[論文レビュー] A Survey on Distance Vector Routing Protocols

Linpeng Tang, Qin Liu|arXiv (Cornell University)|Nov 7, 2011

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 6被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、ルーティングループと無限大へのカウント（CTI）問題を防止するメカニズムに焦点を当て、RIP、AODV、EIGRP、RIP-MTI、Babel の5つの距離ベクトルルーティングプロトコルを調査する。本稿では、スパニングツリーに基づく無効化と制御されたフラッディングを用いる新規のループフリーなアルゴリズムであるRIP-Treeを提案し、ネットワーク径値Dを用いてO(D)の収束を達成する。

ABSTRACT

In this paper we give a brief introduction to five different distance vector routing protocols (RIP, AODV, EIGRP, RIP-MTI and Babel) and give some of our thoughts on how to solve the count to infinity problem. Our focus is how distance vector routing protocols, based on limited information, can prevent routing loops and the count to infinity problem.

研究の動機と目的

• 従来の距離ベクトルプロトコルの限界、特にルーティングループによって引き起こされる無限大へのカウント（CTI）問題の分析。
• RIP、AODV、EIGRP、RIP-MTI、Babel などの既存プロトコルを、ループ防止、収束速度、オーバーヘッドの観点から評価すること。
• スパニングツリーに基づく無効化メカニズムと制御されたフラッディングを用いてCTIを排除する新規プロトコルRIP-Treeの提案。
• 特に大規模または動的なネットワークにおける、RIP-Treeのスケーラビリティおよびパフォーマンスを、既存プロトコルと比較して評価すること。

提案手法

• 距離ベクトルルーティングの基盤として、分散型ベルマン＝フォードアルゴリズムを用いる。
• 単純なトポロジーにおけるルーティングループの発生を抑えるために、スプリットホライズンとポイズンリバースを適用する。
• リーフからルートへ再帰的にルートを無効化するツリー型の無効化プロトコル、RIP-Treeを導入する。無効化にはINVALID_ROUTEおよびINVALID_COMPLETEメッセージを用いる。
• リンク障害後の過剰なルート広告を防ぐために、タイマーに基づくホールドダウンメカニズムを採用する。
• 部分木の完全な無効化が終了した後のみルート更新を再有効化するために、START_ROUTINGメッセージの制御されたフラッディングを実施する。
• 動的環境における正しさを保証するため、シーケンス番号と一意の識別子に依存する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RIP、EIGRP、Babel などの既存距離ベクトルプロトコルは、無限大へのカウント問題をどのように軽減しているか？
• RQ2 異なる距離ベクトルプロトコルにおいて、収束速度、メッセージオーバーヘッド、ループフリー性の間にはどのようなトレードオフがあるか？
• RQ3 スパニングツリーに基づく無効化メカニズムは、スプリットホライズンやホールドダウンといった従来技術よりも、ルーティングループの防止にさらに効果的であるか？
• RQ4 提案されたRIP-Treeプロトコルは、低い計算およびメッセージオーバーヘッドを維持しながら、どのようにループフリーなルーティングを実現しているか？
• RQ5 RIP-Treeの漸近的収束時間は何か？また、ネットワーク径値Dを用いて、他のプロトコルと比較してどうなるか？

主な発見

• RIP-Treeは、障害した宛先へのルートを、部分木内のすべてのノードがルートを無効化した後にのみ新しい更新を受け入れることで、ルーティングループを防止する。
• 2段階の無効化と再活性化プロセスを用いることで、ネットワーク径値Dを用いてO(D)の収束時間を達成する。
• 厳密モードではRIP-Treeはループフリーであるが、通常モードではより高速な収束を実現するが、一時的なループが発生する可能性がある。
• 複数の同時無効化プロセスが発生しても、各部分木が独立して処理されるため、プロトコルのパフォーマンスは安定している。
• 定期的なルーティング更新を避けるために、オンデマンドフラッディングとタイマーを用いることで、低オーバーヘッドを維持する。
• RIP、RIP-MTI、Babelと比較して、最短経路木の構造的性質を活用することで、CTI問題に対するより体系的かつスケーラブルな解決策を提供する。