Định tuyến trạng thái đường làm việc trên quan điểm rằng một router có thể thông báo với mọi router khác trong mạng trạng thái của các tuyên được kết nối đến nó, cost của các tuyến đó và xác định bất kỳ router kế cận nào được kết nối với các tuyến này. Các router chạy một giao thức định tuyến trạng thái đường sẽ truyền bá các gói trạng thái đường LSP (link state paket) khắp mạng. Một LSP nói chung chứa một xác định nguồn,xác định kế cận và cost của tuyến giữa chúng. Các LSP được thu bởi tất cả các router được sử dụng để tạo nên một cơ sở dữ liệu cấu hình của toàn bộ mạng. Bảng định tuyến sau đó được tính toán dựa trên nội dung của cơ sỏ dữ liệu cấu hình. Tất cả các router trong mạng chứa một sơ đồ của cấu hình mạng và từ đó chúng tính toán đường ngắn nhất (least-cost path) từ nguồn bất kỳ đến đích bất kỳ.
Hình 2.5 chỉ ra hoạt động của định tuyến trạng thái đường
Router A Router B Router C Router E Router D 1 1 2 1 4 2 A B C E D
Hình 2.5: Định tuyến trạng thái đường
Giá trị gắn với các link giữa các router là cost của link đó. Các router truyền bá các LSP đến tất cả các router khác trong mạng, nó được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu trạng thái đường.Tiếp theo,mỗi router trong mạng tính
toán một cây bắt nguồn từ chính nó và phân nhánh đến tất cả các router khác dựa trên tiêu chí đường ngắn nhất hay đường có chi phí ít nhất. Với sơ đồ hình 3.10 thì cây được thiết lập ở router A như trong hình vẽ bên phải. Cây này được sử dụng để tính toán bảng định tuyến, thuật toán để tính cây đường ngắn nhất là thuật toán Dijkstra.
Các giao thức định tuyến trạng thái đường có một số tiến bộ hơn so với các giao thức định tuyến véc tơ khoảng cách:
- Hội tụ nhanh hơn. Một số nguyên nhân khiến nó hội tụ nhanh hơn là: Thứ nhất, các LSP có thể được tràn lụt nhanh chóng khắp mạng và được sử dụng để xây dựng một cách nhìn chính xác về cấu hình mạng. Thứ hai, chỉ có thay đổi cấu hình được phản ánh trong LSP mà không phải là toàn bộ cơ sở dữ liệu định tuyến. Thứ ba, sự cố đếm vô hạn không xảy ra .
- Lưu lượng bổ sung ít hơn. Các giao thức này chỉ phát các LSP phản ánh sự biến đổi cấu hình chứ không phải phát đi toàn bộ cơ sở định tuyến.
- Khả năng mở rộng. Các giao thức trạng thái đường có thể được mở rộng để hỗ trợ và truyền bá các tham số mạng khác như địa chỉ, thông tin cấu hình. Vì một router duy trì cơ sở dữ liệu cấu hình, thông tin mới là khả dụng khi tính toán một đường đến đích xác định.
- Scalability. Các giao thức trạng thái đường có khả năng scalability tốt hơn vì các router trong một mạng lại có thể phân thành nhiều nhóm. Trong vòng một nhóm các router thực hiện trao đổi các bản tin LSP với nhau và xây dựng một cơ sở dữ liệu cấu hình của nhóm đó. Để trao đổi thông tin cấu hình giữa các nhóm, một bộ con các router đầu tiên tóm tắt cơ sở dữ liệu cấu hình nhóm trong một LSP và sau đó phát nó đến các router xác định trong nhóm kế cận. Điều này làm giảm bộ nhớ và xử lý trong các router vì cơ sở dữ liệu cấu hình chỉ lớn bằng số router trong một nhóm và chỉ các router trong nhóm mà ở đó có sự biến đổi về cấu hình phải tính toán các cây ‘shortcut path’ mới và các bảng định tuyến. Khái niệm phân cấp này được minh họa trong hình 2.6 dưới đây, nó là một khái niệm quan trọng được thực hiện trong các giao thức định tuyến trạng thái đường như OSPF, PNNI.
Router
Router Router
Group #1
Logical Router Logical Router
Summarized group
Router
Router Router
Group #2
Hình 2.6: Phân cấp định tuyến trạng thái đường