10.0.0.0 0.0.0.255 Router(config-router)# no auto-summary

 در اینجا عدد 100 شناسه سیستم مستقل (AS Number) است.

• بررسی همسایگی EIGRP:

Router# show ip eigrp neighbors

5. مقایسه مختصر بین پروتکل‌ها

پروتکل	نوع	معیار انتخاب مسیر	مقیاس‌پذیری	سرعت همگرایی	کاربرد
RIP	Distance Vector	تعداد Hop	کم	پایین	شبکه‌های کوچک
OSPF	Link-State	هزینه (Cost)	بالا	سریع	شبکه‌های متوسط و بزرگ
EIGRP	Hybrid	ترکیبی (Bandwidth + Delay)	بالا	بسیار سریع	شبکه‌های بزرگ سازمانی

 به طور خلاصه:

• RIP ساده است اما محدودیت دارد.

• OSPF دقیق و پرکاربرد است.

• EIGRP کارایی بالا و همگرایی سریع دارد و در بسیاری از شبکه‌های سیسکو محبوب است.

بررسی جدول مسیریابی (Routing Table)

1. دستور show ip route و اجزای آن

برای مشاهده جدول مسیریابی در روترهای سیسکو از دستور زیر استفاده می‌کنیم:

Router# show ip route

این جدول شامل اطلاعات مسیرهایی است که روتر می‌شناسد و می‌تواند برای ارسال بسته‌ها استفاده کند.

اجزای اصلی خروجی:

• کد مسیر (Route Code): نوع مسیر را مشخص می‌کند، مانند:

  • C → مسیرهای متصل مستقیم (Connected)

  • S → مسیرهای استاتیک (Static)

  • R → مسیرهای RIP

  • O → مسیرهای OSPF

  • D → مسیرهای EIGRP

• آدرس شبکه مقصد (Destination Network): نشان می‌دهد مسیر به کدام شبکه مربوط است.

• Next-Hop: آدرس روتر بعدی که بسته باید به آن ارسال شود.

• Interface خروجی: رابطی که بسته از طریق آن خارج می‌شود.

2. نحوه تشخیص مسیرهای استاتیک، پویا و پیش‌فرض

• مسیرهای استاتیک: با حرف S مشخص می‌شوند. اگر مسیر پیش‌فرض باشد، به صورت S* نمایش داده می‌شود.

• مسیرهای پویا: بسته به پروتکل با کدهای مختلف مشخص می‌شوند (مثل R برای RIP، O برای OSPF و D برای EIGRP).

• مسیرهای متصل مستقیم (Connected): با حرف C نمایش داده می‌شوند و نشان‌دهنده شبکه‌هایی هستند که مستقیماً به Interface روتر متصل‌اند.

 مثال:

C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 S 192.168.2.0/24 [1/0] via 10.0.0.2 O 10.10.10.0/24 [110/2] via 192.168.1.2, Serial0/0 S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 200.1.1.1

تحلیل:

• C → شبکه 192.168.1.0 مستقیماً به FastEthernet0/0 وصل است.

• S → مسیر استاتیک به سمت 192.168.2.0 از طریق 10.0.0.2 تعریف شده.

• O → مسیر پویا یاد گرفته شده از طریق OSPF برای شبکه 10.10.10.0.

• S* → مسیر پیش‌فرض که تمام ترافیک ناشناخته را به سمت 200.1.1.1 می‌فرستد.

3. تحلیل خروجی دستور با مثال‌های عملی

با دستور زیر می‌توان تمام جزئیات جدول مسیریابی را مشاهده کرد:

Router# show ip route

نمونه خروجی:

Gateway of last resort is 200.1.1.1 to network 0.0.0.0 C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0 S 192.168.2.0/24 [1/0] via 10.0.0.2 O 10.10.10.0/24 [110/2] via 192.168.1.2, Serial0/1 D 172.16.0.0/16 [90/156160] via 10.0.0.3, Serial0/0 S* 0.0.0.0/0 [1/0] via 200.1.1.1

تحلیل خروجی:

• Gateway of last resort نشان‌دهنده مسیر پیش‌فرض است.

• هر خط یک مسیر شناخته‌شده را نمایش می‌دهد.

• عدد داخل براکت مانند [110/2] نشان‌دهنده Administrative Distance و Metric است.

• مسیرها بر اساس پروتکل یا نوعشان با کدهای مختلف نمایش داده می‌شوند.

 با تحلیل جدول مسیریابی، می‌توان به راحتی مسیرهای فعال، مشکلات احتمالی (مثل نبودن مسیر به یک شبکه خاص) و نحوه خروج بسته‌ها از روتر را بررسی کرد.

 

 

• عدد داخل براکت مانند [110/2] نشان‌دهنده Administrative Distance و Metric است.

• مسیرها بر اساس پروتکل یا نوعشان با کدهای مختلف نمایش داده می‌شوند.

 با تحلیل جدول مسیریابی، می‌توان به راحتی مسیرهای فعال، مشکلات احتمالی (مثل نبودن مسیر به یک شبکه خاص) و نحوه خروج بسته‌ها از روتر را بررسی کرد.

 

خطاهای رایج و رفع اشکال (Troubleshooting)

1. بررسی مشکلات متداول در مسیریابی

در شبکه‌های سیسکو مشکلات مسیریابی معمولاً به دلایل زیر رخ می‌دهند:

• عدم تعریف مسیر صحیح: مسیر استاتیک یا پیش‌فرض وارد نشده یا اشتباه نوشته شده است.

• عدم همگرایی پروتکل‌های پویا: پروتکل‌ها مثل RIP، OSPF یا EIGRP نتوانسته‌اند با همسایگان تبادل اطلاعات کنند.

• مشکل در Interface ها: اینترفیس‌ها خاموش (shutdown) یا بدون آدرس IP صحیح هستند.

• عدم هماهنگی Subnet Mask: اشتباه در Subnet Mask باعث می‌شود مسیرها درست شناسایی نشوند.

• مشکل در Next-Hop: اگر آدرس روتر بعدی (Next-Hop) اشتباه باشد یا در دسترس نباشد، مسیر کار نخواهد کرد.

2. استفاده از دستورات کمکی

برای عیب‌یابی مسیریابی از ابزارهای داخلی روتر استفاده می‌کنیم:

• دستور ping
  برای بررسی دسترسی به مقصد یا روتر بعدی.

Router# ping 192.168.2.1

 اگر پاسخ دریافت شود یعنی ارتباط IP برقرار است.

• دستور traceroute
  برای بررسی مسیر عبور بسته‌ها تا مقصد.

Router# traceroute 8.8.8.8

 خروجی نشان می‌دهد بسته‌ها از چه روترهایی عبور کرده‌اند.

• دستور show ip route
  برای بررسی وجود یا نبود مسیر در جدول مسیریابی.

• دستور show ip protocols
  برای دیدن وضعیت پروتکل‌های پویا مثل RIP، OSPF یا EIGRP.

• دستور show running-config
  برای اطمینان از صحت تنظیمات فعلی.

3. نکات عیب‌یابی در پروتکل‌های پویا

• RIP → بررسی کنید که نسخه پروتکل (RIPv2) فعال باشد و شبکه‌ها به درستی در دستور network وارد شده باشند.

• OSPF → اطمینان حاصل کنید که همه روترها در یک Area (مثلاً Area 0) تعریف شده‌اند و Router IDها یکتا هستند.

• EIGRP → بررسی کنید شماره Autonomous System (AS Number) در تمام روترهای یک ناحیه یکسان باشد.

• اطمینان از همسایگی (Neighbor Relationship): با دستورات show ip ospf neighbor یا show ip eigrp neighbors وضعیت همسایه‌ها را بررسی کنید.

• Administrative Distance و Metric: گاهی مسیر درست وجود دارد اما به دلیل اولویت پایین در جدول مسیریابی قرار نمی‌گیرد.

جمع‌بندی و تمرین

1. مرور مباحث اصلی

در این بخش با مفاهیم و دستورات کلیدی مسیریابی در روترهای سیسکو آشنا شدیم:

• تعریف مسیریابی و تفاوت مسیریابی استاتیک و پویا

• نحوه تعریف مسیر استاتیک با دستور ip route

• پیکربندی مسیر پیش‌فرض (Default Route) برای هدایت ترافیک ناشناخته

• معرفی و راه‌اندازی پروتکل‌های پویا مانند RIP، OSPF و EIGRP

• بررسی جدول مسیریابی با دستور show ip route و تحلیل خروجی آن

• آشنایی با خطاهای رایج و روش‌های رفع اشکال در مسیریابی

 اکنون می‌دانید که چگونه روترها مسیرها را یاد می‌گیرند، بهترین مسیر را انتخاب می‌کنند و داده‌ها را در شبکه هدایت می‌کنند.

2. تمرین‌های پیشنهادی برای پیاده‌سازی در Packet Tracer یا GNS3

برای تثبیت یادگیری، پیشنهاد می‌شود سناریوهای زیر را در محیط‌های شبیه‌سازی مانند Cisco Packet Tracer یا GNS3 پیاده‌سازی کنید:

تمرین ۱: مسیرهای استاتیک

• دو روتر را با یکدیگر متصل کنید.

• روی هر روتر یک شبکه LAN تعریف کنید.

• با استفاده از دستور ip route مسیر استاتیک بین دو شبکه را برقرار کنید.

• با دستور ping ارتباط بین کلاینت‌ها را تست کنید.

تمرین ۲: مسیر پیش‌فرض

• یک روتر را به عنوان Gateway به اینترنت (شبیه‌سازی‌شده) در نظر بگیرید.

• روی روتر داخلی یک مسیر پیش‌فرض (ip route 0.0.0.0 0.0.0.0) تعریف کنید.

• بررسی کنید که ترافیک به سمت شبکه خارج هدایت می‌شود.

تمرین ۳: پروتکل RIP

• سه روتر را به صورت زنجیره‌ای متصل کنید.

• روی همه روترها پروتکل RIP نسخه ۲ را فعال کنید.

• مطمئن شوید که همه روترها مسیر یکدیگر را یاد گرفته‌اند.

تمرین ۴: پروتکل OSPF

• چند روتر را در یک توپولوژی مش (Mesh) قرار دهید.

• OSPF را در Area 0 فعال کنید.

• خروجی دستور show ip ospf neighbor را بررسی کنید.

تمرین ۵: پروتکل EIGRP

• سه روتر را در یک مثلث به هم متصل کنید.

• پروتکل EIGRP را با یک AS Number یکسان روی همه فعال کنید.

• با دستور show ip route بررسی کنید که مسیرها با کد D نمایش داده می‌شوند.