「ディスタンスベクター」
ディスタンスベクターの定義
ディスタンスベクターは、ネットワークデバイスがデータパケットを転送するための最適な経路を決定するために使用されるルーティングアルゴリズムです。それは、他のネットワークノードへの距離を、それらに到達するために必要なルーターホップの数に基づいて計算します。
ディスタンスベクタールーティングの動作原理
ディスタンスベクタールーティングは、以下の手順を用いて動作します:
ルーティングテーブルの維持: ネットワーク内の各ルーターは、直接接続されている隣接ノードとそれぞれの距離をリストするテーブルを維持します。このテーブルはルーティングテーブルとして知られています。距離は通常、指定されたネットワークノードに到達するために通過する必要があるルーターの数を示すホップ数として表されます。
ルーティング情報の交換: 定期的に、ルーターは隣接するルーターとそのルーティングテーブルを交換します。このプロセスはルーティングテーブル交換またはルーティング更新と呼ばれます。情報を交換することで、ルーターはネットワークトポロジーと異なるネットワーク先への利用可能な経路のより包括的なビューを構築できます。ディスタンスベクタールーティングプロトコルは、RIPやBGPのようなメッセージを使用してこれらの交換を促進します。
最適経路の計算: 受信したルーティングテーブルに基づいて、各ルーターは目的地ネットワークに到達するための最適な経路を再計算します。各隣接ノードからのホップ数を考慮し、ホップ数が最も少ない経路を最適な経路として選択します。このプロセスは、すべての目的地ネットワークのために繰り返されます。その後、ルーティングテーブルはそれに応じて更新されます。
更新と収束: ルーターは安定したルーティング構成が達成されるまで、ルーティングテーブルを更新し続けます。これは、すべてのルーターが一貫したルーティングテーブルを持ち、異なる目的地に到達するための最適な経路に同意したときに発生します。ルーティング更新は、ルーターやリンクの追加や削除など、ネットワークトポロジーの変更が発生するたびに送信されます。
ディスタンスベクタールーティングの利点と制限
ディスタンスベクタールーティングには、いくつかの利点と制限があります:
ディスタンスベクタールーティングの利点:
- シンプルさ: ディスタンスベクタールーティングは、比較的簡単に実装でき、理解しやすいため、中小規模のネットワークに適しています。最適な経路を決定するための計算は単純で、複雑なアルゴリズムを必要としません。
- 低いオーバーヘッド: ディスタンスベクタールーティングは、他のルーティングアルゴリズムと比較して、必要な計算力とメモリが少ないため、リソース使用の効率が高いです。ルーティングテーブルはコンパクトで、直接接続されている隣接ノードの情報のみを保持します。
- スケーラビリティ: ディスタンスベクタールーティングは、ネットワークトポロジーの変化に適応し、新しい経路を見つけることができるため、スケーラブルです。これにより、ネットワークの拡張が容易になり、大規模な構成変更を必要としません。RIPやBGPといったディスタンスベクタープロトコルは、大規模ネットワークで広く使用されています。
ディスタンスベクタールーティングの制限:
- 遅い収束: ディスタンスベクタールーティングは、大規模なネットワークやトポロジーの変化が頻繁なネットワークで遅い収束を経験することがあります。これは、ルーターがネットワークの変化を学ぶために定期的な更新に依存しているためであり、ルーティング情報の伝播で潜在的な遅延を引き起こす可能性があります。遅い収束は、収束プロセス中に一時的なルーティング不安定性や最適でない経路を引き起こす可能性があります。
- 無限へのカウント問題: ディスタンスベクタールーティングは、ネットワーク内で間違ったルーティング情報が無期限に伝播し、ルーティングループを引き起こすカウントトゥインフィニティ問題に対して脆弱です。この問題を軽減するために、スプリットホライズンやポイズンリバースなどのさまざまな方法が使用されます。これらの技術は、学習した隣接ノードにルートを広告することを避け、ルーティングループを防ぎます。
- 非効率的な経路選択: ディスタンスベクタールーティングは、経路選択のためのメトリックとしてホップ数のみを考慮します。これにより、帯域幅、遅延、リンクの信頼性などの他のメトリックに関して、必ずしも最適な経路が得られるわけではないことがあります。ディスタンスベクタープロトコルは、リアルタイムまたは動的なパフォーマンスメトリックに基づいたルーティング決定を行うことができず、ネットワークパフォーマンスを最適化する経路を選択する能力が制限されます。
ディスタンスベクタールーティングアルゴリズムの例
過去数十年にわたり、いくつかのディスタンスベクタールーティングアルゴリズムが開発されました。以下にいくつかの例を示します:
Routing Information Protocol (RIP)
Routing Information Protocol (RIP)は、最も古くから知られているディスタンスベクタールーティングプロトコルの1つです。RIPは、ホップ数をメトリックとして最適な経路を計算します。各ネットワークには、超えてはならない最大ホップ数があります。この制限を超えると、ネットワークは到達不可能と見なされます。RIPは、ルートポイズニングやホールドダウンタイマーなど、収束を改善し、ルーティングループを防ぐためのいくつかのメカニズムを採用しています。
Open Shortest Path First (OSPF)
Open Shortest Path First (OSPF)は、リンクステートルーティングプロトコルであり、ディスタンスベクターとリンクステートの両方の特性をサポートしています。OSPFは、帯域幅やリンクの信頼性などの要素を考慮に入れるコストという、より洗練されたメトリックを使用します。OSPFルーターは、リンクステートアドバタイズメントと呼ばれるルーティング情報を交換し、ネットワークトポロジーの包括的なマップを構築します。OSPFは、この情報に基づいてDijkstraのアルゴリズムを使用して最短経路を計算します。OSPFはディスタンスベクタールーティングプロトコルの要素を持っていますが、詳細なトポロジーマップを維持することに重点を置いているため、リンクステートルーティングプロトコルとして分類されることが多いです。
Border Gateway Protocol (BGP)
Border Gateway Protocol (BGP)は、インターネット上で自律システム(AS)間のルーティングに使用されるエクステリアゲートウェイプロトコルです。BGPは、ディスタンスベクターとパスベクターの要素を組み合わせたパスベクタープロトコルです。BGPは、パスの属性やポリシールールなどの複数の要素を考慮に入れてルーティング決定を行います。BGPルーターはルーティング情報を交換し、ネットワーク管理者が定義したポリシーに基づいて最適な経路を交渉します。BGPは非常にスケーラブルであり、グローバルインターネットのルーティングの複雑さに対処できます。
ディスタンスベクタールーティングは、ネットワーク内でデータパケットの最適な経路を決定するために使用されるルーティングアルゴリズムです。それは他のネットワークノードへの距離を、それらに到達するために必要なルーターホップの数に基づいて計算します。ディスタンスベクタールーティングは、簡単でスケーラブルである一方、遅い収束や非効率的な経路選択といった制限もあります。ディスタンスベクタールーティングアルゴリズムの例として、RIP、OSPF、BGPがあります。
関連用語
- リンクステートルーティング: ネットワーク全体のトポロジーのマップを作成して最適な経路を決定することに焦点を当てた代替ルーティングアルゴリズム。
- ルーティングテーブル: 特定のネットワーク先へのルートをリストする、ルーターやネットワークデバイスに保存されているデータテーブル。