Các giải thuật định tuyến trạng thái liên kết còn được gọi là định tuyến đường dẫn ngắn nhất OSPF (Open Shortest Path First). Nó duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp chứa thông tin về cấu hình mạng. Trong khi giải thuật vector khoảng cách không có thông tin đặc biệt gì về các mạng ở xa và cũng không biết các router ở xa, giải thuật trạng thái liên kết biết được đầy đủ về các router ở xa và biết được chúng liên kết với nhau như thế nào. Giao thức định tuyến trạng thái liên kết sử dụng:
- Các thông báo về trạng thái liên kết LSA (Link State Advertisements). - Một cơ sử dữ liệu về cấu hình mạng.
- Giải thuật OSPF và cây OSPF sau cùng.
- Một bảng định tuyến liên hệ các đường dẫn và các cổng đến từng mạng. Hoạt động tìm hiểu khám phá mạng trong kiểu định tuyến trạng thái liên kết được thực hiện như sau:
- Các router trao đổi các LSA cho nhau. Mỗi router bắt đầu với các mạng được kết nối trực tiếp để lấy thông tin.
- Mỗi router đồng thời với các router khác tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu hình mạng bao gồm tất cả các LSA đến từ liên mạng.
- Giải thuật OSPF tính toán đường đi mạng có thể đạt đến. Router xây dựng cấu hình mạng luận lý như một cây, tự nó là gốc, gồm tất cả các đường dẫn có thể đến mỗi mạng trong toàn bộ mạng đang chạy giao thức định tuyến trạng thái liên kết. Sau đó nó sắp xếp các đường dẫn này theo chiến lược chọn đường dẫn ngắn nhất.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Kiến trúc CQS
- Router liệt kê các đường dẫn tốt nhất của nó và các cổng dẫn đến mạng đích trong bảng định tuyến của nó. Nó cũng duy trì các cơ sở dữ liệu khác về các phần tử cấu hình mạng và các chi tiết về hiện trạng của mạng.
Khi nó thay đổi về cấu hình mạng, router đầu tiên nhận biết được sự thay đổi này gửi thông tin đến các bộ định tuyến khác hay đến một router định trước được gán là tham chiếu cho tất cả các router trên mạng làm căn cứ cập nhật.
- Theo dõi các lân cận của nó, xem xét có hoạt động hay không, và giá trị định tuyến đến lân cận đó.
- Tạo một gói LSA trong đó liệt kê của tất cả các router lân cận và giá trị định tuyến đối với các lân cận mới, các thay đổi trong giá trị định tuyến và các liên kết dẫn đến các lân cận đã được ghi.
- Gửi gói LSA này đi sao cho tất cả các router đều nhận được.
- Khi nhận một gói LSA, ghi gói LSA vào cơ sở dữ liệu để sao cho cập nhật gói LSA mới nhất được phát ra từ mỗi bộ định tuyến.
- Hoàn thành bản đồ của liên mạng bằng cách dùng dữ liệu từ các gói LSA tích luỹ được và sau đó tính toán các tuyến dần đến tất cả các mạng khác sử dụng thuật toán OSPF. Có hai vấn đề cần lưu ý với giao thức định tuyến trạng thái liên kết là:
Hoạt động của các giao thức định tuyến trạng thái liên kết trong hầu hết các trường hợp đều yêu cầu các router dùng nhiều bộ nhớ và thực thi nhiều hơn so với giao thức định tuyến theo vector khoảng cách. Các yêu cầu này xuất phát từ việc cần thiết phải lưu trữ thông tin của tất cả các lân cận, cơ sở dữ liệu mạng đến từ các nơi khác và thực thi các thuật toán định tuyến trạng thái liên kết. Người quản lý mạng phải đảm bảo rằng các bộ định tuyến mà họ chọn có khả năng cung cấp các tài nguyên cần thiết này.
Các nhu cầu về băng thông cần phải tiêu tốn để khởi động sự phát tán gói trạng thái. Trong khi khởi động quá trình khám phá tất cả các router dùng các giao thức định tuyến trạng thái liên kết để gửi các gói LSA đến tất cả các bộ định tuyến khác. Hành động này làm tràn ngập mạng khi mà các router đồng loạt yêu cầu băng thông và tạm thời làm giảm lượng băng thông khả dụng dùng cho lưu lượng dữ liệu thực được định tuyến. Sau khi khởi động phát tán này, các giao thức định tuyến trạng thái liên kết thường chỉ yêu cầu một lượng băng thông tối thiểu để gửi các gói LSA kích hoạt sự kiện không thường xuyên nhằm phản ánh sự thay đổi cấu hình mạng.
Việc tính toán tuyến trong giao thức định tuyến trạng thái liên kết sử dụng thuật toán chọn đường ngắn nhất theo kỹ thuật chọn đường tập trung mà điển hình là thuật toán Dijkstra. Thuật toán đưa ra để tìm đường đi ngắn nhất từ đỉnh s đến tất cả các đỉnh còn lại trong đồ thị có hướng dựa trên cơ sở gán cho các
Đồ án tốt nghiệp Đại học Kiến trúc CQS
đỉnh các nhãn tạm thời (khác với thuật toán Ford & Fulkerson tìm đường đi từ tất cả các đỉnh đến một đích).
Thuật toán Dijkstra được mô tả như sau: - Đầu vào: Đồ thị có hướng G = (V, E) với n đỉnh. s thuộc V là đỉnh xuất phát. a[u, v] là ma trận trọng số. d(v) là khoản cách từ đỉnh xuất phát s đến v. - Đầu ra:
Truoc[v] để ghi nhận đỉnh đi trước v trong đường đi ngắn nhất từ s đến v. Bước 0 (khởi động):
N0 = {s};
D0(v) = l(s, v); với v không thuộc N0. Bước k (tính và cập nhật):
Nk = Nk – 1 + {w};
Trong đó w thoả mãn biểu thức: Dk – 1 (w) = min[Dk – 1 (v)] với v không thuộc Nk – 1
Cập nhật:
Với mọi v không thuộc Nk:
Dk(v) = min[Dk – 1 (v), Dk – 1 (w) +l(w, v)] Kiểm tra điều kiện lặp:
Nếu Nk khác với V thì lặp bước k + 1 ngược lại thì dừng quá trình tính toán.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});