شرح الـ Redundancy والفرق بين HSRP و VRRP و GLBP
في عالم الشبكات، تعتبر الـ Redundancy أو التكرار أحد الأساسيات التي تساهم في تحسين استمرارية الخدمة وضمان توفير اتصال غير منقطع بين المستخدمين والشبكة. تهدف تقنيات التكرار إلى الحفاظ على استمرارية الاتصال وتقديم حلول فاعلة في حال حدوث أي عطل في الشبكة، وهو أمر بالغ الأهمية خاصة في الشبكات التي تعتمد على الاتصال المستمر في تقديم خدماتها. من بين هذه التقنيات التي توفر التكرار في الشبكات هناك عدة بروتوكولات مشهورة مثل HSRP، VRRP، وGLBP، التي تعمل على توفير التكرار للخوادم والموجهات لضمان عمل الشبكة بأعلى مستوى من الكفاءة والموثوقية.
ما هو الـ Redundancy في الشبكات؟
في مفهوم الشبكات، يشير الـ Redundancy إلى إضافة مكونات أو شبكات إضافية بحيث إذا حدث عطل أو فشل في مكون معين، يتم تحويل حركة المرور تلقائيًا إلى مسار بديل دون التأثير على استمرارية الخدمة. هذه التقنية أساسية في تصميم الشبكات عالية التوافر مثل الشبكات المستخدمة في المؤسسات الكبرى أو مزودي الخدمة.
عندما نتحدث عن التكرار في الشبكات، يمكن أن يكون على مستوى الأجهزة أو الروابط أو البروتوكولات. في معظم الأحيان، يتم استخدام التكرار في الموجهات (routers) أو المحولات (switches) أو على مستوى الروابط لتوفير توافرية عالية (High Availability) وخفض احتمالات الانقطاع.
بروتوكولات التكرار في الشبكات
تتعدد البروتوكولات التي تُستخدم لتحقيق التكرار في الشبكات، وفيما يلي نركز على ثلاثة من أبرز هذه البروتوكولات: HSRP، VRRP، وGLBP. جميع هذه البروتوكولات تقوم بتوفير مسارات احتياطية للموجهات (routers) بحيث يمكن للموجهات الاحتياطية أن تأخذ دور الموجه الرئيسي في حالة حدوث عطل أو فشل في الموجه الرئيسي. ولكن كل من هذه البروتوكولات يختلف في طريقة عمله وميزاته.
1. HSRP (Hot Standby Router Protocol)
HSRP هو بروتوكول طورته شركة Cisco بهدف توفير التكرار للبوابات الافتراضية في الشبكات. يسمح HSRP بوجود أكثر من جهاز راوتر في الشبكة بحيث يشترك جميعها في توفير خدمة بوابة افتراضية واحدة. يعمل هذا البروتوكول على توفير توافر عالي في الشبكة، إذ يقوم الراوتر الرئيسي (المسمى بـ Active Router) بالتعامل مع حركة البيانات في الوقت الفعلي، بينما يكون الراوتر الاحتياطي (المسمى بـ Standby Router) جاهزًا لاستلام المسؤولية في حالة فشل الراوتر الرئيسي.
كيف يعمل HSRP؟
-
الجهاز الرئيسي (Active Router): هو الجهاز الذي يتعامل مع حركة المرور الفعلية على الشبكة.
-
الجهاز الاحتياطي (Standby Router): هو الجهاز الذي يظل في حالة استعداد لاستلام المسؤولية في حال فشل الجهاز الرئيسي.
-
الجهاز غير الفعال (Other Routers): هذه الموجهات لا تشارك بشكل نشط في إرسال البيانات ولكنها تحتفظ بمعلومات حول الشبكة.
-
الـ Virtual IP: تُستخدم عنوان IP افتراضي ليكون بوابة افتراضية للمستخدمين في الشبكة. يعتبر هذا العنوان هو البوابة التي يتم الإشارة إليها عند تكوين أجهزة الكمبيوتر والمستخدمين في الشبكة.
من خلال هذه المكونات، يعمل HSRP على تحديد الموجه الذي سيكون نشطًا في أي لحظة، وتوزيع حركة المرور على الشبكة بشكل فعال. إذا فشل الموجه النشط، يتم انتخاب الموجه الاحتياطي ليصبح نشطًا، مما يضمن استمرار الخدمة دون انقطاع.
ميزات HSRP:
-
بساطة الإعداد والتكوين: يعتبر HSRP سهل الإعداد في بيئات Cisco.
-
الانتقال السلس: يقوم HSRP بالتحويل بين الأجهزة بسهولة دون التأثير الكبير على حركة المرور.
-
التوافر العالي: يضمن التوافر العالي للبوابة الافتراضية في حالة فشل أحد الأجهزة.
2. VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol)
VRRP هو بروتوكول تكرار مشابه لـ HSRP ولكنه مفتوح ومُعتمد من قبل IETF (Internet Engineering Task Force)، ويمكن استخدامه مع العديد من الأجهزة والمصنعين المختلفين. يهدف VRRP أيضًا إلى توفير التكرار للبوابة الافتراضية في الشبكات.
كيف يعمل VRRP؟
في VRRP، يتم تحديد جهاز واحد ليكون الرئيسي (Master Router)، وتبقى باقي الأجهزة في وضعية احتياطية. يتم استخدام عنوان IP افتراضي للبوابة، ويتم تعيين هذا العنوان إلى الموجه الرئيسي في الشبكة. إذا فشل الموجه الرئيسي، يتم اختيار الموجه الاحتياطي ليأخذ دوره بشكل سريع. الفرق الرئيسي بين HSRP و VRRP هو أن VRRP لا يعتمد على شركة معينة، مما يعني أنه يمكن استخدامه في بيئات تحتوي على أجهزة مختلفة.
ميزات VRRP:
-
التوافق المتعدد: يعمل على أجهزة متعددة الشركات.
-
المرونة: يمكن تكوين VRRP ليعمل في بيئات مختلفة.
-
التوزيع التلقائي للمهام: في حالة الفشل، يتم توزيع المهام تلقائيًا على الأجهزة الاحتياطية.
3. GLBP (Gateway Load Balancing Protocol)
GLBP هو بروتوكول آخر طورته Cisco ويهدف إلى توفير كل من التكرار والتوزيع المتوازن للتحميل في الشبكات. يختلف GLBP عن كل من HSRP و VRRP في أنه يتيح توزيع حركة البيانات على أكثر من موجه واحد في نفس الوقت، مما يزيد من الكفاءة والسرعة.
كيف يعمل GLBP؟
في GLBP، يعمل كل جهاز راوتر كجزء من مجموعة، ويتم تحديد جهاز واحد ليكون الموجه الرئيسي (Active Virtual Gateway). ثم يتم اختيار أجهزة أخرى لتكون الموجهات الفرعية (AVFs – Active Virtual Forwarders) التي تقوم بتوزيع حركة المرور.
يتم توزيع حركة البيانات عبر مجموعات من الموجهات بدلاً من الاعتماد على موجه واحد. كل موجه ضمن المجموعة يحصل على فرصة لإرسال البيانات، مما يساعد على تحقيق توازن في تحميل الشبكة وتحسين الأداء العام.
ميزات GLBP:
-
توازن التحميل: يعمل GLBP على توزيع حركة البيانات بين الموجهات المختلفة، مما يقلل من التحميل على أي موجه واحد.
-
التوافر العالي: يضمن التوافر العالي للمصادر مع توفير أكثر من خيار للموجهات في حالة حدوث فشل.
-
المرونة: يتيح مرونة أكبر في التحكم في كيفية توزيع حركة البيانات بين الموجهات.
الاختلافات الرئيسية بين HSRP و VRRP و GLBP
| الخاصية | HSRP | VRRP | GLBP |
|---|---|---|---|
| الشركة المطورة | Cisco | IETF | Cisco |
| التوافق | موجهات Cisco فقط | موجهات متعددة الشركات | موجهات Cisco فقط |
| التوازن في التحميل | لا يوجد (تكرار فقط) | لا يوجد (تكرار فقط) | نعم (توزيع التحميل بين الموجهات) |
| البوابة الافتراضية | عنوان IP افتراضي واحد | عنوان IP افتراضي واحد | أكثر من عنوان IP افتراضي |
| الانتقال التلقائي | نعم (في حالة الفشل) | نعم (في حالة الفشل) | نعم (لكن مع توزيع التحميل) |
الختام
تعتبر بروتوكولات HSRP و VRRP و GLBP من الأساسيات التي يجب على مهندسي الشبكات فهمها واستخدامها في تصميم الشبكات ذات التوافرية العالية. فكل بروتوكول يملك ميزاته الخاصة التي تناسب بيئات معينة. يوفر HSRP حلولًا فعالة في بيئات Cisco، بينما يوفر VRRP حلًا مفتوحًا ومتاحًا لمختلف الشركات. أما GLBP فيقدم حلًا متقدمًا من حيث توازن التحميل والتكرار، مما يحسن من أداء الشبكة بشكل عام.
