Thứ Ba, 28 tháng 5, 2013

Tìm hiểu và so sánh sự khác nhau giữa Distance Vector và Link State



1. Routing Protocol :
Routing được phân làm 3 dạng chính là Interior – Exterior -System . Ở đây chúng ta sẽ chỉ đề cập đến Interior và Exterior
- Interior route thực hiện công việc các công việc hội tụ các routing-table trong cùng một AS ( Autonomous System )
- Exterior thực hiện việc routing giữa các autonomous system với nhau + các policy về sercurity .
- VD : Interior : RIP v1 , RIP v2 , IGRP , OSPF , EIGRP , ….

Exterior : BGP4 , EGP .v.v.
- Các interior Routing protocol có thể được phân thành 3 nhóm ( do sử dụng các thuật giải khác nhau ) : Distance Vector (RIP v1 , RIP v2 , IGRP), Link-State(OSPF , IS-IS) , và Hybrid (eigrp)
- Khái niệm routing-table : là một dạng database cần thiết để thực hiện công việc tìm đường nhanh nhất (Path-determination) cho một packet khi đi vào một internetwork . Routing-table có thể có xây dựng thông qua nhiều cách ,có thể có được một cách tự động thông qua các routing protocol khác nhau hoặc được cấu hình trực tiếp thông qua admin . Mục đích chính của thao tác định tuyến là làm sao tất cả các router của AS có được một routing-table đúng nhất , đồng nhất để việc routing-switching diễn ra tốt nhất . Định tuyến luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầu vì việc định tuyến không tốt sẽ dẫn đến toàn bộ mạng sẽ bị down .

2 . Distance Vector :
Các giao thức định tuyến thuộc loại này như : RIP , IGRP , ……
Hoạt động theo nguyên tắc Neighbor , nghĩa là mỗi router sẻ gửi routing-table của mình cho tất cả các router được nối trực tiếp với nó . Các router đó sau đó so sánh với bảng routing-table mà mình hiện có và kiểm tra lại các tuyến đường của mình với các tuyến đường mới nhận được, tuyến đường nào tối ưu hơn sẻ được đưa vào routing-table . Các gói tin update sẽ được gửi theo định kỳ (30 giây với RIP ,90 giây đối với IGRP) .

+Ưu điểm : Dễ cấu hình , router không phải xử lý nhiều nên không tốn nhiều dung lượng bộ nhớ và CPU có tốc độ xử lý nhanh hơn .
+Nhược điểm :
- Hệ thống metric quá đơn giản (như rip chỉ là hop-count ) dẫn đến việc các tuyến đường được chọn vào routing-table chưa phải tuyến đường tốt nhất
- Vì các gói tin update được gửi theo định kỳ nên một lượng bandwidth đáng kể sẻ bị chiếm (mặc dù mạng không gì thay đổi nhiều) .
+ Do Router hội tụ chậm , dẫn đến việc sai lệch trong bảng địn tuyến gây nên hiện tượng loop .

3. Link State :
Các giao thức định tuyến thuộc loại này như OSPF, IS-IS .
Link State không gửi bảng định tuyến của mình , mà chỉ gửi tình trạng của các đường link trong linkstate-database của mình đi cho các router khác, các router sẽ áp dụng giải thuật SPF (shortest path first ) , để tự xây dựng routing-table riêng cho mình . Khi mạng đã hội tụ , Link State protocol sẽ không gửi update định kỳ mà chỉ gởi khi nào có một sự thay đổi trong mạng (1 line bị down , cần sử dụng đường back-up)
+ Ưu điểm : Có thể thích nghi được với đa số hệ thống , cho phép người thiết kế có thể thiết kế mạng linh hoạt , phản ứng nhanh với tình huống xảy ra.
Do không gởi interval-update , nên link state bảo đảm được bandwidth cho các đường mạng .
+ Nhược điểm :
- Do router phải sử lý nhiều , nên chiếm nhiều bộ nhớ , tốc độ CPU chậm hơn nên tăng delay
- Link State khá khó cấu hình để chạy tốt .

4 . So sánh giữa Link State và Distance Vector

+ Các router định tuyến theo Distance vector thực hiện gửi định kỳ toàn bộ bảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các router Neighbor kết nối trực tiếp với mình.

+ Các router định tuyến theo Distance vector không biết được đường đi đến đích một cách cụ thể, không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối giữa chúng.

+ Trong Distance Vector thì bảng định tuyến là nơi lưu kết quả chọn đường tốt nhất của mỗi router. Do đó, khi chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, các router chọn đường dựa trên kết quả đã chọn của router Neighbor . Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo sự chi phối của các router Neighbor .

+ Các router định tuyến theo distance vector thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền. Khi có sự thay đổi xảy ra, router nào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồi chuyển bảng định tuyến cập nhật cho các router Neighbor .

+ Trong giao thức định tuyến Link State, các router sẽ trao đổi các LSA (link state advertisement) với nhau để xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết hay cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng (topology database). Các thông tin trao đổi được gửi dưới dạng multicast.

+ Trong giao thức định tuyến Link State mỗi router đều có một cái nhìn đầy đủ và cụ thể về cấu trúc của hệ thống mạng. Từ đó mỗi router sẽ dùng thuật toán SPF để tính toán chọn đường đi tốt nhất đến từng mạng đích.

+ Khi các router định tuyến theo Link State đã hội tụ xong, nó không thực hiện cập nhật định tuyến theo chu kỳ mà chỉ cập nhật khi nào có sự thay đổi xảy ra. Do đó thời gian hội tụ nhanh và ít tốn băng thông.

+ Giao thức định tuyến theo link state có hỗ trợ CIDR, VLSM nên chúng là một chọn lựa tốt cho các mạng lớn và phức tạp. Nhưng đồng thời nó đòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn và khả năng xử lý mạnh của CPU của router.

+ Để đảm bảo là các database luôn có thông tin mới, trong các LSA này được đánh thêm chỉ số sequence. Chỉ số sequence được bắt đầu từ giá trị initial đến giá trị Max-age. Khi một router nào đó tạo ra một LSA, nó sẽ đặt giá trị sequence bằng initial. Mỗi khi router gửi ra một phiên bản LSA update khác, nó sẽ tăng giá trị đó lên 1. Như vậy, giá trị sequence càng cao thì LSA update càng mới. Nếu giá trị sequence này đạt đến max-age, router sẽ flood LSA ra cho tất cả các router còn lại, sau đó router đó sẽ set giá trị sequence về initial .

Distance Vector vs Link State Routing


Overview


"Distance Vector" and "Link State" are terms used to describe routing protocols which are used byrouters to forward packets between networks. The purpose of any routing protocol is to dynamically communicate information about all network paths used to reach a destination and to select the from those paths, the best path to reach a destination network. The terms distance vector and link state are used to group routing protocols into two broad categories based on whether the routing protocol selects the best routing path based on a distance metric (the distance) and an interface (the vector), or selects the best routing path by calculating the state of each link in a path and finding the path that has the lowest total metric to reach the destination.

DISTANCE VECTOR


Distance
Distance is the cost of reaching a destination, usually based on the number of hosts the path passes through, or the total of all the administrative metrics assigned to the links in the path.
Vector
From the standpoint of routing protocols, the vector is the interface traffic will be forwarded out in order to reach an given destination network along a route or path selected by the routing protocol as the best path to the destination network.
Distance vector protocols use a distance calculation plus an outgoing network interface (a vector) to choose the best path to a destination network. The network protocol (IPX, SPX, IP, Appletalk, DECnet etc.) will forward data using the best paths selected.

Common distance vector routing protocols include:



Advantages of Distance Vector Protocols


Well Supported
Protocols such as RIP have been around a long time and most, if not all devices that performrouting will understand RIP.
 

LINK STATE  


Link State protocols track the status and connection type of each link and produces a calculated metric based on these and other factors, including some set by the network administrator. Link state protocols know whether a link is up or down and how fast it is and calculates a cost to 'get there'. Since routers run routing protocols to figure out how to get to a destination, you can think of the 'link states' as being the status of the interfaces on the router. Link State protocols will take a path which has more hops, but that uses a faster medium over a path using a slower medium with fewer hops.

Because of their awareness of media types and other factors, link state protocols require more processing power (more circuit logic in the case of ASICs) and memory. Distance vector algorithms being simpler require simpler hardware.

A Comparison: Link State vs. Distance Vector


See Fig. 1-1 below. If all routers were running a Distance Vector protocol, the path or 'route' chosen would be from A  B directly over the ISDN serial link, even though that link is about 10 times slower than the indirect route from A  C  D  B.

A Link State protocol would choose the A  C  D  B path because it's using a faster medium (100 Mb ethernet). In this example, it would be better to run a Link State routing protocol, but if all the links in the network are the same speed, then a Distance Vector protocol is better.

FIG. 1-1

2 nhận xét:

  1. Bài viết rất bổ ích, đi vào chi tiết, mình đánh giá cao mục 2, 3, 4.

    Trả lờiXóa
  2. Mục 1 nhiều điểm còn chưa chính xác, cần xem lại, ví dụ "Interior route thực hiện công việc các công việc hội tụ các routing-table trong cùng một AS ( Autonomous System )" trong Interior route thì chỉ có RIP và EIGRP mới trao đổi routing-table với nhau còn OSPF thì trao đổi LSAs như phần dưới có đề cập đến. Nếu có gì sai sót, mong bỏ qua cho :)))

    Trả lờiXóa