什么是距離向量路由選擇

什么是距離向量路由選擇

距離向量路由選擇是一種由路由協(xié)議使用的算法類型，用于在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)現(xiàn)路由。主要的距離向量路由選擇算法是Bellman-Ford算法。另一類路由算法是鏈路狀態(tài)法。

為了發(fā)現(xiàn)最短路徑，這個路由選擇算法組重復(fù)一條給定路由中的中繼段數(shù)，要求每個路由器發(fā)送其完整的更新路由表，但只到其鄰居。距離向量路由選擇算法有產(chǎn)生環(huán)路的趨勢，但比鏈路狀態(tài)算法簡單。使用距離向量路由選擇的路由協(xié)議包括RIP(路由信息協(xié)議)、Cisco的IGRP(因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議)和Apple的RTMP(路由表維護協(xié)議)。

鏈路狀態(tài)路由選擇比距離向量路由選擇需要更強的處理能力，但它可以對路由選擇過程提供更多的控制和對變化響應(yīng)更快。路由選擇可以基于避開擁塞區(qū)、線路的速度、線路的費用或各種優(yōu)先級別。最常用的鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議是優(yōu)先開放最短路徑(OSPF)，它和OSI的中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)(IS-IS)是類似的。

動態(tài)路由選擇(與靜態(tài)的手動輸入的路由相反)需要路由算法。動態(tài)路由協(xié)議幫助自動創(chuàng)建路由表。網(wǎng)絡(luò)拓撲隨時可能更改。鏈路可能會意外失效，或者可能會添加新鏈路。動態(tài)路由協(xié)議必須發(fā)現(xiàn)這些更改，自動調(diào)整其路由表，并將更改通知其他路由器。基于新信息重建路由表的過程叫做會聚。

距離向量路由選擇指的是一種交換路由信息的方法。路由器將路由作為一個包括方向和距離的向量加以發(fā)布。方向是指沿指向目標的路徑通向下一個路由器的端口，而距離則是一個度量，表示到達目標的跳躍次數(shù)，盡管它可能也是一個任意值，它使一個路由優(yōu)先于其他路由?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)路由器交換此矢量信息并用它來建立路由查找表。

距離向量路由選擇協(xié)議的分組傳送路由是根據(jù)到接收站的hop數(shù)或費用決定的，這些信息由各相鄰的路由器提供。技術(shù)上通常都遵循Bellman-Ford算法。

一個路由器有幾個端口，每個端口都有指定的價值，這些價值是由網(wǎng)絡(luò)管理員設(shè)定的。用使用一條線路實際費用的多少，作為一種衡量手段表明一條線路比另一條好或壞。此外，相鄰的那些路由器告訴它們把分組送往目的站要花費的代價。路由器將端口的價值加到相鄰路由器的價值上，如下面的例子：

端口1價值10 + 相鄰路由器價值17=27。

端口2價值20 + 相鄰路由器價值5=25。

端口3價值30 + 相鄰路由器價值7=37。

路由器A從其最近的鄰居(路由器B)接收一個矢量，指示路由器C是它的鄰居。因此，對于路由器A來說，路由器C是在路由器B的方向上的下一跳。路由器使用此信息來沿最佳路徑向目的地轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。

以此類似，假設(shè)您在一個城市觀光，想?yún)⒂^市博物館。這個城市在每個十字路口都標出了方向，十分方便。就在您所住旅館外的十字路口寫著“博物館，向北走5個街區(qū)”。因此您向下一個十字路口前進。那里有一個路標寫著“博物館，向東走4個街區(qū)”和“博物館，向北走7個街區(qū)”。兩個矢量。您可以任選其一，但是其中一個比另一個要遠，為它繞行了一個街區(qū)。如果短的那條路被堵塞，大概需要走較長的那條路。您采取較短的路徑，照標記的方向向博物館前進。

現(xiàn)在我們想一下這些方向是如何獲得的，假設(shè)您是一個盲路由器，不知道拓撲的概念。我們也會需要一些“代理”來寫下并傳送路由信息。在博物館，代理在所有相距一個街區(qū)的十字路口都標出方向，比如“博物館，向東走1個街區(qū)″。然后每個十字路口處的代理按照提示前進到離博物館更遠的十字路口處并寫下“博物館，向東走2個街區(qū)”的提示。

由此，可以看出路由信息是怎樣由從博物館向外逐步生成的。網(wǎng)絡(luò)中的操作如圖D-25所示，并在下面進行描述。為清晰起見，請注意只使用IP地址的最后兩個字節(jié)。

?時間間隔1 每個路由器建立自己的表來描述其本地接口。跳躍計數(shù)為0，因為它們是本地連接的。

?時間間隔2 路由器將它們的表發(fā)送給鄰居(A發(fā)送到B，B發(fā)送到A和C，C發(fā)送到B)。每個路由器根據(jù)其從鄰居接收的新項來計算一個新的路由表，調(diào)整跳躍計數(shù)來反映與當(dāng)前位置之間的距離。

?時間間隔3 路由器再次交換路由表。路由器B有關(guān)于網(wǎng)絡(luò)1.O和網(wǎng)絡(luò)4.0的信息，并將它繼續(xù)傳遞到其他路由器。此時，三個路由器的網(wǎng)絡(luò)會聚。

當(dāng)?shù)揭粋€目的地存在多條路徑時，會發(fā)生一種更為有趣的會聚。例如，您可以將一個路由器附加到網(wǎng)絡(luò)4再附加到網(wǎng)絡(luò)1。會聚后，路由表將反映出到兩個方向上到任一路由器的跳躍計數(shù)。很顯然，一個方向的跳躍計數(shù)將高于另一個方向;但如果其中一個鏈路失效，則相反方向?qū)⒆兊糜杏谩?

路由器將定期交換路由表，并根據(jù)較小跳躍計數(shù)原則用任何新路由或它認為較好的路由來更新它們自己的表。

距離向量路由選擇易于管理，適合小型公司互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)使用。但是，它也有一些弊端：整個路由表定期傳輸，即使不發(fā)生更新，也降低網(wǎng)絡(luò)帶寬。另外，完成路由表會聚將花費一段時間：而且當(dāng)它進行時，還可能發(fā)生不屬于會聚的其他問題。

正常情況下，如果網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉，其路由器將通知其他路由器有鏈路失效。但如果一個路由器關(guān)閉，其他路由器則不會收到這樣的消息。解決方案是路由器對從其他路由器接收的信息設(shè)置時間限制。如果發(fā)送該信息的路由器不在下一個間隔更新它，則該信息將在超時期限后丟棄(通常有數(shù)個更新間隔)。這保證了信息是最新的。

如圖D-25所示，假定網(wǎng)絡(luò)4關(guān)閉。路由器C準備在下一個更新間隔向路由器B發(fā)送更新。同時，路由器B將自己的更新發(fā)送給具有網(wǎng)絡(luò)4項的路由器C。這是一條過時信息，但路由器C并不知道。它想：“哦，我可以通過路由器B到達網(wǎng)絡(luò)4”并更新其路由表。當(dāng)有數(shù)據(jù)分組到達路由器B時，它將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)到路由器C。但路由器C認為路由器B是到網(wǎng)絡(luò)4的路徑，并將數(shù)據(jù)分組發(fā)送回路由器C。路由器B將其返回路由器C，該循環(huán)會無限地繼續(xù)(稱為“無窮計數(shù)”)，但現(xiàn)在已實施最大跳躍計數(shù)，即數(shù)據(jù)分組在轉(zhuǎn)發(fā)了設(shè)置的最大次數(shù)(通常是15次)后將被丟棄。

若要一開始就防止出現(xiàn)此問題，一種稱為分割范圍的技術(shù)防止路由器將路由項發(fā)送到從中獲得信息的路由器。此技術(shù)的另一種形式(稱為反向抑制)實際上將路由項返回到其來源，但將它們標記為無法到達。

圖D-25 距離向量路由選擇表結(jié)構(gòu)

距離向量路由選擇不適合于有幾百個路由器的大型網(wǎng)或經(jīng)常要更新的網(wǎng)。在大型網(wǎng)中，表的更新過程可能過長，以至于最遠的路由器的選擇表不大可能與其它表同步更新。在這種情況下，鏈路狀態(tài)路由選擇更可取些。另外，鏈路狀態(tài)協(xié)議能夠為安全起見把機密信息隔離在特殊區(qū)域，或避開網(wǎng)上正在進行計算機輔助設(shè)計(CAD)、多媒體通訊等擁擠區(qū)域。并且，路由選擇信息表在必要時進行交換而不是規(guī)律性地交換，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)上的信息流量。

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