Вектор відстані є фундаментальним принципом комп’ютерних мереж, особливо в області протоколів маршрутизації. Концепція використовується для визначення найкращого шляху для пакетів даних до місця призначення в мережі шляхом обчислення «відстані» або «вартості», пов’язаної з кожним можливим шляхом.
Генезис вектора відстані
Поява алгоритмів маршрутизації за допомогою вектора відстані бере свій початок із перших днів ARPANET (Мережа агентств передових дослідницьких проектів), попередника Інтернету, наприкінці 1960-х і на початку 1970-х років. Перша згадка про алгоритм, схожий на вектор відстані, була в статті 1978 року Джона МакКвіллана, Айри Річера та Еріка Розена. Їх алгоритм, який отримав назву Routing Information Protocol (RIP), використовував форму дистанційної векторної маршрутизації для навігації в мережі.
Занурившись у вектор відстані
У мережі маршрутизатори повинні обмінюватися інформацією, щоб зрозуміти структуру мережі та прийняти рішення щодо маршрутизації. Протоколи Distance Vector є одним із методів, за допомогою яких маршрутизатори обмінюються цією інформацією.
У контексті маршрутизації «відстань» означає вартість досягнення певного вузла (наприклад, мережі або маршрутизатора), а «вектор» означає напрямок до цього вузла. Кожен маршрутизатор підтримує таблицю маршрутизації, яка містить найменший шлях до кожного іншого маршрутизатора та наступний крок до цього шляху.
Протокол Distance Vector використовує просту процедуру. Кожен маршрутизатор передає всю свою таблицю маршрутизації своїм безпосереднім сусідам. Потім ці сусіди оновлюють власні таблиці маршрутизації на основі отриманої інформації, і процес повторюється по всій мережі, поки всі маршрутизатори не отримають узгоджену інформацію маршрутизації. Ця процедура також відома як алгоритм Беллмана-Форда або алгоритм Форда-Фулкерсона.
Внутрішня робота вектора відстані
Робота протоколів Distance Vector характеризується своєю простотою. Спочатку кожен маршрутизатор знає лише про своїх безпосередніх сусідів. Оскільки маршрутизатори спільно використовують свої таблиці маршрутизації, знання про більш віддалені вузли поступово поширюються мережею.
Протокол працює в циклах. У кожному циклі кожен маршрутизатор надсилає всю свою таблицю маршрутизації своїм прямим сусідам. Отримавши таблицю маршрутизації від сусіда, маршрутизатор оновлює власну таблицю, щоб відобразити будь-які дешевші шляхи до місць призначення, які він дізнався.
Маршрутизатори, які використовують протоколи Distance Vector, мають справу з певними проблемами, такими як петлі маршрутизації та проблеми відліку до нескінченності, які пом’якшуються за допомогою таких методів, як розділення горизонту, порушення маршруту та таймери утримування.
Ключові особливості вектора відстані
Протоколи Distance Vector мають кілька ключових особливостей:
- Простота: їх відносно легко зрозуміти та реалізувати.
- Самозапуск: мережа може автоматично відновлюватися після збоїв.
- Періодичні оновлення: інформація обмінюється через регулярні проміжки часу, підтримуючи актуальні знання мережі.
- Обмежений огляд: кожен маршрутизатор має обмежений огляд мережі, що може бути недоліком для великих мереж.
Типи протоколів вектора відстані
Нижче наведено деякі з найпоширеніших типів протоколів «Вектор відстані».
-
Протокол інформації про маршрутизацію (RIP): Це найбільш традиційний і базовий протокол Distance Vector. RIP легко налаштувати та найкраще працює в невеликих плоских мережах або на межі великих. Однак він менш підходить для великих мереж через максимальну кількість стрибків 15.
-
Протокол маршрутизації внутрішнього шлюзу (IGRP): Розроблений компанією Cisco, IGRP є власним протоколом, який покращує протокол RIP, підтримуючи великі мережі та використовуючи складнішу метрику.
-
Розширений протокол маршрутизації внутрішнього шлюзу (EIGRP): Це власний протокол Cisco, який включає в себе функції протоколів Distance Vector і Link-State, що забезпечує чудову масштабованість і час конвергенції мережі.
| Протокол | Максимальна кількість стрибків | Продавець | Метрика |
|---|---|---|---|
| РІП | 15 | Стандартний | Підрахунок стрибків |
| IGRP | 100 | Cisco | Пропускна здатність, затримка |
| EIGRP | 100 | Cisco | Пропускна здатність, затримка, надійність, навантаження |
Використання, проблеми та рішення у Vector Distance
Протоколи Distance Vector використовуються в різноманітних мережевих сценаріях, переважно в менших, менш складних мережевих налаштуваннях через їхню простоту та легкість налаштування.
Однак ці протоколи можуть зіткнутися з кількома проблемами:
-
Петлі маршрутизації: За певних умов неузгоджена інформація про маршрутизацію може призвести до циклічних шляхів для пакетів. Для пом’якшення цієї проблеми використовуються такі рішення, як Split Horizon і Route Poisoning.
-
Лічити до нескінченності: Ця проблема виникає, коли мережеве з’єднання виходить з ладу, і мережі потрібно надто багато часу, щоб об’єднатися за новим набором шляхів. Таймери утримування є одним із методів, який використовується для вирішення цієї проблеми.
-
Повільна конвергенція: У великих мережах протоколи Distance Vector можуть повільно реагувати на зміни мережі. Це можна пом’якшити, використовуючи більш сучасні протоколи, такі як EIGRP, які швидше реагують на зміни мережі.
Порівняння з подібними термінами
Протоколи Distance Vector часто порівнюють із протоколами Link-State. Нижче наведено основні відмінності між ними:
| Критерії | Вектор відстані | Стан посилання |
|---|---|---|
| Складність | Простий у виконанні | Більш складний у виконанні |
| Масштабованість | Краще для невеликих мереж | Краще для великих мереж |
| Знання мережі | Знає тільки про сусідів | Повне уявлення про топологію мережі |
| Час конвергенції | Повільно (періодичні оновлення) | Швидко (негайні оновлення) |
| Використання ресурсів | Менше використання ЦП і пам'яті | Більше використання ЦП і пам'яті |
Майбутні перспективи
У той час як традиційні протоколи Distance Vector, такі як RIP і IGRP, стають менш поширеними в сучасних мережах, принципи, що лежать в основі цих протоколів, все ще широко застосовуються. Наприклад, такі протоколи, як BGP (Border Gateway Protocol), який використовується для маршрутизації між автономними системами в Інтернеті, використовують протоколи вектора шляху — варіант Vector Distance.
Удосконалення мережевих технологій, таких як програмно-визначена мережа (SDN), також може вплинути на використання принципів вектора відстані в майбутньому.
Проксі-сервери та вектор відстані
Проксі-сервери діють як посередники для запитів від клієнтів, які шукають ресурси з інших серверів. Хоча вони зазвичай не використовують протоколи Distance Vector для прийняття рішень щодо маршрутизації, розуміння цих протоколів дає фундаментальне розуміння того, як дані передаються мережами, включно з проксі-серверами.
Розуміючи базові мережеві принципи, такі постачальники, як OneProxy, можуть краще оптимізувати продуктивність і надійність своїх послуг. Наприклад, концепція вибору найефективнішого шляху має вирішальне значення в контексті проксі-серверів, оскільки це може допомогти мінімізувати затримку та збільшити пропускну здатність.
Пов'язані посилання
Щоб отримати докладнішу інформацію про Vector Distance, зверніться до таких ресурсів:
