3. Дистанционно–векторный алгоритм маршрутизации
Каждый коммутатор в соответствии с протоколом сетевого уровня создает свою таблицу маршрутизации на основе служебной информации, которой узлы обмениваются между собой. Процесс создания таблиц многоэтапный. Начальная информация, которой располагает каждый коммутатор, – это адреса коммутаторов, непосредственно подключенных к портам коммутатора. Каждый коммутатор, располагая начальной информацией о состоянии сети, может передать пакет только абонентам, подключенным к соседним коммутаторам.
Как работает дистанционно-векторный алгоритм, рассмотрим на примере структуры сети, изображенной на рис. 2.
Рис.2. Структура сети
Каждый узел сети включает в себя коммутатор, имеющий порты, через которые происходит прием и передача пакетов. Адрес абонента обычно связан с адресом узла, к которому абонент подключен. Абонентами глобальной сети могут быть компьютеры а также другие сети. На рисунке указаны номера (адреса) коммутаторов а также номера выходных портов.
Начальное состояние таблиц маршрутизации до первого обмена служебной информацией представлено в таблице 3. Каждый узел знает только о подключенных к нему соседних узлах. В качестве метрики длины пути пакета в данном примере использует количество транзитных узлов на маршруте пакета. Считается, что расстояние до соседнего узла равно нулю.
В таблице применены обозначения:
S – адрес узла назначения;
Р – номер порта, на который должен быть послан пакет с адресом S;
N – количество транзитных узлов до узла назначения.
Таблица 3.
Узел 1 |
Узел 2 |
Узел 3 |
Узел 4 |
Узел 5 |
||||||||||
S |
P |
N |
S |
P |
N |
S |
P |
N |
S |
P |
N |
S |
P |
N |
2 |
1 |
0 |
1 |
3 |
0 |
2 |
2 |
0 |
2 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5 |
2 |
0 |
4 |
2 |
0 |
4 |
1 |
0 |
3 |
1 |
0 |
4 |
2 |
0 |
|
|
|
3 |
1 |
0 |
|
|
|
5 |
2 |
0 |
|
|
|
В определенный момент времени узлы отправляют соседним узлам содержимое своих таблиц маршрутизации. При этом в каждой рассылаемой записи содержится только адрес S и расстояние N. В результате первой рассылки информации о маршрутах таблицы маршрутизации будут иметь записи, представленные в таблице 4.
Если в таблице маршрутизации для некоторого узла оказались альтернативные маршруты к одному и тому же узлу, то оставляется один маршрут (направление), кратчайший по числу промежуточных узлов. Более длинные или равные маршруты убираются из таблицы. В результате таблицы маршрутизации будут содержать только выделенные жирным шрифтом маршруты.
Следует учесть, что рассылаемая соседним узлам информация не содержит номеров портов. Каждый узел определяет номер порта, через который следует передавать пакет, по номеру порта, на который поступила служебная информация от соседнего узла.
Например, в третьей и четвертой строках таблицы для первого узла записана служебная информация, полученная от соседнего второго узла через порт 1. Поэтому передавать информацию в четвертый или третий узлы следует через порт 1. Кроме того, число промежуточных узлов N в маршрутах должно быть увеличено на единицу по сравнению с тем, что было принято от второго узла.
Для данной сети уже на первом этапе рассылки служебной информации получены полные таблицы маршрутизации. Для сетей, содержащих большое число узлов, требуются и больше этапов рассылки служебной информации для получения полных таблиц маршрутизации.
Таблица 4.
Узел 1 |
Узел 2 |
Узел 3 |
Узел 4 |
Узел 5 |
||||||||||
S |
P |
N |
S |
P |
N |
S |
P |
N |
S |
P |
N |
S |
P |
N |
2 |
1 |
0 |
1 |
3 |
0 |
2 |
2 |
0 |
2 |
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
5 |
2 |
0 |
4 |
2 |
0 |
4 |
1 |
0 |
3 |
1 |
0 |
4 |
2 |
0 |
|
|
|
3 |
1 |
0 |
|
|
|
5 |
2 |
0 |
|
|
|
4 |
1 |
1 |
5 |
3 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
|
|
|
4 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
1 |
3 |
2 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
2 |
2 |
1 |
|
|
|
5 |
2 |
1 |
5 |
1 |
1 |
3 |
3 |
1 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
4 |
1 |
1 |
|
|
|
2 |
1 |
1 |
|
|
|
Коммутаторы регулярно рассылают в соседние коммутаторы информацию о содержании своих таблиц маршрутизации, что обеспечивает модификацию таблиц в случаях, когда в сети возникают отказы или подключение новых связей.
Дистанционно-векторные алгоритмы хорошо работают только в небольших сетях. В больших сетях они засоряют линии связи интенсивным трафиком. Наиболее распространенным протоколом, основанным на дистанционно-векторном алгоритме, является протокол RIP, который распространен в двух версиях: RIP IP и RIP IPX.