申論題

路由器在OSI七層模型中屬於網路層，負責選擇最佳的傳輸路徑以便將數據封包從源節點傳送到目的節點。在動態路由中，有兩種主要的路由算法：距離向量法（Distance Vector）和連線狀態法（Link State）。以下是這兩種路由算法的資訊傳送方式及各自代表的協定。

距離向量法（Distance Vector）

資訊傳送方式

• 資訊傳送：每個路由器定期向其鄰居路由器傳送其路由表（routing table），路由表包含到各目的地的距離（通常是跳數）和下一跳（next hop）資訊。
• 計算方法：路由器根據鄰居路由器提供的資訊更新自己的路由表，選擇距離最短的路徑。這個過程通過一種稱為「貝爾曼-福特算法」（Bellman-Ford algorithm）來進行。
• 更新頻率：更新是周期性的，通常每隔幾秒到幾分鐘進行一次，或者當網路拓撲改變時立即更新。

代表協定

• RIP（Routing Information Protocol）：是一種典型的距離向量路由協定，使用跳數作為度量標準，最大跳數為15，超過15跳的路徑被認為是不可達的。
• IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）：由思科開發，改進了RIP，使用多種度量標準（如帶寬、延遲）來選擇路徑。

連線狀態法（Link State）

資訊傳送方式

• 資訊傳送：每個路由器會向網路中的所有其他路由器傳送連線狀態廣播（Link State Advertisements，LSAs），這些廣播包含該路由器和其所有直接連接鄰居的資訊。
• 計算方法：路由器收集到所有其他路由器的LSA後，使用Dijkstra算法計算出到所有其他節點的最短路徑。
• 更新頻率：當網路拓撲發生變化時，路由器會立即發送新的LSA，而不是定期發送。

代表協定

• OSPF（Open Shortest Path First）：是一種常用的連線狀態路由協定，使用Dijkstra算法計算最短路徑。OSPF能夠快速收斂，適用於大型和複雜的網路。
• IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）：也是一種連線狀態路由協定，最初用於ISO的CLNS（Connectionless Network Service），後來被應用於IP網路。

比較與差異

• 資訊傳送範圍：
  • 距離向量法：路由器僅向直接鄰居傳送資訊，更新過程是逐跳進行的。
  • 連線狀態法：路由器向網路中的所有路由器傳送資訊，確保每個路由器都擁有完整的網路拓撲圖。
• 收斂速度：
  • 距離向量法：較慢，尤其在大型網路中，因為更新逐跳進行，信息傳播需要時間。
  • 連線狀態法：較快，因為所有路由器能夠立即計算出新的路由表。
• 計算複雜度：
  • 距離向量法：計算較簡單，只需比較鄰居的距離值。
  • 連線狀態法：計算較複雜，需要構建完整的網路拓撲並運行Dijkstra算法。
• 可靠性：
  • 距離向量法：易受計數到無窮（Count to Infinity）問題影響，可能導致路由環。
  • 連線狀態法：更可靠，因為每個路由器擁有完整的網路拓撲圖，不易產生路由環。