计算机网络路由研究概述

计算机网络路由研究概述
摘要：网络路由,是实现网络连接并满足不同网络之间信息传导的一种有效设备。

伴随计算机网络技术的进一步发展与提升,计算机网络的应用越来越普及化,我国计算机网络使用的用户正在逐年递增,而大规模、全面性的网络覆盖加大了计算机网络路由的工作量,使得计算机网络路由需要接受更大的挑战。

一、计算机网络路由概述
不断以来网络路由都是计算机网络范畴中研讨的关键问题。

现往常，计算机网络的范围越来越庞大，网速也越来越快，各种媒体信息的传播都离不开网络这一载体，为此，对网络路由提出了更高的请求，路由算法更是层出不穷，无论是何种路由算法其最终目的都是为了寻觅最佳途径对信息进行传送，以此来进步效劳质量，并进步网络资源的整体应用率。

计算机网络中的路由选择是一个比拟复杂的问题，其不只具有组合优化问题的性质，而且又属于其中的NP完整一类。

由下面的例子中便能够看出这一问题的复杂性。

例如，某一个网络具有21个节点，每个节点对应5条候选路由，若是采用枚举法大约需求尝试上亿次才干够得出全局最优解。

换言之，就算以最快的计算机进行运算也需求近万年的时间，为此，只能采用近似算法或是随机算法。

通常在研讨计算机网络设计中路由选择的优化过程中，在预先给定网络拓扑构造以及链路容量后，便可从当选出一条最佳的路由，进而到达数据信息经过网络的均匀时延最小的目的，这样可以使资源的应用率最高。

计算机网络路由的优化研讨开端于对通讯网络的剖析，自此之后逐渐浸透到计算机网络等范畴当中。

最初网络路由的效能剖析办法仅仅局限于两个终
端的问题上，近年来，随着大型网络系统的呈现，使得这一剖析变得愈加复杂，许多新的计算办法和理论也随之呈现。

自上世纪70年代以来，网络路由的优化理论取得了长足的开展，大量与之有关的文献材料也都相继发表。

有人提出运用条件概率的办法对路由的效能进行求解。

上世纪70年代，印度的学者固然对原有的算法进行了改良，但由于需求罗列2 个状态，从而使得该办法在复杂的网络中无法适用。

上世纪80年代，经过图论中的条件概率及边收缩原理对网络路由作出了相应的简化，但由于完成的过程较为复杂，故此该办法也未取得推行运用。

在1986时有人提出了网络路由效能综合的概念，这一概念的提出是网络路由优化的研讨更具本质性内容，同年我国以廖炯生为代表的多为专家学者在对路由效能进行系统研讨的根底上，提出了一些数学改良算法，但是这些算法关于较为复杂的网络路由优化效果并不明显。

直到1998年，巴拉巴斯与其同事在对万维网络拓扑构造的研讨中开展，计算机网络并不完整是随机的，其具有一定的规律性，经过网络拓扑图可以明晰的看出，其所产生的是一条递加的曲线，而这种性质的网络被称为无标度网络。

二、路由器技术
近年来，随着互联网的快速开展以及用户数量的不时增加，方式各样的网络应用随之不时涌现，人们关于网络互联设备的平安性、稳定性以及各方面性能的请求也越来越高。

路由器作为IP网络的中心设备之一，路由器技术现已成为网络范畴研讨的重点和热点课题，正因如此，越来越多的科研机构开端关注路由器的开展。

通常状况下，路由器是在OSI/RM的网络层上工作的，其主要担任不同网络之间的数据转发、分粗以及存贮，并决议在网络间传输数据时的路由取向，能够说路由器是完成网间互联的必备设备之一。

路由器最为根本的用处是可以将分开在多个逻辑上的网络进行衔接，而该功用的完成需求路由用具备选择途径及网络地址判别的功用，这样才干在多
个网络互连的环境中树立灵敏的衔接。

路由器普通只接纳其它路由传输过来的信息，其属于网络层中的一种互联设备。

固然路由器可以支持多种协议，但大局部路由都是在TCP/IP下运转。

路由器普通可衔接两个或两个以上由IP子网的逻辑端口，并且至少有一个物理端口。

路由器依照接纳到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决议输出端口以及下一跳的地址。

而路由表的维护主要是经过与网络上其它路由器交流路由及链路信息来完成的。

路由器通常由输入和输出端口、路由处置器以及交流网络等几个局部组成。

输入端口既是报文接纳点也是物理链路的衔接点;输出端口主要担任缓冲及队列管理，同时应用复杂的调度算法可以完成QoS等功用;交流网络主要担任完成输入与输出端口间的互联;路由处置器则担任运转各种路由协议及系统软件，借此来完成维护计算转发表以及路由表等功用，这些功用既能够经过计算机硬件予以完成，也能够经过相应的软件予以完成。

路由器最主要的作用就是为经过其中的每一个数据帧找到一条最佳的传输途径，并经过该途径将这些数据信息传送至目的节点。

由此可见，最佳途径的选择战略即路由算法就是路由器的关键之所在。

正常状况下，路由器中会保管有与各种传输途径相关的数据信息，这些数据就是我们所说的路由表，其可供路由选择途径时运用。

在路由表中存储着大量的子网信息和下一个路由器的称号。

现阶段，TCP/IP网络根本都是应用路由器完成互连的，换言之，互联网就是由诸多IP子网并以路由器进行互连的国际性网络。

该网络又被称之为以路由为根底的网络。

路由器不但担任对IP分组进行转发，同时还担任与其它路由的联络。

路由动作主要包括寻觅最佳途径和转发这两项内容。

寻觅最佳途径通常是由路由选择算法予以完成的。

由于这一过程中会触及不同的路由选择算法及选择协议，故此该过程相比照较复杂。

为了可以精确断定出最佳途径，路由选择算法应启动并维护含有路由信息的路由表。

三、路由算法的设计准绳及其分类
(一)路由算法的设计准绳
路由算法是指路由问题的求解办法与步骤，是计算机网络路由器的重要组成局部，采用何种算法常常可以决议最终的寻径结果。

通常状况下，路由算法的设计应当遵照以下准绳：
其一，最优性准绳。

是指路由算法选择最佳途径的才能。