Statistische Konvergenzanalyse des RIP-Routingprotokolls

  • Ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, ist eine Menge von Netzen, die durch Router miteinander verbunden sind. Ein Router ist ein Computer, der mit mehreren Netzwerkschnittstellen ausgerüstet und an mehrere Netze angeschlossen ist, um zwischen diesen Pakete zu vermitteln. Man kann ein Netzwerk auch als Graph repräsentieren, wobei Router als Knoten und Netze als Kanten angesehen werden können. Diesen Graph nennt man die Topologie des Netzwerks. Soll ein Paket in ein anderes Netz als das eigene gesendet werden, so wird es normalerweise dem sogenannten Default-Router gesendet. Dieser besitzt (wie jeder Router) eine Tabelle (die sogenannte Forwardingtabelle), die alle Netze enthält. Zusätzlich ist in der Tabelle der jeweilige Router eingetragen, über den das Netz am besten erreicht werden kann. So wird das Paket von einem Router zum nächsten geleitet, bis es das Zielnetz erreicht. Dabei schlägt jeder Router in seiner Tabelle nach, welches der nächste Router auf dem günstigsten Weg zum Zielnetz ist. Ein Routingprotokoll kümmert sich um den automatischen Austausch von Informationen zwischen den Routern, um die Forwardingtabelle aufzubauen und auf dem aktuellen Stand zu halten. Sind die Tabellen aller Router auf dem aktuellen Stand, so befindet sich das Netzwerk in einem konvergenten Zustand. Die Zeit, die benötigt wird, um die Forwardingtabelle aufzubauen beziehungsweise sie nach einer Änderung der Topologie zu aktualisieren, wird Konvergenzzeit genannt. Das Routingprotokoll RIP ist ein bekanntes und gut erforschtes Distanzvektor-Protokoll. Jedoch gibt es bisher nur wenige Untersuchungen der Konvergenzeigenschaften (wie z.B. benötigte Zeit, um in einen konvergenten Zustand zu gelangen, oder das dabei erzeugte Trafficvolumen) dieses Protokolls. Ziel der Arbeit ist es einen Zusammenhang zwischen den Topologieeigenschaften eines Netzwerks und den Konvergenzeigenschaften bei Verwendung des RIP-Routingprotokills experimentell zu ermitteln. Hierfür wurden über 5000 Einzelmessungen mit verschiedenen Topologien durchgeführt und statistisch ausgewertet. Aus den Ergebnissen wurden Formeln abgeleitet, mit deren Hilfe sich für ein beliebiges Netzwerk die Konvergenzeigenschaften anhand seiner Topologieeigenschaften approximieren lassen.
  • A network like the internet is a set of subnets that are connected to each other by a router. A router is a computer, containing multiple network devices to be connected to multiple subnets. So, it is able to forward packages from one subnet to another. A network can be represented as a graph with its routers as vertices and subnets as edges. This graph is called the topology of the network. A packet send to a host outside the own subnet usually will be send first to the so-called default router. This router (like any router) contains a table (the so-called forwarding table) with every subnet. Additionally for each net, the table contains the router through which the subnet can be reached best. So, the packet will be forwarded from router to router until it reaches the destination subnet. On this way every router looks up in its forwarding table for the best next router. A routing protocol takes care of the automatic exchange of informations between the routers to build the forwarding tables and keep them up to date. If the forwarding tables of all routers are up to date the network is called convergent. The time needed to build or update the routing tables is called the convergence time The RIP routing protocol is a well known and well explored distance vector protocol. But there are only few examinations about the convergence properties (e.g. the time needed to converge or the traffic volume produced by the routing messages). This work tries to examine a relationship between the topology properties of a network and the convergence properties of the rip routing protocol. Therefore, over 5000 single measurements were performed and statistically analyzed. Mathematical formulas have been derived from the results that are able to approximate the convergence properties of a network from its topology properties.

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Metadaten
Author:Marcel Jakobs
URN:urn:nbn:de:kola-4021
Title Additional (English):Statistical Convergence Analysis of the RIP Routing Protocol
Advisor:Christoph Steigner
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Date of completion:2010/04/09
Date of publication:2010/04/09
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 4
Release Date:2010/04/09
Tag:RIP
RIP; convergence analysis
GND Keyword:Konvergenz; Routing; Statistische Analyse
Number of pages:101
Institutes:Fachbereich 4 / Institut für Informatik
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 004 Datenverarbeitung; Informatik
Licence (German):License LogoEs gilt das deutsche Urheberrecht: § 53 UrhG