Wektor odległości to podstawowa zasada sieci komputerowych, szczególnie w dziedzinie protokołów routingu. Koncepcja ta służy do określania najlepszej ścieżki pakietów danych dotarcia do miejsca docelowego w sieci poprzez obliczenie „odległości” lub „kosztu” związanego z każdą możliwą ścieżką.
Geneza wektora odległości
Pojawienie się algorytmów routingu wektora odległości datuje się od początków ARPANET (sieci Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych), prekursora Internetu, pod koniec lat sześćdziesiątych i na początku siedemdziesiątych XX wieku. Pierwsza wzmianka o algorytmie podobnym do wektora odległości pojawiła się w artykule z 1978 roku autorstwa Johna McQuillana, Iry Richera i Erica Rosena. Ich algorytm, nazwany protokołem Routing Information Protocol (RIP), wykorzystywał formę routingu wektora odległości do nawigacji w sieci.
Zagłębianie się w wektor odległości
W sieci routery muszą udostępniać informacje, aby zrozumieć układ sieci i podejmować decyzje dotyczące routingu. Protokoły wektora odległości są jedną z metod udostępniania tych informacji przez routery.
W kontekście routingu „odległość” odnosi się do kosztu dotarcia do określonego węzła (np. sieci lub routera), a „wektor” odnosi się do kierunku do tego węzła. Każdy router utrzymuje tablicę routingu, która zawiera najtańszą ścieżkę do każdego innego routera i następny przeskok w kierunku tej ścieżki.
Protokół wektora odległości wykorzystuje prostą procedurę. Każdy router przesyła całą swoją tablicę routingu do swoich bezpośrednich sąsiadów. Następnie sąsiedzi aktualizują swoje własne tablice routingu w oparciu o otrzymane informacje, a proces jest kontynuowany iteracyjnie w całej sieci, aż wszystkie routery będą miały spójne informacje o routingu. Procedura ta jest również znana jako algorytm Bellmana-Forda lub algorytm Forda-Fulkersona.
Wewnętrzne działanie wektora odległości
Działanie protokołów wektora odległości charakteryzuje się prostotą. Początkowo każdy router wie tylko o swoich bezpośrednich sąsiadach. W miarę jak routery współdzielą swoje tablice routingu, wiedza o bardziej odległych węzłach stopniowo rozprzestrzenia się w sieci.
Protokół działa cyklicznie. W każdym cyklu każdy router wysyła całą swoją tablicę routingu do swoich bezpośrednich sąsiadów. Po otrzymaniu tablicy routingu od sąsiada router aktualizuje swoją własną tablicę, aby uwzględnić tańsze ścieżki do miejsc docelowych, których się nauczył.
Routery korzystające z protokołów wektora odległości muszą radzić sobie z pewnymi problemami, takimi jak pętle routingu i problemy z odliczaniem do nieskończoności, które można złagodzić za pomocą technik takich jak podzielony horyzont, zatruwanie tras i liczniki czasu przetrzymania.
Kluczowe cechy wektora odległości
Protokoły wektora odległości mają kilka kluczowych cech:
- Prostota: są stosunkowo łatwe do zrozumienia i wdrożenia.
- Samoczynne uruchamianie: Sieć może automatycznie odbudowywać się po awariach.
- Okresowe aktualizacje: Informacje są udostępniane w regularnych odstępach czasu, co pozwala zachować aktualną wiedzę o sieci.
- Ograniczony widok: każdy router ma ograniczony widok na sieć, co może być wadą w przypadku większych sieci.
Rodzaje protokołów wektora odległości
Poniżej znajdują się niektóre z najpopularniejszych typów protokołów wektora odległości:
-
Protokół informacji o routingu (RIP): Jest to najbardziej tradycyjny i podstawowy protokół wektora odległości. Protokół RIP jest łatwy w konfiguracji i najlepiej sprawdza się w małych, płaskich sieciach lub na obrzeżach większych. Jednak jest mniej odpowiedni dla większych sieci ze względu na maksymalną liczbę przeskoków wynoszącą 15.
-
Protokół routingu bramy wewnętrznej (IGRP): Opracowany przez Cisco protokół IGRP jest zastrzeżonym protokołem, który udoskonala protokół RIP, obsługując większe sieci i wykorzystując bardziej wyrafinowaną metrykę.
-
Ulepszony protokół routingu bramy wewnętrznej (EIGRP): Jest to zastrzeżony protokół Cisco, który zawiera funkcje protokołów wektora odległości i stanu łącza, oferując doskonałą skalowalność i czasy konwergencji sieci.
| Protokół | Maksymalna liczba przeskoków | Sprzedawca | Metryczny |
|---|---|---|---|
| ROZERWAĆ | 15 | Standard | Licznik skoków |
| IGRP | 100 | Cisco | Przepustowość, opóźnienie |
| EIGRP | 100 | Cisco | Przepustowość, opóźnienie, niezawodność, obciążenie |
Użycie, problemy i rozwiązania w wektorze odległości
Protokoły wektora odległości są używane w różnych scenariuszach sieciowych, przede wszystkim w mniejszych, mniej złożonych konfiguracjach sieciowych ze względu na ich prostotę i łatwość konfiguracji.
Jednak te protokoły mogą napotkać kilka problemów:
-
Pętle routingu: W pewnych warunkach niespójne informacje o routingu mogą prowadzić do zapętlenia ścieżek pakietów. Aby złagodzić ten problem, stosuje się rozwiązania takie jak Split Horizon i Route Poisoning.
-
Liczenie do nieskończoności: Ten problem występuje, gdy łącze sieciowe ulegnie awarii, a osiągnięcie przez sieć nowego zestawu ścieżek zajmuje zbyt dużo czasu. Jedną z technik stosowanych w celu rozwiązania tego problemu są liczniki czasu przetrzymania.
-
Powolna konwergencja: W dużych sieciach protokoły wektora odległości mogą wolno reagować na zmiany w sieci. Można temu zaradzić, stosując nowocześniejsze protokoły, takie jak EIGRP, które szybciej reagują na zmiany w sieci.
Porównanie z podobnymi terminami
Protokoły wektora odległości są często porównywane z protokołami stanu łącza. Główne różnice między nimi są wymienione poniżej:
| Kryteria | Wektor odległości | Stan łącza |
|---|---|---|
| Złożoność | Proste w wykonaniu | Bardziej skomplikowane do wdrożenia |
| Skalowalność | Lepiej dla mniejszych sieci | Lepiej dla większych sieci |
| Wiedza o sieci | Zna tylko sąsiadów | Pełny widok topologii sieci |
| Czas konwergencji | Powolne (okresowe aktualizacje) | Szybkie (natychmiastowe aktualizacje) |
| Użycie zasobów | Mniejsze zużycie procesora i pamięci | Większe zużycie procesora i pamięci |
Perspektywy na przyszłość
Chociaż tradycyjne protokoły wektora odległości, takie jak RIP i IGRP, stają się coraz mniej powszechne w nowoczesnych sieciach, zasady leżące u podstaw tych protokołów są nadal szeroko stosowane. Na przykład protokoły takie jak BGP (Border Gateway Protocol), który jest używany do routingu między systemami autonomicznymi w Internecie, korzystają z protokołów wektora ścieżki — wariantu wektora odległości.
Postępy w technologii sieciowej, takiej jak sieci definiowane programowo (SDN), mogą również wpłynąć na sposób wykorzystania zasad wektora odległości w przyszłości.
Serwery proxy i wektor odległości
Serwery proxy działają jako pośrednicy dla żądań klientów poszukujących zasobów z innych serwerów. Chociaż zazwyczaj nie używają protokołów wektora odległości do podejmowania decyzji o routingu, zrozumienie tych protokołów zapewnia podstawową wiedzę na temat sposobu, w jaki dane przechodzą przez sieci, w tym te, w których biorą udział serwery proxy.
Rozumiejąc podstawowe zasady sieciowe, dostawcy tacy jak OneProxy mogą lepiej optymalizować wydajność i niezawodność swoich usług. Na przykład koncepcja wyboru najbardziej wydajnej ścieżki jest kluczowa w kontekście serwerów proxy, ponieważ może pomóc w minimalizacji opóźnień i maksymalizacji przepustowości.
powiązane linki
Bardziej szczegółowe informacje na temat wektora odległości można znaleźć w następujących zasobach:
