روتینگ (Routing) در شبکه‌های کامپیوتری

۱. جهان به‌هم‌پیوسته‌ی داده‌ها
امروزه تصور دنیایی بدون تبادل لحظه‌ای اطلاعات تقریباً غیرممکن است. از ارسال یک پیام ساده تا برگزاری یک کنفرانس ویدیویی بین‌قاره‌ای، از رصد لحظه‌ای بازارهای مالی تا کنترل زیرساخت‌های حیاتی یک شهر هوشمند، همگی بر بستری مشترک به نام شبکه‌های کامپیوتری جریان دارند. این جریان مداوم و گسترده‌ی داده‌ها، متکی بر یک ستون نامرئی اما حیاتی است: فرآیند روتینگ.

روتینگ را می‌توان به‌منزله‌ی سیستم عصبی شبکه دانست؛ سیستمی که وظیفه‌ی تصمیم‌گیری هوشمندانه برای هدایت بسته‌های داده از مبدأ به مقصد را بر عهده دارد. بدون وجود روتینگ، داده‌ها مانند رهگذری در شهری بدون تابلو و نقشه، سرگردان شده و هرگز به مقصد نهایی خود نخواهند رسید. در واقع، روتینگ عامل انسجام، پایداری و معنا یافتن ارتباطات در مقیاس شبکه است.

۱.۱. نقش روتینگ در اتصال جهانی
اتصال جهانی صرفاً به وجود کابل‌های فیبر نوری، لینک‌های رادیویی یا ماهواره‌ها محدود نمی‌شود؛ این اتصال نیازمند هوشمندی در مسیریابی است. شبکه‌ها تنها زمانی معنا پیدا می‌کنند که بدانند داده‌ها را چگونه و از کجا عبور دهند.

فرض کنید از تهران، درخواستی به یک سرور مستقر در زیرساخت‌های آمازون ارسال می‌کنید. بسته‌های داده‌ی این درخواست ممکن است مسیرهای متعددی را طی کنند، از جمله:
•  عبور از شبکه‌ی ارائه‌دهنده‌ی خدمات اینترنت داخلی (ISP)،
•  انتقال از طریق کابل‌های زیردریایی بین‌قاره‌ای،
•  گذر از چندین روتر در اروپا یا آمریکای شمالی،
•  و در نهایت، رسیدن به سرور مقصد.

در این سفر پیچیده و چندمرحله‌ای، روترها نقش یک سیستم هدایت‌کننده‌ی هوشمند را ایفا می‌کنند. آن‌ها با تکیه بر الگوریتم‌ها و پروتکل‌های روتینگ، بهترین مسیر ممکن را بر اساس معیارهایی مانند کمترین تعداد پرش (Hop)، کمترین میزان ترافیک، پرهیز از مسیرهای مختل یا پرهزینه و گاهی سیاست‌های مدیریتی یا اقتصادی انتخاب می‌کنند.

این فرآیند باعث می‌شود شبکه‌ی عظیم اینترنت نه‌تنها متصل باقی بماند، بلکه کارآمد، مقاوم در برابر خطا و قابل اتکا نیز باشد. بدون روتینگ، اتصال جهانی عملاً غیرقابل مدیریت و ناپایدار خواهد بود.

۱.۲. تعریف روتینگ: از مبدأ تا مقصد
روتینگ (Routing یا مسیریابی) فرآیندی است که در آن مسیر مناسب برای ارسال بسته‌های داده از یک میزبان به میزبان دیگر تعیین می‌شود. این فرآیند توسط دستگاه‌هایی به نام روتر انجام می‌گیرد.

هر روتر دارای جدولی به نام جدول روتینگ (Routing Table) است که می‌توان آن را به نقشه‌ی مسیر شبکه تشبیه کرد. این جدول شامل اطلاعاتی درباره‌ی شبکه‌های مقصد و مسیرهای پیشنهادی (Next-Hop) برای رسیدن به آن‌هاست.

برای درک ساده‌تر، می‌توان روتینگ را با سیستم پستی مقایسه کرد:
• بسته‌ی داده ↔ نامه
• آدرس IP ↔ آدرس پستی
• روتر ↔ دفتر پست
• جدول روتینگ ↔ فهرست مسیرها

دفتر پست محلی (روتر) نامه را دریافت می‌کند، آدرس مقصد را بررسی می‌نماید و تصمیم می‌گیرد آن را به کدام دفتر پست بعدی ارسال کند. این فرآیند مرحله‌به‌مرحله ادامه می‌یابد تا نامه به مقصد نهایی برسد.
نکته‌ی کلیدی اینجاست که روترها معمولاً فقط آدرس شبکه‌ی مقصد را بررسی می‌کنند، نه آدرس دقیق دستگاه نهایی. همین موضوع باعث می‌شود شبکه‌ها بتوانند در مقیاس بسیار بزرگ رشد کنند، بدون آنکه پیچیدگی مدیریت مسیرها به‌صورت انفجاری افزایش یابد.

۱.۳. چرا روتینگ یک چالش پیچیده و جذاب است؟
با وجود تعریفی که در نگاه اول ساده به نظر می‌رسد، روتینگ یکی از پیچیده‌ترین و جذاب‌ترین مسائل مهندسی شبکه محسوب می‌شود. این پیچیدگی از چند عامل اساسی ناشی می‌شود:

1. مقیاس عظیم
اینترنت از هزاران شبکه‌ی مستقل (Autonomous Systems) و میلیون‌ها روتر تشکیل شده است. هماهنگی مسیرها و تصمیم‌گیری مسیریابی در چنین ابعادی، چالشی کم‌نظیر در مهندسی سیستم‌های توزیع‌شده به شمار می‌رود.

2. پویایی شبکه
شبکه‌ها ماهیتی ایستا ندارند. لینک‌ها ممکن است قطع شوند، ترافیک دچار نوسان شود یا روترهای جدید به توپولوژی افزوده شوند. پروتکل‌های روتینگ باید بتوانند به‌سرعت با این تغییرات تطبیق پیدا کنند و به همگرایی (Convergence) برسند تا از بروز حلقه‌های مسیریابی یا از دست رفتن بسته‌ها جلوگیری شود.

3. تعادل بین کارایی و سربار
الگوریتم‌های روتینگ همواره باید میان دقت تصمیم‌گیری، سرعت واکنش و میزان اطلاعات تبادلی تعادل برقرار کنند. جدول روتینگ بسیار دقیق می‌تواند هزینه‌ی محاسباتی و تبادلی بالایی داشته باشد، در حالی که جدول ساده ممکن است مسیرهای غیربهینه را انتخاب کند.

4. ملاحظات امنیتی و اقتصادی
روتینگ صرفاً یک مسئله‌ی فنی نیست. حملاتی مانند ربایش مسیر (Route Hijacking) می‌توانند ترافیک را منحرف یا شنود کنند. از سوی دیگر، انتخاب مسیرها در سطح اینترنت اغلب تحت تأثیر توافق‌های تجاری و سیاست‌های بین اپراتورها قرار دارد.

در نتیجه، روتینگ نقطه‌ای است که مهندسی، ریاضیات و سیاست به‌طور هم‌زمان در آن تلاقی پیدا می‌کنند.

۱.۴. یک نگاه عملی
برای ملموس‌تر شدن مفهوم روتینگ، مسیر حرکت یک بسته داده از تهران به نیویورک را در نظر بگیرید:
•  بسته ابتدا از روتر خانگی یا سازمانی عبور می‌کند،
•  سپس وارد شبکه‌ی ارائه‌دهنده‌ی خدمات اینترنت می‌شود،
•  از چندین روتر بین‌قاره‌ای عبور می‌کند،
•  در صورت افزایش ترافیک یا خرابی یک لینک، ممکن است مسیر خود را تغییر دهد،
•  و در نهایت به سرور مقصد می‌رسد.

در طول این مسیر، هر روتر تصمیمی مستقل اتخاذ می‌کند، اما حاصل این تصمیم‌های محلی، یک مسیر کلی هماهنگ و بهینه است. این مثال نشان می‌دهد که روتینگ نه‌تنها فرآیندی فنی، بلکه هوشمندانه، پویا و مقاوم است.


۲. مفاهیم بنیادین: واژگان کلیدی دنیای روتینگ
برای درک معماری پیچیده و در عین حال منظم روتینگ، آشنایی با مفاهیم پایه و واژگان کلیدی آن ضروری است. این مفاهیم، زبان مشترک مهندسان شبکه محسوب می‌شوند و بدون درک آن‌ها، فهم عمیق فرآیندهای مسیریابی و پروتکل‌های مرتبط عملاً امکان‌پذیر نخواهد بود.

۲.۱. روتر (Router): مسیریاب شبکه
روتر یک دستگاه سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری تخصصی است که نقش «عقل شبکه» را ایفا می‌کند. برخلاف سوئیچ‌ها که عمدتاً وظیفه اتصال دستگاه‌ها در یک شبکه محلی (LAN) را دارند، روترها مسئول اتصال شبکه‌های مجزا به یکدیگر هستند؛ برای مثال اتصال یک شبکه خانگی یا سازمانی به شبکه‌ی ISP و در نهایت به اینترنت جهانی.

هر روتر حداقل دارای دو رابط شبکه (Interface) است که هرکدام به یک شبکه‌ی متفاوت متصل می‌شوند. هسته‌ی عملیاتی یک روتر معمولاً سه وظیفه‌ی اصلی را بر عهده دارد:
1. کشف شبکه‌ها: شناسایی شبکه‌های متصل مستقیم و شبکه‌های دوردست با استفاده از پروتکل‌های روتینگ
2. نگهداری اطلاعات مسیریابی: ذخیره مسیرها، متریک‌ها و ویژگی‌های آن‌ها در جدول روتینگ
3. تصمیم‌گیری برای هدایت بسته‌ها: انتخاب بهترین مسیر برای ارسال هر بسته به مقصد نهایی

به لطف همین قابلیت‌ها، روترها به‌عنوان سنگ‌بنای ساختار سلسله‌مراتبی اینترنت و شبکه‌های گسترده شناخته می‌شوند.

۲.۲. جدول روتینگ (Routing Table): نقشه‌ی راه شبکه
جدول روتینگ را می‌توان حافظه و نقشه‌ی راه یک روتر دانست. این جدول یک پایگاه داده‌ی ساختاریافته است که مشخص می‌کند برای رسیدن به هر شبکه‌ی مقصد، بسته باید از کدام مسیر عبور کند یا به کدام روتر بعدی ارسال شود.

هر ورودی در جدول روتینگ معمولاً شامل اطلاعات زیر است:
•  شبکه مقصد: محدوده آدرس‌های IP هدف (مانند 192.168.1.0/24)
•  مسیر بعدی (Next-Hop): آدرس IP روتر همسایه یا مقصد بعدی
•  رابط خروجی (Interface): پورتی که بسته باید از آن خارج شود
•  متریک (Metric): هزینه یا فاصله‌ی مسیر تا مقصد
•  نحوه یادگیری مسیر: منبع این مسیر (مستقیم، استاتیک یا پروتکل داینامیک)

هنگامی که یک بسته وارد روتر می‌شود، آدرس مقصد آن با جدول روتینگ تطبیق داده شده و بهترین مسیر انتخاب می‌گردد. به‌روز و دقیق بودن این جدول، نقش حیاتی در عملکرد صحیح و پایدار شبکه ایفا می‌کند.

۲.۳. متریک (Metric): معیار انتخاب بهترین مسیر
در بسیاری از موارد، بیش از یک مسیر برای رسیدن به یک شبکه‌ی مقصد وجود دارد. در چنین شرایطی، روتر باید تصمیم بگیرد کدام مسیر بهینه‌تر است. این تصمیم بر اساس متریک انجام می‌شود.

متریک یک مقدار عددی است که «هزینه» یک مسیر را نشان می‌دهد و هرچه مقدار آن کمتر باشد، مسیر مطلوب‌تر خواهد بود. بسته به پروتکل روتینگ، متریک می‌تواند بر اساس معیارهای مختلفی محاسبه شود، از جمله:
•  تعداد هاپ (Hop Count): تعداد روترهای بین مبدأ و مقصد (مانند RIP)
•  پهنای باند (Bandwidth): ترجیح مسیرهایی با ظرفیت انتقال بالاتر
•  تأخیر (Delay): زمان رسیدن بسته به مقصد
•  قابلیت اطمینان (Reliability): پایداری لینک و نرخ خطا
•  بار (Load): میزان استفاده‌ی فعلی از لینک
•  هزینه (Cost): مقدار محاسبه‌شده یا تنظیم‌شده (مانند OSPF)

انتخاب متریک مناسب تأثیر مستقیمی بر الگوی ترافیک و کارایی کلی شبکه دارد.

۲.۴. تفاوت روتینگ (Routing) و فورواردینگ (Forwarding)
این دو مفهوم اغلب به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما از نظر فنی دو فرآیند کاملاً مجزا هستند:

•  روتینگ (Routing):
فرآیندی در Control Plane که شامل یادگیری، تحلیل و تصمیم‌گیری درباره مسیرهاست. پروتکل‌هایی مانند OSPF و BGP در این لایه فعالیت می‌کنند. این فرآیند منطقی و نسبتاً کندتر است.

•  فورواردینگ (Forwarding):
فرآیندی در Data Plane که وظیفه هدایت واقعی بسته‌ها از رابط ورودی به رابط خروجی را دارد. این عملیات باید بسیار سریع انجام شود، زیرا میلیون‌ها بسته در ثانیه پردازش می‌شوند.
به‌صورت خلاصه:
«روتینگ مسیر را تعیین می‌کند و فورواردینگ بر اساس آن مسیر حرکت می‌کند.»

۳. دسته‌بندی کلان پروتکل‌های روتینگ
روش‌های مدیریت و به‌روزرسانی جدول روتینگ را می‌توان در دو رویکرد اصلی دسته‌بندی کرد: روتینگ استاتیک و روتینگ داینامیک. انتخاب میان این دو، وابستگی مستقیمی به اندازه، پیچیدگی و نیازهای عملیاتی شبکه دارد.

۳.۱. روتینگ استاتیک (Static Routing)
در روتینگ استاتیک، مسیرها به‌صورت دستی توسط مدیر شبکه در جدول روتینگ تعریف می‌شوند. این مسیرها تا زمانی که به‌صورت دستی تغییر نکنند، ثابت باقی می‌مانند و روتر هیچ‌گونه یادگیری خودکاری انجام نمی‌دهد.

مزایا:
•  سادگی: پیکربندی و درک آسان
•  مصرف منابع پایین: عدم نیاز به تبادل پیام‌های روتینگ
•  امنیت بالاتر: عدم امکان تزریق مسیرهای جعلی
•  کنترل کامل: امکان مهندسی دقیق مسیرها

معایب:
•  مقیاس‌ناپذیری: مدیریت دشوار در شبکه‌های بزرگ
•  عدم تطبیق‌پذیری: عدم واکنش خودکار به قطع لینک‌ها

کاربردها:
•  شبکه‌های کوچک با توپولوژی ساده
•  شبکه‌های Stub با یک مسیر خروجی
•  تعریف Default Route
•  مسیرهای پشتیبان با متریک بالاتر

۳.۲. روتینگ داینامیک (Dynamic Routing)
در روتینگ داینامیک، روترها با استفاده از پروتکل‌های مسیریابی به‌صورت خودکار اطلاعات شبکه را تبادل کرده و جدول روتینگ خود را می‌سازند و به‌روزرسانی می‌کنند.

مزیت اصلی:
توانایی تطبیق خودکار با تغییرات شبکه و تحمل خطا. در صورت قطع یک مسیر، پروتکل به‌طور خودکار مسیر جایگزین را محاسبه و فعال می‌کند، بدون نیاز به دخالت انسانی.

مراحل عملکرد:
1.  ایجاد همسایگی: شناسایی روترهای متصل با پیام‌های Hello
2.  تبادل اطلاعات: ارسال آگهی‌های روتینگ به‌صورت دوره‌ای یا رویدادمحور
3.  محاسبه مسیرها: انتخاب بهترین مسیر با الگوریتم مشخص
4.  همگرایی (Convergence): رسیدن همه روترها به دیدگاهی یکسان از توپولوژی

روتینگ داینامیک به دو رویکرد اصلی تقسیم می‌شود:
•  Distance-Vector
•  Link-State

که هرکدام فلسفه و کاربرد خاص خود را دارند و در فصل بعد به‌تفصیل بررسی می‌شوند.


۴. هسته‌ی روتینگ داینامیک: الگوریتم‌های مسیریابی
پس از انتخاب روتینگ داینامیک، الگوریتم مسیریابی تعیین‌کننده‌ی رفتار شبکه است. این الگوریتم‌ها منطق ریاضی و عملیاتی پشت تصمیم‌گیری روترها و به‌روزرسانی جدول روتینگ را مشخص می‌کنند. عمدتاً به دو دسته تقسیم می‌شوند:
•  بردار فاصله (Distance-Vector)
•  حالت لینک (Link-State)

۴.۱. الگوریتم بردار فاصله (Distance-Vector)
فلسفه: «به من بگو همسایه‌هایت چه می‌دانند.»
در این الگوریتم، هر روتر تنها اطلاعات همسایگان مستقیم خود را می‌داند و جدول روتینگ خود را بر اساس داده‌های دریافتی از آن‌ها به‌روز می‌کند. این اطلاعات معمولاً شامل شبکه‌های مقصد و فاصله یا متریک تا آن‌ها است.

مثال مشهور: RIP

نحوه کار عملی:
1.  روتر با همسایگان مستقیم ارتباط برقرار می‌کند
2.  جدول روتینگ شامل مسیرها و متریک (معمولاً تعداد هاپ) را نگهداری می‌کند
3.  جدول خود را به‌صورت دوره‌ای برای همسایگان ارسال می‌کند
4.  مسیرهای جدید یا کوتاه‌تر را بررسی کرده و جدول را به‌روز می‌کند

مشکل اصلی: حلقه‌های روتینگ و Count to Infinity
•  اگر یک لینک قطع شود، ممکن است روترها مسیر معیوب را بهترین مسیر تلقی کنند.
•  RIP با حداکثر تعداد هاپ (مثلاً ۱۵) از این مشکل جلوگیری می‌کند.

راهکارهای کاهش حلقه:
•  Split Horizon: مسیری که از یک همسایه یاد گرفته شده، دوباره به همان همسایه اعلام نمی‌شود
•  Poison Reverse: مسیر یاد گرفته شده به همان همسایه اعلام می‌شود اما با متریک بی‌نهایت

۴.۲. الگوریتم حالت لینک (Link-State)
فلسفه: «یک نقشه کامل برای همه.»
در این الگوریتم، هر روتر تلاش می‌کند یک نقشه‌ی جامع و یکسان از کل توپولوژی شبکه بسازد. اطلاعات شامل تمام لینک‌ها، نه فقط همسایگان مستقیم است. سپس با محاسبات داخلی، بهترین مسیرها را انتخاب می‌کند.

مثال مشهور: OSPF

نحوه کار عملی:
1.  کشف همسایگان و ایجاد مجاورت: با ارسال پیام Hello، روترها همسایگان خود را شناسایی و رابطه Adjacency برقرار می‌کنند
2.  انتشار حالت لینک (LSA Flooding): وضعیت لینک‌ها و متریک‌ها برای تمام روترها ارسال می‌شود
3.  ساخت نقشه و محاسبه مسیر: الگوریتم Shortest Path First (دایجسترا) مسیرهای بهینه را محاسبه و جدول روتینگ را به‌روز می‌کند

مزایا:
•  همگرایی سریع‌تر
•  جلوگیری از حلقه‌های روتینگ
•  دید کل‌نگر و مقیاس‌پذیری بالا
•  امکان تقسیم شبکه به مناطق (Areas) برای کاهش سربار

جمع‌بندی:
•  Distance-Vector: ساده‌تر، همگرایی کندتر، محدود به شبکه‌های کوچک
•  Link-State: پیچیده‌تر، همگرایی سریع، مناسب شبکه‌های بزرگ و پیچیده

۵. شناخت پروتکل‌های روتینگ معروف
پروتکل‌های روتینگ، نسخه‌های عملی الگوریتم‌ها هستند و هر پروتکل برای محیط و نیاز خاصی طراحی شده است.

۵.۱. پروتکل‌های درون‌دامنه‌ای (Intra-domain / IGP)
برای مسیریابی درون یک Autonomous System (AS) یا شبکه‌ی مدیریتی واحد طراحی شده‌اند.

RIP (Routing Information Protocol)
•  نوع: Distance-Vector
•  متریک: تعداد هاپ (حداکثر ۱۵)
•  مکانیسم: تبادل دوره‌ای جدول روتینگ با همسایگان (هر ۳۰ ثانیه)
•  مزایا: ساده، سبک، مناسب شبکه‌های کوچک
•  معایب: مقیاس‌ناپذیر، همگرایی کند، پشتیبانی محدود از معیارهای پیشرفته

OSPF (Open Shortest Path First)
•  نوع: Link-State
•  متریک: Cost (بر اساس پهنای باند معکوس)
•  ویژگی‌ها:
    o سلسله‌مراتبی: شبکه به Areas تقسیم می‌شود، Area 0 ستون فقرات
    o همگرایی سریع
    o پشتیبانی از VLSM و CIDR
    o متن‌باز و استاندارد
•  کاربرد: شبکه‌های متوسط و بزرگ، مراکز داده، ISPها

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing)
•  نوع: Hybrid (Distance-Vector پیشرفته)
•  متریک: ترکیبی از پهنای باند، تأخیر، قابلیت اطمینان و بار
•  مکانیسم کلیدی:
    o RTP: ارسال آگهی‌ها به همسایگان مورد نیاز
    o Topology Table: نگهداری مسیرهای ممکن
    o DUAL Algorithm: جلوگیری از حلقه و انتخاب مسیر بهینه
•  مزایا: همگرایی سریع، سربار کم، پیکربندی نسبتاً ساده
•  معایب: انحصاری سیسکو، محدودیت در محیط چندفروشنده
•  کاربرد: شبکه‌های متوسط و بزرگ با تجهیزات سیسکو

۵.۲. پروتکل‌های برون‌دامنه‌ای (Inter-domain / EGP)
برای مسیریابی بین سیستم‌های مستقل مختلف (AS) طراحی شده‌اند و مسائل سیاست و اعتماد اهمیت بیشتری دارند.

BGP (Border Gateway Protocol)
•  نوع: Path-Vector (نسخه پیشرفته Distance-Vector)
•  متریک: سیاست‌های مدیران شبکه (Local Preference، MED، Origin)
•  نقش: اتصال ASها و تضمین مسیریابی پایدار و سیاست‌محور
•  اجزای کلیدی:
    o روترهای مرزی (Border Routers)
    o eBGP: ارتباط بین ASها
    o iBGP: هماهنگی مسیرها داخل AS

ویژگی‌ها:
•  مبتنی بر TCP (پورت ۱۷۹)
•  سیاست‌محور، امکان ترجیح مسیر تجاری و امنیتی
•  مقیاس بالا (بیش از ۹۰۰,۰۰۰ مسیر)

اهمیت: BGP ستون فقرات اینترنت است؛ خطای پیکربندی می‌تواند باعث قطعی گسترده یا منحرف شدن ترافیک شود.

جمع‌بندی:
•  IGP: شبکه‌های داخلی، بهینه‌سازی مسیر فنی
•  EGP: شبکه‌های بین‌المللی، سیاست‌محور
•  انتخاب و پیکربندی صحیح پروتکل‌ها، هنر مهندس شبکه است و تضمین‌کننده عملکرد کارآمد و مطمئن شبکه است.


۶. مفاهیم پیشرفته و چالش‌های مدرن
با درک مفاهیم پایه، اکنون به سراغ موضوعات پیشرفته می‌رویم که شبکه‌های مدرن را شکل می‌دهند. این مفاهیم پاسخگوی نیازهای پیچیده‌ای مانند امنیت، بهینه‌سازی، انعطاف‌پذیری و کنترل متمرکز هستند.

۶.۱. مسیریابی مبتنی بر سیاست (Policy-Based Routing – PBR)
مسیریابی سنتی بر اساس آدرس مقصد تصمیم می‌گیرد، اما PBR این محدودیت را می‌شکند. مدیر شبکه می‌تواند مسیر ترافیک را بر اساس مبدا، پروتکل، پورت، اندازه بسته یا رابط ورودی تعیین کند.

اجرای PBR: با تعریف دستورات Route-map روی روتر
•  ترافیک مطابق شرط (Match) شناسایی می‌شود
•  سپس اقدام مناسب (Set) مانند انتخاب مسیر یا روتر بعدی اعمال می‌شود

کاربردها:
•  جداسازی ترافیک: هدایت VoIP از مسیر کم‌تأخیر، اینترنت معمولی از مسیر دیگر
•  مهندسی ترافیک: استفاده هوشمند از لینک‌های متعدد
•  امنیت: بازگردانی یا رهگیری ترافیک مشکوک به فایروال یا IDS/IPS
•  صرفه‌جویی اقتصادی: هدایت ترافیک غیرحیاتی به مسیر ارزان‌تر

۶.۲. تعادل بار (Load Balancing) و رزرو مسیر (Redundancy)
این دو مفهوم مکمل، پایه‌های دسترس‌پذیری و کارایی شبکه هستند.

•  تعادل بار (Load Balancing): توزیع یکنواخت ترافیک بین چند مسیر به یک مقصد، کاهش ازدحام و افزایش بهره‌وری. پروتکل‌های داینامیک مانند OSPF و EIGRP این کار را به‌صورت خودکار انجام می‌دهند.

•  رزرو مسیر (Redundancy): ایجاد مسیرهای جایگزین برای اطمینان از ادامه سرویس در صورت قطعی مسیر اصلی. معمولاً مسیر اصلی با متریک بهتر فعال و مسیر پشتیبان Standby است. پروتکل‌هایی مانند HSRP و VRRP مسیر پشتیبان را تضمین می‌کنند.

تفاوت: تعادل بار برای افزایش ظرفیت، رزرو مسیر برای افزایش قابلیت اطمینان است.

۶.۳. روتینگ در شبکه‌های نرم‌افزارمحور (SDN)
SDN تغییر بنیادین در معماری شبکه ایجاد کرده است.

روتینگ سنتی: هر روتر مستقل تصمیم می‌گیرد و هوش شبکه توزیع‌شده است.
روتینگ SDN: کنترل مرکزی (کنترلر SDN) مسیرها را مدیریت می‌کند و روترها تنها بسته‌ها را فوروارد می‌کنند.

مزایای SDN:
1.  کنترل متمرکز و دید کل‌نگر (Global View)
2.  برنامه‌پذیری سریع مسیرها با APIهای سطح بالا
3.  انعطاف‌پذیری پویا بر اساس شرایط شبکه
4.  یکپارچه‌سازی سرویس‌ها (فایروال، لود بالانسر، امنیت)
5.  بهینه‌سازی چندمعیاره (هزینه، QoS، امنیت و سیاست کسب‌وکار)

پروتکل‌ها: OpenFlow به عنوان رابط استاندارد بین کنترلر و دستگاه‌های فورواردینگ عمل می‌کند.

۷. امنیت در روتینگ: تهدیدها و راهکارها
امنیت روتینگ پایه اعتماد در شبکه است. یک حمله موفق می‌تواند قطعی، گمراهی ترافیک یا سرقت اطلاعات ایجاد کند.

۷.۱. حملات رایج
1.  Spoofing و آگهی‌های جعلی:
    o مهاجم آدرس IP روتر قانونی را جعل کرده و مسیرهای غلط ارسال می‌کند.
    o نتیجه: ایجاد حلقه، قطعی یا انحراف ترافیک

2.  Hijacking مسیر (ربایش مسیر):
    o به ویژه در BGP رخ می‌دهد. AS مخرب مسیرهای جعلی ارسال می‌کند.
    o نتیجه: ترافیک جهانی منحرف، استراق سمع، دستکاری یا سوءاستفاده

3.  DoS/DDoS علیه روترها:
    o ارسال حجم زیادی بسته یا درخواست جعلی
    o نتیجه: اشباع منابع روتر، از کار افتادن یا افت عملکرد

۷.۲. راهکارهای امنیتی
دفاع چندلایه:
1.  احراز هویت در پروتکل‌ها:
    o اطمینان از اعتبار منابع آگهی‌ها
    o OSPF/EIGRP: رمز عبور یا MD5/SHA
    o BGP :TCP MD5 یا BGPsec

2.  RPKI برای BGP:
    o اعتبارسنجی منبع مسیر (Origin Validation)
    o ایجاد ROA و فیلتر مسیرهای غیرمجاز
    o جلوگیری از ربایش مسیر در اینترنت

3.  فیلترینگ دقیق و محدود کردن دسترسی مدیریتی
جمع‌بندی امنیتی: امنیت مطلق نیست، بلکه فرآیندی مداوم است. دفاع در عمق، کلید مقابله با تهدیدات مدرن است.


۸. جمع‌بندی و چشم‌انداز آینده

۸.۱. سیر تکاملی روتینگ
•  از استاتیک به داینامیک: کنترل مطلق به انعطاف و تحمل خطا
•  از بردار فاصله به حالت لینک: همگرایی سریع، دید کل‌نگر
•  از یکنواختی به سیاست‌محوری: IGP فنی، EGP سیاست‌محور
•  از سخت‌افزار به نرم‌افزار: ظهور SDN و کنترل متمرکز

۸.۲. تأثیر فناوری‌های نوین
•  IPv6: مدیریت جداول بزرگتر
•  IoT: مسیریابی در شبکه‌های حسگری وسیع
•  ۵G و Edge Computing: مسیرها بر اساس تأخیر و موقعیت جغرافیایی
•  AI/ML: تحلیل پیش‌بینانه و تصمیم‌گیری خودکار

۸.۳. سخن پایانی
روتینگ تلفیقی از علم و هنر است: ریاضیات، مهندسی و سیاست در کنار طراحی و بهینه‌سازی.
اصل بنیادین همواره باقی می‌ماند: هدایت درست داده‌ها، ستون فقرات یک جهان متصل.