เวกเตอร์ระยะทาง

Distance Vector เป็นหลักการพื้นฐานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขอบเขตของโปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง แนวคิดนี้ใช้เพื่อกำหนดเส้นทางที่ดีที่สุดสำหรับแพ็กเก็ตข้อมูลเพื่อไปยังปลายทางภายในเครือข่ายโดยการคำนวณ 'ระยะทาง' หรือ 'ต้นทุน' ที่เกี่ยวข้องกับแต่ละเส้นทางที่เป็นไปได้

กำเนิดของเวกเตอร์ระยะทาง

การถือกำเนิดของอัลกอริธึมการกำหนดเส้นทาง Distance Vector ย้อนกลับไปในยุคแรกๆ ของ ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของอินเทอร์เน็ต ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และต้นทศวรรษ 1970 การกล่าวถึงอัลกอริธึมคล้าย Distance Vector ครั้งแรกมีอยู่ในรายงานปี 1978 โดย John McQuillan, Ira Richer และ Eric Rosen อัลกอริธึมของพวกเขาซึ่งมีชื่อว่า Routing Information Protocol (RIP) ใช้รูปแบบของการกำหนดเส้นทางเวกเตอร์ระยะทางเพื่อนำทางเครือข่าย

เจาะลึกเข้าไปในเวกเตอร์ระยะทาง

ในเครือข่าย เราเตอร์จะต้องแบ่งปันข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจโครงร่างของเครือข่ายและทำการตัดสินใจเกี่ยวกับเส้นทาง โปรโตคอล Distance Vector เป็นหนึ่งในวิธีที่เราเตอร์แบ่งปันข้อมูลนี้

ในบริบทของการกำหนดเส้นทาง 'ระยะทาง' หมายถึงค่าใช้จ่ายในการเข้าถึงโหนดใดโหนดหนึ่ง (เช่น เครือข่ายหรือเราเตอร์) และ 'เวกเตอร์' หมายถึงทิศทางไปยังโหนดนั้น เราเตอร์แต่ละตัวจะรักษาตารางเส้นทาง ซึ่งรวมถึงเส้นทางที่มีต้นทุนน้อยที่สุดไปยังเราเตอร์อื่นๆ ทุกตัวและการกระโดดครั้งต่อไปไปยังเส้นทางนั้น

โปรโตคอล Distance Vector ใช้ขั้นตอนที่ไม่ซับซ้อน เราเตอร์แต่ละตัวจะส่งตารางเส้นทางทั้งหมดไปยังเพื่อนบ้าน จากนั้นเพื่อนบ้านเหล่านี้จะอัปเดตตารางเส้นทางของตนเองตามข้อมูลที่ได้รับ และกระบวนการจะดำเนินต่อไปซ้ำๆ ทั่วทั้งเครือข่ายจนกว่าเราเตอร์ทั้งหมดจะมีข้อมูลเส้นทางที่สอดคล้องกัน ขั้นตอนนี้เรียกอีกอย่างว่าอัลกอริทึมของ Bellman-Ford หรืออัลกอริทึมของ Ford-Fulkerson

การทำงานภายในของเวกเตอร์ระยะทาง

การทำงานของโปรโตคอล Distance Vector โดดเด่นด้วยความเรียบง่าย ในตอนแรก เราเตอร์แต่ละตัวจะรู้เฉพาะเพื่อนบ้านที่อยู่ใกล้ๆ เท่านั้น เมื่อเราเตอร์แชร์ตารางเส้นทางของตน ความรู้เกี่ยวกับโหนดที่อยู่ห่างไกลจะค่อยๆ เผยแพร่ผ่านเครือข่าย

โปรโตคอลทำงานเป็นรอบ ในแต่ละรอบ เราเตอร์ทุกตัวจะส่งตารางเส้นทางทั้งหมดไปยังเพื่อนบ้านโดยตรง เมื่อได้รับตารางเส้นทางจากเพื่อนบ้าน เราเตอร์จะอัปเดตตารางของตัวเองเพื่อแสดงเส้นทางที่ถูกกว่าไปยังจุดหมายปลายทางที่ได้เรียนรู้

เราเตอร์ที่ใช้โปรโตคอล Distance Vector ต้องจัดการกับปัญหาบางอย่าง เช่น ปัญหาการวนซ้ำของเส้นทางและปัญหาการนับถึงอนันต์ ซึ่งแก้ไขได้โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น Split Horizon, Route Poisoning และตัวจับเวลาค้าง

คุณสมบัติที่สำคัญของเวกเตอร์ระยะทาง

โปรโตคอล Distance Vector มีคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการ:

1. ความเรียบง่าย: ค่อนข้างง่ายต่อการเข้าใจและนำไปใช้
2. การเริ่มต้นด้วยตนเอง: เครือข่ายสามารถกู้คืนได้โดยอัตโนมัติจากความล้มเหลว
3. การอัปเดตเป็นระยะ: ข้อมูลจะถูกแบ่งปันเป็นระยะ ๆ โดยรักษาความรู้เครือข่ายที่ทันสมัย
4. มุมมองที่จำกัด: เราเตอร์แต่ละตัวมีมุมมองที่จำกัดของเครือข่าย ซึ่งอาจเป็นผลเสียสำหรับเครือข่ายขนาดใหญ่

ประเภทของโปรโตคอลเวกเตอร์ระยะทาง

ด้านล่างนี้คือประเภทโปรโตคอล Distance Vector ที่พบบ่อยที่สุดบางส่วน:

1. โปรโตคอลข้อมูลเส้นทาง (RIP): นี่เป็นโปรโตคอล Distance Vector แบบดั้งเดิมและเป็นพื้นฐานที่สุด RIP กำหนดค่าได้ง่ายและทำงานได้ดีที่สุดในเครือข่ายขนาดเล็กแบบแบนหรือที่ขอบของเครือข่ายที่ใหญ่กว่า อย่างไรก็ตาม ไม่เหมาะกับเครือข่ายขนาดใหญ่ เนื่องจากมีจำนวนฮ็อพสูงสุดที่ 15

2. โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเกตเวย์ภายใน (IGRP): IGRP พัฒนาโดย Cisco เป็นโปรโตคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งปรับปรุงจาก RIP โดยรองรับเครือข่ายขนาดใหญ่และใช้ตัววัดที่ซับซ้อนมากขึ้น

3. โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเกตเวย์ภายในที่ได้รับการปรับปรุง (EIGRP): นี่เป็นโปรโตคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Cisco ที่รวมเอาคุณสมบัติจากทั้งโปรโตคอล Distance Vector และ Link-State เข้าด้วยกัน ซึ่งให้ความสามารถในการปรับขนาดที่เหนือกว่าและเวลาในการบรรจบกันของเครือข่าย

การใช้ ปัญหา และแนวทางแก้ไขในเวกเตอร์ระยะทาง

โปรโตคอล Distance Vector ใช้ในสถานการณ์เครือข่ายที่หลากหลาย โดยหลักแล้วคือการตั้งค่าเครือข่ายขนาดเล็กและซับซ้อนน้อยกว่า เนื่องจากความเรียบง่ายและง่ายต่อการติดตั้ง

อย่างไรก็ตาม โปรโตคอลเหล่านี้อาจประสบปัญหาหลายประการ:

1. ลูปการกำหนดเส้นทาง: ในบางเงื่อนไข ข้อมูลเส้นทางที่ไม่สอดคล้องกันอาจทำให้เกิดเส้นทางวนซ้ำสำหรับแพ็กเก็ตได้ มีการใช้วิธีแก้ปัญหาเช่น Split Horizon และ Route Poisoning เพื่อบรรเทาปัญหานี้

2. นับถึงอนันต์: ปัญหานี้เกิดขึ้นเมื่อการเชื่อมโยงเครือข่ายล้มเหลว และเครือข่ายใช้เวลานานเกินไปในการบรรจบกันบนชุดเส้นทางใหม่ ตัวจับเวลาแบบกดค้างเป็นเทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการแก้ไขปัญหานี้

3. การบรรจบกันช้า: ในเครือข่ายขนาดใหญ่ โปรโตคอล Distance Vector อาจตอบสนองช้าต่อการเปลี่ยนแปลงของเครือข่าย สิ่งนี้สามารถบรรเทาลงได้โดยใช้โปรโตคอลที่ทันสมัยกว่า เช่น EIGRP ซึ่งตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงเครือข่ายได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

เปรียบเทียบกับข้อกำหนดที่คล้ายกัน

โปรโตคอล Distance Vector มักจะถูกเปรียบเทียบกับโปรโตคอล Link-State ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกันมีดังต่อไปนี้:

มุมมองในอนาคต

แม้ว่าโปรโตคอล Distance Vector แบบดั้งเดิม เช่น RIP และ IGRP จะพบเห็นได้น้อยลงในเครือข่ายสมัยใหม่ แต่หลักการที่เป็นรากฐานของโปรโตคอลเหล่านี้ยังคงนำไปใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น โปรโตคอล เช่น BGP (Border Gateway Protocol) ซึ่งใช้สำหรับการกำหนดเส้นทางระหว่างระบบอัตโนมัติบนอินเทอร์เน็ต ให้ใช้โปรโตคอล path-vector ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของ Distance Vector

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีเครือข่าย เช่น Software Defined Networking (SDN) อาจส่งผลต่อวิธีการใช้หลักการ Distance Vector ในอนาคต

พร็อกซี่เซิร์ฟเวอร์และเวกเตอร์ระยะทาง

พร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับการร้องขอจากไคลเอนต์ที่ค้นหาทรัพยากรจากเซิร์ฟเวอร์อื่น แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วโปรโตคอลเหล่านี้จะไม่ใช้โปรโตคอล Distance Vector ในการตัดสินใจกำหนดเส้นทาง แต่การทำความเข้าใจโปรโตคอลเหล่านี้จะให้ความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการสำรวจข้อมูลผ่านเครือข่าย รวมถึงที่เกี่ยวข้องกับพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์

ด้วยการทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของเครือข่าย ผู้ให้บริการอย่าง OneProxy จึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของบริการของตนได้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น แนวคิดในการเลือกเส้นทางที่มีประสิทธิภาพสูงสุดถือเป็นสิ่งสำคัญในบริบทของพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ เนื่องจากสามารถช่วยลดเวลาแฝงและเพิ่มปริมาณงานได้สูงสุด

ลิงก์ที่เกี่ยวข้อง

สำหรับข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเวกเตอร์ระยะทาง โปรดดูแหล่งข้อมูลต่อไปนี้:

1. คำอธิบายโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเวกเตอร์ระยะทางของ Cisco
2. รายการ Wikipedia บนโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางเวกเตอร์ระยะทาง
3. RFC 1058 – โปรโตคอลข้อมูลการกำหนดเส้นทาง
4. คู่มือ Juniper เกี่ยวกับการทำความเข้าใจ RIP