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Link-State-Routing Protokolle

Neben den Distanzvektor Routing-Protokolle existieren noch die Link-State-Routing Protokolle (Übersetzt etwa: „Verbindungszustands-Routing-Protokoll“). Alternativ bestehen noch die folgende Bezeichnungen der Link-State-Allgorithmen Protokolle: Dijkstra-Algorithmen oder SPF (Shortest Path First)-Algorithmen. Diese Namen leiten sich zum einem aus der praktischen Umsetzung des Link-State-Allgorithmuses, nämlich den Dijkstra-Algorithmus sowie aus dem mit verwendeten SPF-Algorithmus (Shortest Path First).

Im Gegensatz zum Distanzvektor-Algorithmus, verschafft der Link-State-Algorithmus bzw. Dijkstra-Algorithmus, dem Router einen gesamten Überblick über das Netzwerk. Mithilfe dieser vielen Netz-Informationen bildet der Router eine Topologische Datenbank, durch die er das ganze Netzwerk nachzuvollziehen kann. Übermittelt werden die Informationen über sogenannte Link-State-Advertisements (kurz LSAs). Ein Link-State-Announcement/Advertisement ist einfach ein kleines Paket das die entsprechenden Routing-Informationen enthält. LSAs werden verbindungsorientiert per Multicast an die Router versendet.

Zu Link-State-Routing Protokollen gehören:
  • OSPF (Open Shortest Path First)
  • IS-IS (Intermediate System to Intermediate System Protocol)
Der Ablauf des Link-State-Routing lässt sich in fünf Schritte unterteilen:

1. Nachbarn finden
Jeder Router sendet "hello"-Pakete an jede ausgehende Verbindung. Anschließend bekommt er von den Empfängern, die jeweiligen Adressen von diesen als Antwort zurück. Die "Hello"-Pakete werden regelmäßig verschickt um sicherzustellen, dass der betreffende Router weiterhin aktiv ist.

2. Messung der Verzögerung zu Nachbar X
Zu jedem Nachbar wird nun die Verzögerung gemessen. Dafür wird ein "echo"-Paket an den jeweiligen ermittelten Nachbar geschickt. Dieser Antwortet unverzüglich auf das "echo"-Paket. So lässt sich die Verzögerung berechnen. Je nach Situation kann es Sinn machen, mehrere "echo"-Pakete nacheinander zu schicken und die durchschnittliche Verzögerung zu berechnen.

Erstellung der Link-State Pakete
Anschließend können die Link-State Pakete erstellt werden. Diese beinhalten die lokalen Verbindungsdaten (Liste der Nachbarn und Kosten), die Router Identifizierung, sowie administrative Daten wie Alter und Sequenznummer.

Verteilung der Link-State Pakete
Nun müssen die erstellten Link-State Pakete natürlich auch verteilt werden. Dies geschieht in dem sie mit Bestätigung "geflutet" werden (echo-floating). Die Sequenznummer und das Alter spezifizieren dabei die Pakete, sodass zu alte Pakete verworfen werden können.

Kürzeste Pfade berechnen
Nach dem alle Informationen bei den jeweiligen Routern eingetroffen sind, können nun die kürzeste Pfade berechnet werden. Dies geht beispielsweise über den Dijkstra Algorithmus.