Distanzvektor

Definition des Distance Vector

Distance Vector ist ein Routing-Algorithmus, der von Netzwerkgeräten verwendet wird, um den besten Weg zum Weiterleiten von Datenpaketen zu bestimmen. Er berechnet die Entfernung zu anderen Netzwerkknoten basierend auf der Anzahl der notwendigen Routerdurchläufe, um sie zu erreichen.

Wie Distance Vector Routing funktioniert

Distance Vector Routing arbeitet mit den folgenden Schritten:

1. Verwaltung von Routing-Tabellen: Jeder Router im Netzwerk führt eine Tabelle der direkt verbundenen Nachbarn und ihrer jeweiligen Entfernungen. Diese Tabelle wird als Routing-Tabelle bezeichnet. Die Entfernungen werden typischerweise als Hop-Zahlen dargestellt, die angeben, wie viele Router durchquert werden müssen, um einen bestimmten Netzwerkknoten zu erreichen.

2. Austausch von Routing-Informationen: Periodisch tauschen Router ihre Routing-Tabellen mit benachbarten Routern aus. Dieser Prozess wird als Routing-Tabellen-Austausch oder Routing-Updates bezeichnet. Durch den Austausch von Informationen können Router ein umfassenderes Bild der Netzwerktopologie und der verfügbaren Wege zu verschiedenen Netzwerkzielen erhalten. Distance Vector Routing-Protokolle verwenden Nachrichten wie das Routing Information Protocol (RIP) und das Border Gateway Protocol (BGP), um diesen Austausch zu erleichtern.

3. Berechnung der besten Wege: Basierend auf den empfangenen Routing-Tabellen berechnet jeder Router den besten Weg, um Zielnetzwerke zu erreichen. Er berücksichtigt die Hop-Zahl von jedem Nachbarn und wählt den Weg mit den geringsten Hops als besten Weg aus. Dieser Vorgang wird für alle Zielnetzwerke wiederholt. Die Routing-Tabellen werden dann entsprechend aktualisiert.

4. Aktualisierung und Konvergenz: Router fahren fort, ihre Routing-Tabellen zu aktualisieren und auszutauschen, bis eine stabile Routing-Konfiguration erreicht ist. Dies geschieht, wenn alle Router konsistente Routing-Tabellen haben und sich über die besten Wege zu verschiedenen Zielen einig sind. Routing-Updates werden gesendet, wann immer es Änderungen in der Netzwerktopologie gibt, wie das Hinzufügen oder Entfernen von Routern oder Verbindungen.

Vorteile und Einschränkungen des Distance Vector Routing

Distance Vector Routing hat mehrere Vorteile und Einschränkungen:

Vorteile des Distance Vector Routing:

• Einfachheit: Distance Vector Routing ist relativ einfach zu implementieren und zu verstehen, was es für kleine bis mittelgroße Netzwerke geeignet macht. Die Berechnungen, die zur Bestimmung der besten Wege erforderlich sind, sind unkompliziert und erfordern keine komplexen Algorithmen.
• Geringer Overhead: Distance Vector Routing erfordert weniger Rechenleistung und Speicher im Vergleich zu anderen Routing-Algorithmen, was es in Bezug auf die Ressourcennutzung effizienter macht. Die Routing-Tabellen sind kompakt und speichern nur Informationen über direkt verbundene Nachbarn.
• Skalierbarkeit: Distance Vector Routing ist skalierbar, da es sich an Änderungen in der Netzwerktopologie anpassen und neue Wege als Reaktion auf Veränderungen finden kann. Dies ermöglicht eine einfache Netzwerkerweiterung, ohne dass signifikante Konfigurationsänderungen erforderlich sind. Distance Vector Protokolle wie RIP und BGP werden häufig in großen Netzwerken eingesetzt.

Einschränkungen des Distance Vector Routing:

• Langsame Konvergenz: Distance Vector Routing kann in größeren Netzwerken oder Netzwerken mit häufigen Topologieänderungen langsame Konvergenz erleben. Dies liegt daran, dass Router sich auf periodische Updates verlassen, um über Änderungen im Netzwerk zu erfahren, was zu potenziellen Verzögerungen bei der Verbreitung von Routing-Informationen führt. Langsame Konvergenz kann vorübergehende Routing-Instabilitäten und suboptimale Wege während des Konvergenzprozesses verursachen.
• Problem der Zählung bis Unendlich: Distance Vector Routing ist anfällig für das Problem der Zählung bis Unendlich, bei dem falsche Routing-Informationen unendlich im Netzwerk verbreitet werden können und Routing-Schleifen verursachen. Um dieses Problem zu mildern, werden verschiedene Methoden wie Split Horizon und Poison Reverse verwendet. Diese Techniken verhindern, dass Router Routen an den Nachbarn zurückmelden, von dem sie sie gelernt haben, um Routing-Schleifen zu vermeiden.
• Ineffiziente Pfadauswahl: Distance Vector Routing betrachtet nur die Hop-Zahl als Metrik zur Pfadauswahl. Dies führt möglicherweise nicht immer zum optimalsten Weg in Bezug auf andere Metriken wie Bandbreite, Latenz oder Zuverlässigkeit der Verbindung. Distance Vector Protokolle können keine Routing-Entscheidungen auf Basis von Echtzeit- oder dynamischen Leistungsmetriken treffen, was ihre Fähigkeit einschränkt, Wege zu wählen, die die Netzwerkleistung optimieren.

Beispiele für Distance Vector Routing Algorithmen

Im Laufe der Jahre wurden mehrere Distance Vector Routing Algorithmen entwickelt. Hier sind einige Beispiele:

Routing Information Protocol (RIP)

Routing Information Protocol (RIP) ist eines der ältesten und bekanntesten Distance Vector Routing Protokolle. RIP verwendet die Hop-Zahl als Metrik, um den besten Weg zu berechnen. Jedes Netzwerk hat eine maximale Hop-Zahl, die nicht überschritten werden darf. Wenn die Hop-Zahl dieses Limit überschreitet, wird das Netzwerk als unerreichbar betrachtet. RIP verwendet verschiedene Mechanismen, wie beispielsweise Route Poisoning und Hold-Down Timer, um die Konvergenz zu verbessern und Routing-Schleifen zu verhindern.

Open Shortest Path First (OSPF)

Open Shortest Path First (OSPF) ist ein beliebtes Link-State Routing Protokoll, das sowohl Distance Vector als auch Link-State Funktionen unterstützt. OSPF verwendet eine verfeinerte Metrik namens Cost, die Faktoren wie Bandbreite und Zuverlässigkeit der Verbindung berücksichtigt. OSPF Router tauschen Routing-Informationen, bekannt als Link-State Ankündigungen, aus, um eine umfassende Karte der Netzwerktopologie zu erstellen. OSPF berechnet die kürzesten Wege basierend auf diesen Informationen mithilfe von Dijkstras Algorithmus. Obwohl OSPF Elemente eines Distance Vector Routing Protokolls enthält, wird es aufgrund seines Schwerpunkts auf die Pflege einer detaillierten Topologiekarte oft als Link-State Routing Protokoll klassifiziert.

Border Gateway Protocol (BGP)

Border Gateway Protocol (BGP) ist ein externes Gateway-Protokoll, das für das Routing zwischen autonomen Systemen (ASes) im Internet verwendet wird. BGP ist ein Pfad-Vektor-Protokoll, das Elemente von Distance Vector und Pfad-Vektor-Routing kombiniert. BGP berücksichtigt mehrere Faktoren, wie Pfadattribute und Richtlinienregeln, um Routing-Entscheidungen zu treffen. BGP Router tauschen Routing-Informationen aus und verhandeln die besten Wege basierend auf den von Netzwerkadministratoren definierten Richtlinien. BGP ist hoch skalierbar und kann die Komplexität des Routings im globalen Internet bewältigen.

Distance Vector Routing ist ein Routing-Algorithmus, der zur Bestimmung des besten Weges für Datenpakete innerhalb eines Netzwerks verwendet wird. Er berechnet die Entfernung zu anderen Netzwerkknoten basierend auf der Anzahl der erforderlichen Routerdurchläufe. Während Distance Vector Routing Einfachheit und Skalierbarkeit bietet, weist es auch Einschränkungen wie langsame Konvergenz und ineffiziente Pfadauswahl auf. Beispiele für Distance Vector Routing Algorithmen sind RIP, OSPF und BGP.

Verwandte Begriffe

• Link State Routing: Ein alternatives Routing-Algorithmus, das darauf fokussiert ist, eine Karte der gesamten Netzwerktopologie zu erstellen, um den besten Weg zu bestimmen.
• Routing-Tabelle: Eine Datentabelle, die in einem Router oder vernetzten Gerät gespeichert ist und die Routen zu bestimmten Netzwerkzielen auflistet.