Tư tưởng của định tuyến theo trạng thái liên kết đơn giản như sau:
1. Mỗi bộ xử lý xây dựng một gói trạng thái liên kết, LSP – Link state packet, chứa thông tin về các láng giềng và giá của liên kết đến mỗi láng giềng. 2. Các LSP được gửi đến tất cả các bộ xử lý và mỗi bộ xử lý lưu các LSP mới
nhất của mỗi bộ xử lý khác.
3. Mỗi bộ xử lý, biết được tôpô mạng (suy ra được từ các LSP), tự tính đường đi đến mỗi bộ xử lý đích.
danh đến tất cả các láng giềng. Khi xác định được các láng giềng, mỗi bộ xử lý tự xây dựng LSP của mình – thực chất đơn giản chỉ là việc định dạng các tin đã nhận.
Mỗi bộ xử lý sinh ra LSP theo định kỳ hoặc khi nó phát hiện
Có láng giềng mới.
Giá của liên kết từ nó đến láng giềng thay đổi.
Liên kết từ nó đến láng giềng bị gãy.
Công việc phức tạp nhất trong định tuyến theo trạng thái liên kết là gửi LSP từ một bộ xử lý đến tất cả các bộ xử lý khác. Nếu việc này không được thực hiện đúng đắn, các bộ xử lý có các tập LSP khác nhau, tức là hiểu biết khác nhau về tôpô mạng, do vậy tính sai đường đi hoặc không thể tính toán được đường đi do không có sự thống nhất giữa các bộ xử lý về cùng một liên kết. Một vấn đề nữa có thể xảy ra là các LSP được nhân bản nhanh chóng dẫn đến tất cả các tài nguyên mạng bị chiếm dụng cho xử lý chúng.
Người ta thường sử dụng giải thuật phát tràn [6] để thực hiện phân tán LSP và sử dụng nhãn thời gian (logic hoặc véctơ) [6] để nhận biết LSP được sinh ra gần nhất hay sử dụng kỹ thuật đánh số thứ tự/tính tuổi [12] để nhận biết LSP được sinh ra gần nhất và loại bỏ những LSP quá “già” có “tuổi” trở về 0.
Tư tưởng của giải thuật phát tràn như sau: Mỗi thông báo nhận được lần đầu tiên được nhân bản và chuyển đến tất cả các láng giềng ngoại trừ láng giềng đã gửi thông báo đó.
Để nhận biết LSP được sinh ra gần nhất, một cách thực hiện là gán nhãn thời gian (logic hoặc véctơ) vào các thông báo. Thông báo có nhãn thời gian lớn hơn sẽ là thông báo được sinh ra sau. Vấn đề có thể là một lúc nào đó S sinh ra một LSP lỗi có nhãn thời gian cực lớn , sau đó trở lại trạng thái bình thường sinh ra các LSP có nhãn thời gian tăng dần nhưng vẫn nhỏ hơn . Tất cả các LSP được sinh ra tiếp sau lỗi không được chấp nhận bởi các bộ xử lý khác. Như vậy, các bộ xử lý có thông tin khác nhau về tôpô mạng và, tất yếu, tính sai đường định tuyến. Nếu nhãn thời gian có thứ tự hoàn toàn, tức sử dụng nhãn thời gian véctơ, mỗi bộ xử lý có thể thực hiện so sánh nhãn thời gian của LSP nhận được với nhãn thời gian của LSP mới nhất do mình sinh ra. Nếu độ chênh lệch hai nhãn thời gian vượt quá một ngưỡng cho phép thì loại bỏ LSP nhận được. Tuy nhiên, nếu
nhãn thời gian chỉ có thứ tự bộ phận, tức sử dụng nhãn thời gian logic, thì ta không thực hiện được so sánh như trên và vấn đề phát sinh như đã mô tả không thể giải quyết được.
Đồng bộ nhãn thời gian yêu cầu phải có phần cứng đặc biệt và còn phức tạp hơn cả phân phát LSP. Do vậy, các giao thức định tuyến được phát triển gần đây không sử dụng nhãn thời gian mà sử dụng kỹ thuật đánh số thứ tự/tính tuổi để nhận biết LSP được sinh ra gần nhất cũng như loại bỏ các LSP đã quá cũ. Theo kỹ thuật này, mỗi LSP được gắn một số thứ tự. Khi sinh LSP mới, bộ xử lý gắn số thứ tự tiếp theo cho nó. Các LSP do cùng một bộ xử lý sinh ra được so sánh, nếu số thứ tự lớn hơn thì được nhận là LSP sinh sau. Đồng thời, LSP có một trường tính tuổi, bắt đầu là một số nguyên dương, qua mỗi chặng, tuổi bị trừ đi 1. Nếu LSP nằm lâu ở một chặng, tuổi của nó sẽ bị trừ nhiều lần. Khi trường tuổi còn lại 0, LSP được xem là quá cũ và bị loại bỏ.
3.3.4. So sánh định tuyến theo véctơ khoảng cách và định tuyến theo trạng thái liên kết
Trong phần này, chúng ta sẽ đưa ra một số so sánh giữa hai phương pháp định tuyến: theo véctơ khoảng cách và theo trạng thái liên kết. Các so sánh chỉ có tính chất tương đối. Những cài đặt cụ thể của cả hai giải thuật có những cải tiến riêng.
Độ phức tạp bộ nhớ:
Để thực hiện định tuyến theo véctơ khoảng cách, mỗi nút phải lưu k véctơ khoảng cách của k láng giềng và một véctơ khoảng cách của mình. Mỗi véctơ khoảng cách cần bộ nhớ là O(n). Do vậy, tổng bộ nhớ cần thiết là O(n*k).
Trong định tuyến theo trạng thái liên kết, mỗi nút phải lưu n LSP: mỗi LSP từ một nút trong mạng. Mỗi LSP tỷ lệ với k. Do vậy, tổng bộ nhớ cần thiết cũng là O(n*k).
Tiêu thụ băng thông:
Rất khó có thể so sánh băng thông được sử dụng bởi mỗi giải thuật. Người ưa thích kiểu định tuyến này có thể đưa ra những lý luận và tôpô để chỉ ra kiểu định tuyến kia tiêu nhiều băng thông hơn.
Ví dụ, những người ưu thích định tuyến theo véctơ khoảng cách chỉ ra rằng một liên kết thay đổi chỉ làm lan truyền các thông báo đến những nút bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, trong định tuyến theo trạng thái liên kết, một liên kết thay đổi dẫn đến một LSP được sinh ra và truyền đến tất cả các nút trên mạng.
tuyến theo véctơ khoảng cách, một liên kết thay đổi có thể gây ra rất nhiều thông báo được truyền trên mỗi liên kết khi hiện tượng đếm đến vô hạn xảy ra. Trong định tuyến theo trạng thái liên kết, một LSP chỉ được truyền qua mỗi liên kết duy nhất một lần.
Tuy vậy, băng thông được sử dụng trong mỗi giải thuật không quá lớn và, do vậy, không phải là tiêu chuẩn để lựa chọn giải thuật này hay giải thuật kia.
Độ phức tạp tính toán:
Trong định tuyến trạng thái liên kết, chúng ta thực hiện giải thuật của Dijstra. Thời gian xử lý của giải thuật của Dijstra tỷ lệ với số liên kết trong mạng (có n*k liên kết) nhân với số nút trong mạng, do vậy là O(n*k log n). Để thực hiện định tuyến theo véctơ khoảng cách, toàn bộ k véctơ của các láng giềng phải được xem xet. Mỗi véctơ có n phần tử. Do vậy, thời gian tính toán là O(n*k).
Tốc độ hội tụ:
Thời gian từ khi một liên kết thay đổi đến khi tất cả các nút hoàn thành tính lại bảng định tuyến theo tôpô mới do liên kết thay đổi được gọi là thời gian hội tụ. Trong suốt thời gian hội tụ, định tuyến trong mạng bị gián đoạn. Do vậy, thời gian hội tụ càng ngắn càng tốt và là tiêu chuẩn quan trọng để so sánh các giải thuật định tuyến.
Định tuyến theo trạng thái liên kết hội tụ nhanh hơn định tuyến theo véctơ khoảng cách. Lý do thứ nhất, định tuyến theo véctơ khoảng cách có thể xảy ra vấn đề đếm đến vô hạn. Ngay cả khi vấn đề đếm đến vô hạn được giải quyết, định tuyến theo véctơ khoảng cách vẫn hội tụ chậm hơn định tuyến theo trạng thái liên kết vì các nút không thể gửi véctơ khoảng cách cho đến khi nó được tính xong, trong khi đó LSP có thể được nút chuyển đi ngay.
Tính bền vững:
Cả hai kiểu định tuyến có thể hoạt động sai khi chỉ một nút không tuân theo các luật. Điều này có thể xảy ra do lỗi của phần mềm, của phần cứng hay do cấu hình sai.