Distance Vector ist ein grundlegendes Prinzip der Computernetzwerke, insbesondere im Bereich der Routing-Protokolle. Das Konzept wird verwendet, um den besten Weg für Datenpakete zu bestimmen, um ihr Ziel innerhalb eines Netzwerks zu erreichen, indem die mit jedem möglichen Weg verbundene „Entfernung“ oder „Kosten“ berechnet wird.
Die Entstehung des Distanzvektors
Das Aufkommen der Distanzvektor-Routing-Algorithmen geht auf die Anfänge des ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network), dem Vorläufer des Internets, in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren zurück. Die erste Erwähnung eines Distanzvektor-ähnlichen Algorithmus erfolgte 1978 in einer Arbeit von John McQuillan, Ira Richer und Eric Rosen. Ihr als Routing Information Protocol (RIP) bezeichneter Algorithmus nutzte eine Form des Distanzvektor-Routings zur Navigation im Netzwerk.
Tauchen Sie tiefer in den Distanzvektor ein
In einem Netzwerk müssen Router Informationen austauschen, um den Aufbau des Netzwerks zu verstehen und Routing-Entscheidungen zu treffen. Distance Vector-Protokolle sind eine der Methoden, mit denen Router diese Informationen teilen.
Im Kontext des Routings bezieht sich „Entfernung“ auf die Kosten für das Erreichen eines bestimmten Knotens (z. B. Netzwerk oder Router) und „Vektor“ bezieht sich auf die Richtung zu diesem Knoten. Jeder Router verwaltet eine Routing-Tabelle, die den kostengünstigsten Pfad zu jedem anderen Router und den nächsten Hop zu diesem Pfad enthält.
Das Distance Vector-Protokoll verwendet ein einfaches Verfahren. Jeder Router überträgt seine gesamte Routing-Tabelle an seine unmittelbaren Nachbarn. Diese Nachbarn aktualisieren dann ihre eigenen Routing-Tabellen basierend auf den empfangenen Informationen, und der Prozess wird iterativ im gesamten Netzwerk fortgesetzt, bis alle Router über konsistente Routing-Informationen verfügen. Dieses Verfahren wird auch als Bellman-Ford-Algorithmus oder Ford-Fulkerson-Algorithmus bezeichnet.
Innenleben des Distanzvektors
Die Funktionsweise von Distance Vector-Protokollen zeichnet sich durch ihre Einfachheit aus. Jeder Router kennt zunächst nur seine unmittelbaren Nachbarn. Da Router ihre Routing-Tabellen gemeinsam nutzen, verbreitet sich das Wissen über weiter entfernte Knoten nach und nach im Netzwerk.
Das Protokoll arbeitet in Zyklen. In jedem Zyklus sendet jeder Router seine gesamte Routing-Tabelle an seine direkten Nachbarn. Beim Empfang einer Routing-Tabelle von einem Nachbarn aktualisiert ein Router seine eigene Tabelle, um alle erlernten günstigeren Pfade zu Zielen anzuzeigen.
Router, die Distance Vector-Protokolle verwenden, müssen sich mit bestimmten Problemen auseinandersetzen, wie z. B. Routing-Schleifen und Count-to-Infinity-Problemen, die durch Techniken wie Split Horizon, Route Poisoning und Hold-Down-Timer gemildert werden.
Hauptmerkmale des Distanzvektors
Distanzvektorprotokolle weisen mehrere Hauptmerkmale auf:
- Einfachheit: Sie sind relativ einfach zu verstehen und umzusetzen.
- Selbststartend: Das Netzwerk kann sich nach Ausfällen automatisch wiederherstellen.
- Regelmäßige Aktualisierungen: Informationen werden in regelmäßigen Abständen ausgetauscht, um das Netzwerkwissen auf dem neuesten Stand zu halten.
- Eingeschränkte Sicht: Jeder Router hat eine eingeschränkte Sicht auf das Netzwerk, was bei größeren Netzwerken ein Nachteil sein kann.
Arten von Distanzvektorprotokollen
Nachfolgend sind einige der gängigsten Arten von Distanzvektorprotokollen aufgeführt:
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Routing Information Protocol (RIP): Dies ist das traditionellste und grundlegendste Distanzvektorprotokoll. RIP ist einfach zu konfigurieren und funktioniert am besten in kleinen, flachen Netzwerken oder am Rande größerer Netzwerke. Aufgrund der maximalen Hop-Anzahl von 15 ist es jedoch für größere Netzwerke weniger geeignet.
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Interior Gateway Routing Protocol (IGRP): IGRP wurde von Cisco entwickelt und ist ein proprietäres Protokoll, das RIP verbessert, indem es größere Netzwerke unterstützt und eine ausgefeiltere Metrik verwendet.
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Erweitertes Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP): Hierbei handelt es sich um ein proprietäres Cisco-Protokoll, das Funktionen der Distance Vector- und Link-State-Protokolle umfasst und eine hervorragende Skalierbarkeit und Netzwerkkonvergenzzeiten bietet.
| Protokoll | Maximale Hop-Anzahl | Verkäufer | Metrisch |
|---|---|---|---|
| RUHE IN FRIEDEN | 15 | Standard | Hopfen zählen |
| IGRP | 100 | Cisco | Bandbreite, Verzögerung |
| EIGRP | 100 | Cisco | Bandbreite, Verzögerung, Zuverlässigkeit, Last |
Verwendung, Probleme und Lösungen im Distanzvektor
Distance Vector-Protokolle werden aufgrund ihrer Einfachheit und einfachen Einrichtung in einer Vielzahl von Netzwerkszenarien verwendet, vor allem in kleineren, weniger komplexen Netzwerkkonfigurationen.
Bei diesen Protokollen können jedoch mehrere Probleme auftreten:
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Routing-Schleifen: Unter bestimmten Bedingungen können inkonsistente Routing-Informationen zu Schleifenpfaden für Pakete führen. Lösungen wie Split Horizon und Route Poisoning werden verwendet, um dieses Problem zu entschärfen.
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Bis unendlich zählen: Dieses Problem tritt auf, wenn eine Netzwerkverbindung ausfällt und das Netzwerk übermäßig lange braucht, um auf einen neuen Satz von Pfaden zu konvergieren. Niederhalte-Timer sind eine Technik zur Lösung dieses Problems.
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Langsame Konvergenz: In großen Netzwerken können Distance Vector-Protokolle langsam auf Netzwerkänderungen reagieren. Dies kann durch den Einsatz modernerer Protokolle wie EIGRP abgemildert werden, die schneller auf Netzwerkänderungen reagieren.
Vergleich mit ähnlichen Begriffen
Distanzvektorprotokolle werden häufig mit Link-State-Protokollen verglichen. Die Hauptunterschiede zwischen ihnen sind unten aufgeführt:
| Kriterien | Distanzvektor | Verbindungsstatus |
|---|---|---|
| Komplexität | Einfach umzusetzen | Komplexer in der Umsetzung |
| Skalierbarkeit | Besser für kleinere Netzwerke | Besser für größere Netzwerke |
| Netzwerkwissen | Kennt sich nur mit Nachbarn aus | Vollständige Sicht auf die Netzwerktopologie |
| Konvergenzzeit | Langsam (regelmäßige Updates) | Schnell (sofortige Updates) |
| Ressourcennutzung | Weniger CPU- und Speicherverbrauch | Mehr CPU- und Speicherauslastung |
Zukunftsperspektiven
Während traditionelle Distanzvektorprotokolle wie RIP und IGRP in modernen Netzwerken immer seltener verbreitet werden, sind die diesen Protokollen zugrunde liegenden Prinzipien immer noch weit verbreitet. Beispielsweise verwenden Protokolle wie BGP (Border Gateway Protocol), das für das Routing zwischen autonomen Systemen im Internet verwendet wird, Pfadvektorprotokolle – eine Variante von Distance Vector.
Fortschritte in der Netzwerktechnologie wie Software Defined Networking (SDN) können auch Einfluss darauf haben, wie Distance Vector-Prinzipien in Zukunft verwendet werden.
Proxyserver und Distanzvektor
Proxyserver fungieren als Vermittler für Anfragen von Clients, die Ressourcen von anderen Servern suchen. Obwohl sie normalerweise keine Distance Vector-Protokolle für Routing-Entscheidungen verwenden, bietet das Verständnis dieser Protokolle ein grundlegendes Verständnis dafür, wie Daten Netzwerke durchlaufen, einschließlich solcher, an denen Proxy-Server beteiligt sind.
Durch das Verständnis der zugrunde liegenden Netzwerkprinzipien können Anbieter wie OneProxy die Leistung und Zuverlässigkeit ihrer Dienste besser optimieren. Beispielsweise ist das Konzept der Wahl des effizientesten Pfads im Zusammenhang mit Proxyservern von entscheidender Bedeutung, da es dazu beitragen kann, die Latenz zu minimieren und den Durchsatz zu maximieren.
verwandte Links
Ausführlichere Informationen zum Distanzvektor finden Sie in den folgenden Ressourcen:
