پروتکل Cisco LISP چیست؟ آموزش EID، RLOC و نحوه کار

پروتکل LISP چیست؟
Locator/ID Separation Protocol یا LISP یک معماری و پروتکل شبکه است که نقش شناسایی یک Endpoint را از محل اتصال آن به شبکه جدا می‌کند. در این معماری، آدرس Endpoint با عنوان EID و محل دسترسی آن از طریق شبکه با عنوان RLOC شناخته می‌شود.

سیستم Mapping در LISP مشخص می‌کند هر EID از طریق کدام RLOC قابل دسترسی است. در زیرساخت‌های مبتنی بر لایسنس سیسکو، روتر مبدأ پس از دریافت این اطلاعات، Packet اصلی را داخل یک Header جدید Encapsulate کرده و آن را به روتر مقصد ارسال می‌کند. این ساختار به افزایش مقیاس‌پذیری، مدیریت بهتر Multihoming و جابه‌جایی Endpointها کمک می‌کند.

پروتکل LISP در یک نگاه

• نام کامل: Locator/ID Separation Protocol
• شناسه Endpoint: EID
• محل دسترسی Endpoint: RLOC
• تجهیز Tunnel: xTR
• سیستم نگاشت: Map-Server و Map-Resolver
• نقش اصلی: نگاشت EID به RLOC
• Data Plane: Encapsulation میان ITR و ETR
• کاربرد مهم Cisco: Control Plane در SD-Access
• مزایا: Mobility، Multihoming، Scalability و Traffic Engineering

اجزای پروتکل LISP

جداسازی EID و RLOC باعث می‌شود تغییر محل اتصال Endpoint بدون تغییر هویت منطقی آن مدیریت شود؛ اما عملکرد LISP همچنان به دسترسی صحیح Underlay، Map-Server، Map-Resolver و RLOCهای مقصد وابسته است. Redundancy و Multihoming می‌توانند اثر خرابی مسیر را کاهش دهند، اما تداوم کامل سرویس به طراحی شبکه بستگی دارد.

چرا پروتکل LISP ایجاد شد؟

در معماری سنتی IP، یک آدرس هم‌زمان برای شناسایی Endpoint و تعیین محل آن در شبکه استفاده می‌شود. این وابستگی می‌تواند در محیط‌های بزرگ، Multihoming، جابه‌جایی کاربران و طراحی Overlay محدودیت ایجاد کند.

LISP این دو نقش را از یکدیگر جدا می‌کند. EID هویت منطقی Endpoint را مشخص می‌کند و RLOC نشان می‌دهد آن Endpoint از طریق کدام Router یا Fabric Node قابل دسترسی است. در نتیجه، تغییر محل اتصال Endpoint لزوماً به تغییر شناسه آن نیاز ندارد و فقط Mapping مربوط به EID و RLOC به‌روزرسانی می‌شود.

Cisco جداسازی EID و RLOC را برای بهبود مقیاس‌پذیری Routing، کارایی Multihoming و مدیریت ترافیک ورودی معرفی می‌کند.

اجزای اصلی معماری LISP

پروتکل LISP چگونه کار می‌کند؟

۱. دریافت Packet توسط ITR

Endpoint مبدأ Packet را با آدرس EID مقصد تولید می‌کند. روتر ورودی یا ITR ابتدا Map-Cache خود را بررسی می‌کند.

۲. ارسال Map-Request

اگر Mapping مقصد در Cache وجود نداشته باشد، ITR یک Map-Request برای Map-Resolver ارسال می‌کند.

۳. پیدا کردن EID و RLOC

سیستم Mapping مشخص می‌کند EID مقصد از طریق کدام ETR یا RLOC قابل دسترسی است.

۴. دریافت Map-Reply

پس از دریافت Map-Reply، اطلاعات Mapping در Map-Cache روتر مبدأ ذخیره می‌شود.

۵. Encapsulation

ITR روی Packet اصلی یک LISP Header، UDP Header و Outer IP Header قرار می‌دهد. آدرس‌های Outer Header از RLOC مبدأ و مقصد تشکیل می‌شوند.

۶. Decapsulation در ETR

ETR Header خارجی را حذف می‌کند و Packet اصلی را براساس EID مقصد به Endpoint تحویل می‌دهد.

Cisco توضیح می‌دهد که ITR ابتدا Map-Cache را بررسی کرده و در صورت وجود Mapping، Packet را با RLOC مبدأ و مقصد Encapsulate می‌کند. در صورت نبود Mapping نیز Map-Request برای Map-Resolver ارسال می‌شود.

کاربرد LISP در Cisco SD-Access

در معماری Cisco SD-Access، پروتکل LISP نقش Control Plane را بر عهده دارد و Mapping میان Endpointها و Fabric Nodeها را مدیریت می‌کند. VXLAN نیز برای Encapsulation و انتقال ترافیک در Data Plane استفاده می‌شود.

Control Plane Node در Fabric قابلیت‌های Map-Server و Map-Resolver را ترکیب می‌کند و یک دیتابیس از EIDها و RLOCهای مربوط به آن‌ها نگه می‌دارد. Fabric Edgeها Endpointهای متصل را Register می‌کنند و برای پیدا کردن محل Endpointهای دیگر از Control Plane Node سؤال می‌پرسند.

در طراحی‌های فعلی SD-Access دو مدل Control Plane با نام‌های LISP/BGP و LISP Pub/Sub وجود دارند. راهنمای جدید Cisco، مدل Pub/Sub را برای استقرارهای جدید توصیه می‌کند؛ زیرا Mappingها را فعالانه برای Subscriberها ارسال کرده و وابستگی به BGP را در انتشار اطلاعات داخلی Fabric کاهش می‌دهد.

سرور Mapping Database

با بهره گیری از LISP، هنگام جابجایی یک Endpoint از مکانی به مکان دیگر، تنها اتفاقی که رخ می دهد تغییر attribute مربوط به First Hop Gateway می باشد و به همین جهت به ساختاری نیاز است که Mapping و Remapping را انجام دهد و متوجه این جابجایی شود.

در این فرآیند Mapping و Remapping، آدرس سرور ثابت می ماند و فقط نقطه دسترسی اولیه به شبکه تغییر پیدا می کند. پس نیاز است که مخزنی از اطلاعات در مورد Endpoint ها و نقاط دسترسی آنها به شبکه فراهم شود که هر زمان Mobility رخ دهد آن را تغییر بدهد و آپدیت کند. اطلاع از این جابجایی بر عهده Mapping Database System است.

روش Encapsulation در پروتکل Cisco LISP

در Encapsulation پروتکل Cisco LISP، با اضافه شدن یک Payload به همراه IP Address و LISP Header، یک بسته UDP ایجاد میشود.

سوئیچ‌های نکسوس سیسکو با استفاده از سیستم عامل NX-OS، یکی از پیشرفته‌ترین ویژگی‌ها و ابزارهایی را برای مشتریان ارائه می‌دهند تا نیازهای شبکه‌های خود را بهتر پیش‌بینی و مدیریت کنند. این ویژگی‌ها و امکانات شامل موارد زیر می‌شوند:

• انعطاف‌پذیری در مقیاس‌پذیری: سوئیچ‌های نکسوس با سیستم عامل NX-OS، امکانات بسیار بالایی را برای مقیاس‌پذیری شبکه ارائه می‌دهند. این به معنای این است که مشتریان می‌توانند شبکه‌های خود را با توجه به نیازهای آینده گسترش دهند و از امکاناتی مانند Virtual Port Channels (vPC) و FabricPath برای ارتقاء و گسترش شبکه خود استفاده کنند.
• پیش‌بینی نیازهای آینده: سیستم عامل NX-OS، امکانات پیشرفته‌ای مانند مدیریت پهنای باند و QoS (Quality of Service) را فراهم می‌کند که به کاربران این امکان را می‌دهد تا نیازهای آینده خود را پیش‌بینی کرده و برنامه‌ریزی کنند. این امکانات به مشتریان کمک می‌کنند تا با توجه به رشد و تغییرات در شبکه، بهترین استفاده را از زیرساخت خود داشته باشند.
• مدیریت هوشمند ترافیک: NX-OS ابزارهای قدرتمندی را برای مدیریت ترافیک شبکه ارائه می‌دهد. این امکانات شامل ابزارهای مانیتورینگ و تحلیل ترافیک، اعمال قوانین و سیاست‌های ترافیکی و همچنین بهبود عملکرد و کارایی شبکه از طریق توزیع هوشمند ترافیک می‌شوند.
• حفاظت امنیتی: NX-OS امکانات و ویژگی‌های امنیتی قدرتمندی را فراهم می‌کند که به کاربران کمک می‌کند تا شبکه‌های خود را در برابر تهدیدات امنیتی مختلف محافظت کنند. این امکانات شامل رمزنگاری، ورود به سیستم (Authentication)، کنترل دسترسی (Access Control) و دیگر ویژگی‌های امنیتی می‌شوند.

تفاوت نقش LISP و VXLAN

دستورات بررسی و عیب‌یابی LISP

بسته به پلتفرم و نسخه، دستورات زیر برای بررسی وضعیت LISP استفاده می‌شوند:

show lisp session
show lisp database
show lisp map-cache
show lisp site
show lisp instance-id
show lisp statistics
show running-config | section lisp

جمع بندی

پروتکل Cisco LISP (Locator/ID Separation Protocol) یک فناوری شبکه‌ای است که برای بهبود مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری در شبکه‌ها، به ویژه در محیط‌های بزرگ و پیچیده مانند دیتاسنترها و شبکه‌های گسترده، طراحی شده است. LISP با جدا کردن نقش مکان‌یابی (Locator) و شناسایی (Identifier) در آدرس‌دهی شبکه، مشکلات مرتبط با جابجایی (Mobility) و مسیریابی (Routing) در شبکه‌ها را حل می‌کند.

سوالات متداول درباره پروتکل LISP

LISP مخفف چیست؟

LISP مخفف Locator/ID Separation Protocol است و نباید با زبان برنامه‌نویسی Lisp اشتباه گرفته شود.

تفاوت EID و RLOC چیست؟

EID هویت یا آدرس Endpoint را مشخص می‌کند؛ درحالی‌که RLOC محل دسترسی آن Endpoint در زیرساخت Routing را نشان می‌دهد.

آیا LISP یک Routing Protocol است؟

LISP جایگزین کامل پروتکل‌های Underlay Routing نیست. این پروتکل Mapping میان EID و RLOC را مدیریت می‌کند و برای انتقال Packet همچنان به دسترسی Routing میان RLOCها نیاز دارد.

تفاوت LISP و VXLAN چیست؟

LISP اطلاعات Reachability و Mapping را در Control Plane مدیریت می‌کند؛ VXLAN برای Encapsulation و انتقال ترافیک در Data Plane استفاده می‌شود.

Map-Server و Map-Resolver چه تفاوتی دارند؟

Map-Server اطلاعات EIDهای ثبت‌شده توسط ETRها را دریافت می‌کند؛ Map-Resolver نیز درخواست‌های ITR برای یافتن Mapping مقصد را پردازش می‌کند.

xTR چیست؟

xTR تجهیزی است که متناسب با جهت ترافیک می‌تواند نقش ITR برای ارسال و نقش ETR برای دریافت Packetهای LISP را انجام دهد.

LISP چه نقشی در Cisco SD-Access دارد؟

LISP در SD-Access نقش Control Plane را دارد و محل Endpointها را با نگهداری Mapping میان EID و RLOC مشخص می‌کند.