Chương III: Kỹ thuật chuyển mạch gói.
5.4.2 Phân loại định tuyến
Một kỹ thuật định tuyến phải thực hiện hai chức năng chính sau đây: - Quyết định chọn đường theo những tiêu chuẩn tối ưu nào đó.
- Cập nhật thông tin định tuyến, tức là thông tin dùng cho chức năng 1.
căn cứ
vào các yếu tố liên quan đến hai chức năng kể trên. Các yếu tố đó thường là: - Sự thích nghi với trạng thái hiện hành của mạng.
- Sự phân tán của các chức năng định tuyến trên các node mạng. - Các tiêu chuẩn tối ưu để chọn đường.
Từ đó ta có thể có kỹ thuật định tuyến tĩnh (Static routing-Fixed routing hay còn gọi
là định tuyến không thích nghi) và kỹ thuật định động (kỹ thuật định tuyến thích nghi-
Adaptive routing); kỹ thuật định tuyến tập trung (Centralized routing) và kỹ thuật định tuyến
phân tán (Distributed routing);...
Các phương pháp định tuyến cũng có thể phân loại dựa vào cách tạo tuyến đường
(định tuyến nguồn và định tuyến từng bước) hay dựa vào sự phân cấp các node mạng (định
tuyến phân cấp và định tuyến không phân cấp)...
Định tuyến tĩnh và định tuyến động
- Định tuyến tĩnh hay định tuyến không thích nghi là kỹ thuật định tuyến trong đó
việc định tuyến chỉ phải thực hiện một lần khi xây dựng mạng. Sau đó, các thông tin về việc
định tuyến được lưu trong các bảng định tuyến cho các node. Sau này, khi mạng hoạt động,
nếu giá trị của link thay đổi thì các bảng định tuyến này cũng không được cập nhật lại. Nếu
muốn thay đổi các thông tin trong bảng định tuyến, người quản trị mạng phải trực tiếp ra
lệnh thực hiện các thuật toán định tuyến để tạo ra thông tin định tuyến mới. Thông thường,
với định tuyến không thích nghi, bảng định tuyến có thể đưa ra một số con đường thay thế
khi con đường chính gặp sự cố (quá tải, hỏng).
việc
tính toán đường truyền tối ưu được thực hiện nhiều lần trong khi mạng hoạt động. Cứ sau
một khoảng thời gian quy định trước hoặc mỗi khi mạng có sự thay đổi về cấu hình, trạng
thái thì thông tin về mạng lại được gửi tới những nơi có nhiệm vụ thực hiện định tuyến để
tiến hành định tuyến lại. Có một loại thuật toán định tuyến được gọi là định tuyến thích nghi
cách ly. Theo cách định tuyến này, các node không gửi, cũng không nhận thông tin thay đổi
về tình trạng mạng. Các node lựa chọn con đường tuỳ theo kết quả của những lần truyền
trước được phản hồi lại.
Định tuyến tập trung và định tuyến phân tán
Một cách phân loại phổ biến chia các phương pháp định tuyến ra làm hai loại, dựa
trên cách tính toán định tuyến: định tuyến tập trung và định tuyến phân tán. Khi việc tính
toán được thực hiện tại một điểm và sau đó kết quả được chuyển tới các node trong mạng, ta
gọi đó là định tuyến tập trung. Còn khi việc tính toán được thực hiện ở các node trong mạng,
ta gọi đó là định tuyến phân tán.
Trong định tuyến tập trung, trung tâm tính toán cần phải biết tất cả các thông tin về
mạng. Các node có nhiệm vụ gửi thông tin về cấu hình của phần mạng ở xung quanh nó về
cho trung tâm này. Đồng thời, cần có một khoảng thời gian để có thể truyền thông tin cập
nhật tới tất cả các node. Đối với trung tâm xử lý, phải đảm bảo yêu cầu rất cao về độ tin cậy
trong hoạt động, bởi hoạt động của mạng bị ảnh hưởng rất lớn nếu trung tâm xử lý này gặp
sự cố. Chính vì lý do này mà định tuyến tập trung không được sử dụng nhiều trong các mạng
hiện tại.
Các thuật toán định tuyến ngắn nhất dựa trên thuật toán Dijkstra, đặc biệt là thuật
toán Floyd thích hợp với việc xử lý tập trung bởi các thuật toán này khi thực hiện tính toán
cần có đầy đủ thông tin về mạng. Các thuật toán này cũng có thể được dùng trong mô hình
xử lý phân tán. Nhưng, khi đó, các node đều cần phải biết thông tin về toàn bộ cấu hình
mạng, nên mỗi khi mạng có thay đổi, thông tin này cần phải được chuyển tới tất cả các node,
làm cho chi phí của việc định tuyến tăng lên rất cao.
Định tuyến phân tán giúp nâng cao độ tin cậy của mạng, khi có một node hỏng, việc
định tuyến ở các node xung quanh cũng không bị ảnh hưởng. Thêm nữa, bảng định tuyến tại
mỗi node nhanh chóng được cập nhật hơn.
Định tuyến nguồn và định tuyến từng bước
Các phương pháp định tuyến cũng có thể phân loại dựa vào cách tạo ra tuyến đường.
Nếu tuyến đường được xác định ngay từ ở node nguồn, các node trung gian trên đường đi
chỉ làm nhiệm vụ chuyển tiếp gói tin thì ta gọi là định tuyến nguồn (Source routing hay
Host-Intelligent). Còn nếu tuyến đường không được xác định ngay từ đầu, mà được phân
thành nhiều đoạn do các node khác nhau chọn, thì ta gọi là định tuyến từng bước (Hop-by-
Hop hay Router-Intelligent).
Theo phương pháp định tuyến nguồn, mỗi gói tin khi truyền trên mạng đều phải
mang theo toàn bộ thông tin về tuyến đường của mình. ở mỗi node chỉ việc căn cứ vào thông
tin này mà chuyển tiếp gói tin. Còn theo cách định tuyến từng bước, mỗi gói tin chỉ cần
mang địa chỉ đích là đủ. Do đó, tiêu để của gói tin sẽ bé hơn.
Định tuyến từng bước đáp ứng nhanh hơn với những thay đổi trong mạng (những
thay đổi này ảnh hưởng tới gói tin ngay khi gói tin đang được truyền trong mạng). Nhưng
đồng thời, định tuyến từng bước có thể làm cho các gói tin bị chuyển đi theo vòng. Còn định
tuyến nguồn đảm bảo gói tin sẽ đi thẳng tới đích.
Định tuyến phân cấp và không phân cấp
Trong định tuyến không phân cấp, tất cả các node được coi là ngang hàng với nhau.
Trong khi đó, định tuyến phân cấp phân các node ra thành nhiều cấp khác nhau. Các node
thuộc các node khác nhau có những khả năng định tuyến thông tin khác nhau. Định tuyến phân cấp đơn giản hơn nhiều so với định tuyến không phân cấp, tuy
nhiên, kết quả không tốt bằng.
Trong định tuyến phân cấp, các node chỉ cần biết thông tin về các node đồng cấp,
cùng vùng, mà không cần biết cấu hình của mạng ở các vùng khác, cấp khác. Để định tuyến
sang một node ở vùng khác, nó chuyển công việc lên cho node cấp trên.
Trong định tuyến không phân cấp, bảng định tuyến ở mỗi node chứa thông tin về tất
cả các node trong mạng nó có thể tới. Do đó, cần phải có lượng bộ nhớ lớn hơn để lưu trữ
bảng định tuyến, đồng thời cũng cần nhiều đường truyền dành cho việc trao đổi thông tin
định tuyến giữa các node hơn. Ưu điểm của định tuyến không phân cấp là nó có thể đáp ứng
tốt với vấn đề xử lý lưu lượng, đối phó tốt với lỗi xảy ra, do đó nâng cao được độ tin cậy của
mạng. Trong khi đó, định tuyến phân cấp làm cho hoạt động của mạng bị phụ thuộc vào các
node cấp trên, nếu các node này hỏng, mạng sẽ bị tách ra thành nhiều phần không liên lạc
được với nhau.