DCN - Ağ Katmanı Yönlendirme

Bir aygıtın bir hedefe ulaşmak için birden fazla yolu olduğunda, her zaman bir yolu diğerlerine tercih ederek seçer. Bu seçim süreci Yönlendirme olarak adlandırılır. Yönlendirme, yönlendirici adı verilen özel ağ cihazları ile yapılır veya yazılım süreçleri ile yapılabilir. Yazılım tabanlı yönlendiriciler sınırlı işlevselliğe ve sınırlı kapsama sahiptir.

Bir yönlendirici her zaman bazı varsayılan yollarla yapılandırılır. Varsayılan bir yol, yönlendiriciye, belirli bir hedef için herhangi bir yol bulunmaması durumunda bir paketi nereye ileteceğini söyler. Aynı hedefe ulaşmak için birden fazla yol olması durumunda, yönlendirici aşağıdaki bilgilere göre karar verebilir:

Atlama sayısı
Bandwidth
Metric
Prefix-length
Delay

Rotalar statik olarak yapılandırılabilir veya dinamik olarak öğrenilebilir. Bir yol, diğerlerine tercih edilecek şekilde yapılandırılabilir.

Tek noktaya yayın yönlendirme

Tek noktaya yayın verileri veya tek noktaya yayın trafiği olarak bilinen internet ve intranet üzerindeki trafiğin çoğu, belirtilen hedefle gönderilir. İnternet üzerinden tek noktaya yayın verilerinin yönlendirilmesine tek noktaya yayın yönlendirme adı verilir. Hedef zaten bilindiği için en basit yönlendirme şeklidir. Bu nedenle, yönlendiricinin yönlendirme tablosuna bakması ve paketi bir sonraki atlamaya iletmesi gerekir.

Yayın yönlendirme

Varsayılan olarak, yayın paketleri herhangi bir ağdaki yönlendiriciler tarafından yönlendirilmez ve iletilmez. Yönlendiriciler, yayın alanları oluşturur. Ancak bazı özel durumlarda yayınları iletecek şekilde yapılandırılabilir. Tüm ağ cihazlarına bir yayın mesajı gönderilir.

Yayın yönlendirme iki şekilde yapılabilir (algoritma):

Bir yönlendirici bir veri paketi oluşturur ve ardından bunu her ana bilgisayara tek tek gönderir. Bu durumda yönlendirici, farklı hedef adresleri olan tek bir veri paketinin birden çok kopyasını oluşturur. Tüm paketler tek noktaya yayın olarak gönderilir, ancak hepsine gönderildikleri için, yönlendirici yayın yapıyormuş gibi simüle edilir.

Bu yöntem çok fazla bant genişliği tüketir ve yönlendirici her düğümün hedef adresi olmalıdır.
İkinci olarak, yönlendirici yayınlanacak bir paket aldığında, bu paketleri tüm arabirimlerden çıkarır. Tüm yönlendiriciler aynı şekilde yapılandırılır.

Bu yöntem, yönlendiricinin CPU'sunda kolaydır, ancak eş yönlendiricilerden alınan yinelenen paketler sorununa neden olabilir.

Ters yol yönlendirme, yönlendiricinin selefi hakkında yayını nereden alması gerektiğini önceden bildiği bir tekniktir. Bu teknik, kopyaları tespit etmek ve atmak için kullanılır.

Çok Noktaya Yayın Yönlendirme

Çok noktaya yayın yönlendirme, önem farkı ve zorlukları olan özel yayın yönlendirme durumudur. Yayın yönlendirmesinde paketler istemeseler bile tüm düğümlere gönderilir. Ancak Multicast yönlendirmede, veriler yalnızca paketleri almak isteyen düğümlere gönderilir.

Yönlendirici, çok noktaya yayın paketlerini (veya akışı) almak isteyen düğümler olduğunu bilmeli, o zaman yalnızca iletmesi gerekir. Çok noktaya yayın yönlendirme, döngüyü önlemek için ağaç protokolünü kapsar.

Çok noktaya yayın yönlendirme ayrıca, yinelemeleri ve döngüleri algılamak ve atmak için ters yol yönlendirme tekniğini kullanır.

Anycast Yönlendirme

Anycast paket iletimi, birden çok ana bilgisayarın aynı mantıksal adrese sahip olabileceği bir mekanizmadır. Bu mantıksal adrese yönelik bir paket alındığında, yönlendirme topolojisinde en yakın olan ana bilgisayara gönderilir.

DNS sunucusu yardımı ile anycast yönlendirme yapılır. Bir Anycast paketi alındığında, nereye gönderileceği DNS ile sorulur. DNS, üzerinde yapılandırılmış en yakın IP olan IP adresini sağlar.

Unicast Yönlendirme Protokolleri

Tek noktaya yayın paketlerini yönlendirmek için kullanılabilen iki tür yönlendirme protokolü vardır:

Uzaklık Vektörü Yönlendirme Protokolü

Mesafe Vektörü, kaynak ve hedef arasındaki atlama sayısına ilişkin yönlendirme kararını alan basit yönlendirme protokolüdür. Daha az sayıda atlama içeren bir rota, en iyi rota olarak kabul edilir. Her yönlendirici, ayarladığı en iyi yolları diğer yönlendiricilere bildirir. Sonuç olarak, tüm yönlendiriciler, ağ topolojilerini, eş yönlendiricilerinin reklamlarına dayanarak oluşturur.

Örneğin Yönlendirme Bilgi Protokolü (RIP).
Bağlantı Durumu Yönlendirme Protokolü

Bağlantı Durumu protokolü, Mesafe Vektöründen biraz karmaşık bir protokoldür. Bir ağdaki tüm yönlendiricilerin bağlantı durumlarını dikkate alır. Bu teknik, rotaların tüm ağın ortak bir grafiğini oluşturmasına yardımcı olur. Daha sonra tüm yönlendiriciler, yönlendirme amaçları için en iyi yolunu hesaplar. Örneğin, Önce En Kısa Yolu Aç (OSPF) ve Ara Sistemden Ara Sisteme (ISIS).

Çok Noktaya Yayın Yönlendirme Protokolleri

Tek noktaya yayın yönlendirme protokolleri grafikleri kullanırken, Çok noktaya yayın yönlendirme protokolleri ağaçları kullanır, yani döngüleri önlemek için ağaca yayılır. Optimal ağaç, ağacı kapsayan en kısa yol olarak adlandırılır.

DVMRP - Uzaklık Vektörü Çok Noktaya Yayın Yönlendirme Protokolü
MOSPF - Çok Noktaya Yayın Önce En Kısa Yolu Aç
CBT - Çekirdek Tabanlı Ağaç
PIM - Protokolden bağımsız Multicast

Protokolden Bağımsız Çok Noktaya Yayın şu anda yaygın olarak kullanılmaktadır. İki çeşidi vardır:

PIM Dense Mode

Bu mod, kaynak tabanlı ağaçları kullanır. LAN gibi yoğun ortamlarda kullanılır.
PIM Sparse Mode

Bu mod, paylaşılan ağaçları kullanır. WAN gibi seyrek ortamda kullanılır.

Yönlendirme Algoritmaları

Yönlendirme algoritmaları aşağıdaki gibidir:

Su baskını

Flooding, en basit yöntem paketi iletmedir. Bir paket alındığında, yönlendiriciler onu aldığı arayüz dışındaki tüm arayüzlere gönderir. Bu, ağ üzerinde çok fazla yük ve ağda dolaşan çok sayıda yinelenen paket oluşturur.

Yaşam Süresi (TTL), paketlerin sonsuz döngüsünü önlemek için kullanılabilir. Ağ üzerindeki yükü azaltmak için Seçici Sel olarak adlandırılan başka bir taşma yaklaşımı vardır. Bu yöntemde, yönlendirici tüm arabirimlere değil, seçici olanlara taşar.

En kısa yol

Ağlarda yönlendirme kararı, çoğunlukla kaynak ve hedef arasındaki maliyet esas alınarak alınır. Hop sayısı burada önemli bir rol oynar. En kısa yol, minimum atlama sayısına sahip bir yola karar vermek için çeşitli algoritmalar kullanan bir tekniktir.

Yaygın en kısa yol algoritmaları şunlardır: