وکتور فاصله

Distance Vector یک اصل اساسی در شبکه های کامپیوتری است، به ویژه در حوزه پروتکل های مسیریابی. این مفهوم برای تعیین بهترین مسیر برای بسته های داده برای رسیدن به مقصد در یک شبکه با محاسبه "فاصله" یا "هزینه" مرتبط با هر مسیر ممکن استفاده می شود.

بردار پیدایش فاصله

ظهور الگوریتم های مسیریابی بردار فاصله به روزهای اولیه ARPANET (شبکه آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته)، پیشرو اینترنت، در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه 1970 بازمی گردد. اولین اشاره ای به الگوریتم بردار فاصله ای در مقاله ای در سال 1978 توسط جان مک کویلان، ایرا ریچر و اریک روزن بود. الگوریتم آنها که پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP) نام دارد، از نوعی مسیریابی برداری فاصله برای پیمایش در شبکه استفاده می کند.

کاوش عمیق تر در بردار فاصله

در یک شبکه، روترها باید اطلاعات را به اشتراک بگذارند تا چینش شبکه را درک کنند و تصمیمات مسیریابی را بگیرند. پروتکل های Distance Vector یکی از روش هایی است که روترها به وسیله آن این اطلاعات را به اشتراک می گذارند.

در زمینه مسیریابی، «فاصله» به هزینه رسیدن به یک گره خاص (مثلاً شبکه یا روتر) و «بردار» به جهت آن گره اشاره دارد. هر روتر یک جدول مسیریابی دارد که شامل کمترین هزینه برای هر روتر دیگر و پرش بعدی به سمت آن مسیر است.

پروتکل Distance Vector از یک روش ساده استفاده می کند. هر روتر کل جدول مسیریابی خود را به همسایگان نزدیک خود منتقل می کند. سپس این همسایگان جداول مسیریابی خود را بر اساس اطلاعات دریافتی به روز می کنند و این روند به طور مکرر در سراسر شبکه ادامه می یابد تا زمانی که همه روترها اطلاعات مسیریابی ثابتی داشته باشند. این روش به الگوریتم بلمن-فورد یا الگوریتم فورد-فولکرسون نیز معروف است.

بردار کارهای داخلی فاصله

عملکرد پروتکل های Distance Vector با سادگی آن مشخص می شود. در ابتدا، هر روتر فقط در مورد همسایگان فوری خود می داند. همانطور که روترها جداول مسیریابی خود را به اشتراک می گذارند، دانش در مورد گره های دورتر به تدریج در شبکه منتشر می شود.

پروتکل در چرخه عمل می کند. در هر چرخه، هر روتر کل جدول مسیریابی خود را به همسایگان مستقیم خود ارسال می کند. به محض دریافت جدول مسیریابی از همسایه، روتر جدول خود را به روز می کند تا مسیرهای ارزان تری را به مقصدی که آموخته است منعکس کند.

روترهایی که از پروتکل‌های Distance Vector استفاده می‌کنند باید با مسائل خاصی مانند حلقه‌های مسیریابی و مشکلات شمارش تا بی‌نهایت مقابله کنند که با استفاده از تکنیک‌هایی مانند افق تقسیم، مسمومیت مسیر و تایمرهای نگه‌دارنده کاهش می‌یابند.

ویژگی های کلیدی وکتور فاصله

پروتکل های Distance Vector چندین ویژگی کلیدی دارند:

1. سادگی: درک و اجرای آنها نسبتاً آسان است.
2. خود راه اندازی: شبکه می تواند به طور خودکار از خرابی ها بازیابی شود.
3. به روز رسانی های دوره ای: اطلاعات در فواصل زمانی منظم به اشتراک گذاشته می شود و دانش شبکه به روز حفظ می شود.
4. نمای محدود: هر روتر دید محدودی از شبکه دارد که می تواند برای شبکه های بزرگتر یک اشکال باشد.

انواع پروتکل های بردار فاصله

در زیر برخی از رایج ترین انواع پروتکل های Distance Vector آورده شده است:

1. پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP): این سنتی ترین و اساسی ترین پروتکل Distance Vector است. RIP به راحتی قابل پیکربندی است و در شبکه های کوچک و مسطح یا در لبه شبکه های بزرگتر بهترین عملکرد را دارد. با این حال، به دلیل حداکثر تعداد پرش 15، برای شبکه های بزرگتر مناسب نیست.

2. پروتکل مسیریابی دروازه داخلی (IGRP): IGRP که توسط سیسکو توسعه داده شده است، یک پروتکل اختصاصی است که با پشتیبانی از شبکه های بزرگتر و استفاده از معیارهای پیچیده تر، RIP را بهبود می بخشد.

3. پروتکل مسیریابی دروازه داخلی پیشرفته (EIGRP): این یک پروتکل انحصاری سیسکو است که ویژگی‌هایی را از پروتکل‌های Distance Vector و Link-State ترکیب می‌کند و مقیاس‌پذیری و زمان‌های همگرایی شبکه را ارائه می‌دهد.

کاربرد، مشکلات و راه حل ها در بردار فاصله

پروتکل های Distance Vector در انواع سناریوهای شبکه، عمدتاً در تنظیمات شبکه کوچکتر و کمتر پیچیده به دلیل سادگی و سهولت راه اندازی استفاده می شود.

با این حال، این پروتکل ها می توانند با چندین مشکل مواجه شوند:

1. حلقه های مسیریابی: در شرایط خاص، اطلاعات مسیریابی ناسازگار می‌تواند منجر به ایجاد حلقه‌های مسیر برای بسته‌ها شود. راه حل هایی مانند Split Horizon و Route Poisoning برای کاهش این مشکل استفاده می شود.

2. شمارش تا بی نهایت: این مشکل زمانی رخ می‌دهد که یک پیوند شبکه از کار بیفتد و شبکه زمان زیادی طول بکشد تا در مجموعه‌ای از مسیرهای جدید همگرا شود. تایمرهای نگهدارنده یکی از تکنیک های مورد استفاده برای مقابله با این مشکل است.

3. همگرایی آهسته: در شبکه های بزرگ، پروتکل های Distance Vector می توانند به تغییرات شبکه واکنش نشان دهند. این را می توان با استفاده از پروتکل های مدرن تر مانند EIGRP، که سریع تر به تغییرات شبکه واکنش نشان می دهد، کاهش داد.

مقایسه با اصطلاحات مشابه

پروتکل های Distance Vector اغلب با پروتکل های Link-State مقایسه می شوند. تفاوت های اصلی بین آنها در زیر ذکر شده است:

چشم اندازهای آینده

در حالی که پروتکل‌های سنتی Distance Vector مانند RIP و IGRP در شبکه‌های مدرن کمتر رایج می‌شوند، اصول زیربنای این پروتکل‌ها هنوز به طور گسترده قابل اجرا هستند. به عنوان مثال، پروتکل‌هایی مانند BGP (پروتکل دروازه مرزی)، که برای مسیریابی بین سیستم‌های مستقل در اینترنت استفاده می‌شود، از پروتکل‌های بردار مسیر - نوعی از Distance Vector استفاده می‌کنند.

پیشرفت‌ها در فناوری شبکه، مانند شبکه‌های تعریف‌شده نرم‌افزار (SDN)، همچنین ممکن است بر نحوه استفاده از اصول بردار فاصله در آینده تأثیر بگذارد.

سرورهای پروکسی و وکتور فاصله

سرورهای پروکسی به عنوان واسطه برای درخواست های مشتریانی که به دنبال منابع از سرورهای دیگر هستند عمل می کنند. در حالی که آنها معمولاً از پروتکل های Distance Vector برای تصمیم گیری های مسیریابی استفاده نمی کنند، درک این پروتکل ها درک اساسی از نحوه عبور داده ها از شبکه ها، از جمله آنهایی که شامل سرورهای پراکسی هستند، ارائه می دهد.

با درک اصول اساسی شبکه، ارائه دهندگانی مانند OneProxy می توانند عملکرد و قابلیت اطمینان خدمات خود را بهتر بهینه کنند. به عنوان مثال، مفهوم انتخاب کارآمدترین مسیر در زمینه سرورهای پروکسی بسیار مهم است، زیرا می تواند به به حداقل رساندن تاخیر و به حداکثر رساندن توان کمک کند.

لینک های مربوطه

برای اطلاعات بیشتر در مورد بردار فاصله، به منابع زیر مراجعه کنید:

1. توضیح سیسکو در مورد پروتکل های مسیریابی برداری فاصله
2. مدخل ویکی پدیا در پروتکل مسیریابی برداری فاصله
3. RFC 1058 - پروتکل اطلاعات مسیریابی
4. راهنمای Juniper در درک RIP