计算机网络路由研究综述
计算机网络路由研究探讨
的后果 。而且 由于不 同公 司所生产 的产 品其使用 的标 准不 同，因此 ， 这
些 不同的网络之间也 就无法进行 良好 的相互 通信 。因此 ， 对计算机 网络
路 由的研 究探讨 有其 必要性 。
一
、
网络路 由
网络路由是 建立 在给定 网络基础 上的 ， 对路径集及 目的节点 ， 找到
一
干作用 ， 有效地 实现 网络 内部 的连接 ， 更是现代 网络 中的主力军 。
种 固定 的路 由 。在网络运行 中 ，通 过通过静 态路 由的运用 ，可 以加
二 、 网 络 路 由 的 配 置 方 法
根据上 面分 析我们 知道 ： 网络路 由是建立 在给定网络基础上的 ， 对 路径集及 目的节 点， 找到一条路径 ， 在满足所有的约束条件 的同时 ， 还
为互联 网络中的 “ 枢纽 ” 。
总之 ，目 前 网络路 由的大力推广 ，已经渗透到各行各业 中， 并且相
应 的生产 了不 同档次 的产 品 ， 在所有 的网络连接中 ， 发挥着关键性的骨
种动态式 的实现方式 ，既方便 于管 理 ，而且有利 于信 息传递 的有效性 。
其次是 静态路 由。这种 实现方式主要 是 由管理 员实施手工 配置的
计算机网络路 由研究探讨
伍 毅 强
广 州中医药 大学附属新会 中医院
广东
江门 ５ ２ ９ １ ０ ０
【 摘 要】 在 ２ ０ 世纪 ８ ０ 年代早期 ，网络开始迅猛发展 ，尤其是 网络技术在各 大公 司的推广与应用 ，既可以节省 大量的资金 ，而且从 中获得 了巨大 的经济效益，因此 ，Ａ Ａ ｒ Ｊ 越来越认识到 网络技术 的重要 Ｊ 生 ，而且近年来 ，伴随着网络技术的进一步拓展与提升，其效益 更是突飞猛进 的增长，极 大 地推动 了我国社会的发展 。在这里 ，主要 针对计算机 网络路 由进行简单的研究与探讨 。 【 关键 词 】计算机 网络 路 由 经济效益 网络技术 中图分类号：Ｔ Ｐ ３ ９ ３文献标识码 ：Ｂ 文章编号：１ ０ ０ ９ － ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ７ ５ ． ０ １ 伴 随着网络和现有网络的扩展 ， 现在一些新 的网络及其产 品也在 同
计算机网络路由研究综述
其二 ， 由 于学 生 对 于项 目管 理 的知 识 较 少 ， 针 对此 种
项 目活动中能力的发展过程， 评测的内容包括学生参加各 情 况， 可以采用两个阶段实施补课行动。第一个阶段 ， 安 项活动的表现 ， 避免了传统 的成绩定好坏的弊端 。 评测可 以采用 自评、 小组评、 教师综合评等方法、 教师只有明确并 抓住其教 学的特点 ， 才能更好地完成教学 目标 。 ４其在 Ｃ语言课程设计中的实施 为更好进行课程设计教育教学 ， 在多次实践基础上 ， 总结出具体项 目实施中主要注意 的两个方面： 其一，教学内容主要事项 。前导课因教 学课 时的影 响， 所以教师为赶教学进度， 对结构体 、 基本操作 以及共用
径 的角色 。通过对计算机网络路 由相关知识点的分析和 径划 分， 通 常可以划分为静态路 由和动态路 由。 其 中， 静
探究 ， 对 于实现计算机网络数据传输 、 资源共享有着重要
的意 义 。为 此 ， 本 文 主 要 通 过 网络 路 由 的基 础 知 识 点 、 网
态路 由 具有 适 用 于 小 规 模 的 网 络 通 信 ， 配 置 较 为简 单 的 特点。 就 目前 来 看 ， 常用的路由器协议主要是 Ｒ Ｉ Ｐ协 议 、
储、 分 组 和 转 发 ，而 且 具 有 判 断 网络 地址 和 进 行 路 径 选
３ 计算机 网络路由算法
按照不同的标准划分， 网络路由算法可 以分为非自适 应算法和 自适应算法 ， 单播路由算法和多播路由算法等 ，
度量选择（ 即 路径 长 度 、 带宽 、 可靠性、 负 载 等） 不同， 划 分
参 考建 议 。
关键词
有关计算机网络的路由研究
工 程 技 术
Ｃ ｍ ｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆ ｗ ｒ ｎ ｐ ｌ ｃ ｔｏ ｓ ｏ ｐ ｔｒ Ｃ ｏ ｔａ ｅａ ｄ Ａ ｐ ｉａ ｉｎ
２ １ 年第 １ ０２ ２期
有关计算机网络的路由研究
卢 来
（ 东海洋大学寸金 学院，广东湛江 ５ ４９ ） 广 ２０４
的作用 。 第 二就 是快 速 收敛性 。快 速收 敛性 是指 在选 择最 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ路 径之 后
发一 些不 可预 见 的 问题 ，而 路 由器所 处 的环境 也不 能够 完 全 的固 定 ，这就 会导 致路 由器 可能 会不 能 正常 的工作 ，出现 故障 造成 严 重 的后果 。而 往往 采取 最佳 的路 由器 算法 能够 经 受住长 期 时 间考 验 ，并且 能够 平稳 应用 于各 种 网络环 境 。 第 四就是 灵活 性 。路 由算法 应 该能 够准确 的找到 发生 故 障的 位 置 。假 如在 特 定 的时 间里 某 段 网络长 时 间的发 生故 障 ，路 由算 法应 该 能够迅 速 的发现 故障 并且 能够 快速 的选 择另 一个 路 径。 在对 网络路 由 的计 算 当 中，往 往会 针对 参 照不 同的考 量 标准 对 最佳 路径 进行 选择 ，而 路 由算法 相对 较 为复 杂 ，对于 考量 标 准 般包 括可 靠性 ，带 宽 ，负载 ，通信 成本 ，路径长 度 以及 时延 。 网络路 由也 有很 多种 算法 。 比如分 布式 路 由算 法 ，分级 式 路 由算法 ，源路由算法等等。在这几种算法当中，源路由算法应用 最为广泛。源路 由算法的计算原理是假设网络中的各个节点都对 网络 的局部 状态 有所 了解 ，而 全局 的状 态 是用 链路 状态 协议 方 式 获得 ，或者 是利 用距 离 向量 获得 。 当节 点需要 发送 消 息时 ，源 节 点就会 决 定整个 路径 的走 向。而 分级 式路 由算 法是 将 网络 节点 根 据 位 置 的不 同进 行 分级 ，而 每个 节 点只 能了解 本级 的状 态 ，对 于 其他 范 围内 的节点 只能 了解 部分 情况 ， 因此每 一个 物理 节 点都 会 保持 着聚 合 的网络 影 响。而 分布 式 路 由算 法 只要求 各个 节 点 了解 与其 相邻 的节 点 的状态 ， 括传 播延 迟 ， 余带 宽 以及 排 队延 迟 ， 包 剩 根据 网络 的不 同需 求 ，节点 决定 自己下一 步该 往哪 里走 。 三 、网络 路 由的智 能化 所谓 网络 路 由的智 能化 只要 是 指提 高 网络运 行速 度 ，加 强 网 络 路 由的管 理 以及 提 高维护 系统 的 效率 。 在 网络 技术 不断 更新 的大 时代 中 ，网络 的覆 盖面 已经无 法用 用 户 的数量 进行考 量 。 与此 同时 网络的 结构 也越 发 的复杂 多变 ， 而 为了能 够提 高 网络 的利用 效率 ，尽 量 的减少 闲余 带 宽 ，对于 现代 网络路 由的要求 也相 应 的提 高 。而 多业 务 的 出现 ，分组 的 实际 大 小很难 对应 以及 带 宽的分 配不 合 理都会 造成 带 宽 的巨大 浪 费 。因 此 如何 提 高平 台 的工 作 效率 ，提 高带 宽 的利用 率 是摆在 当今 网络 路 由面前 的一大 问题 。而 网络 业 务 的纷繁 复杂 也在 网络 问题 中 占 有相 当的地 位 ，而 这时 应用 智能 技术 就 不得 不走 上历 史 的舞 台 。 利用 智能 技术 可 以轻松 的实 现对 于 网络 的基 本操 作 以及 网络服 务 的功 能 ，同 时智 能技术 也可 以支 持 开展 新 的网络 业务 ，提 高 网络 的运 行速 度 ，减 少限制 带 宽 。由此 我们 可 以得知 网络 路 由 的智 能 化可 以成 为计 算机 发展 的坚 实基 础 。 四 、无线 网络 路 由 上面 已经 提 到 ，路 由包 括 无线 网络 路 由 ，有 限网络 路 由 以及
计算机网络安全技术研究综述
计算机网络安全技术研究综述计算机网络的发展已经成为了现代社会的重要基石，而网络安全问题也日益引起人们的关注。
随着信息化程度的加深和网络攻击方式的多样化，计算机网络安全技术的研究和应用显得尤为重要。
本文将就计算机网络安全技术的研究现状和发展趋势进行综述。
一、网络攻击与威胁网络攻击是指针对计算机网络系统的非法入侵、破坏和窃取行为。
常见的网络攻击手段包括计算机病毒、木马、蠕虫、网络钓鱼、拒绝服务攻击等。
这些攻击手段不仅会导致数据泄露、系统崩溃，还会对网络用户的信息安全和隐私造成严重威胁。
二、计算机网络安全技术的发展历程随着计算机网络的普及和应用，计算机网络安全技术也经历了不断发展和演进的过程。
早期的网络安全技术主要是基于防火墙和入侵检测系统，但随着攻击手段的多样化，单一的安全防护手段已经不能满足实际需求。
随后，研究者们提出了基于加密算法和认证协议的安全通信机制，如SSL/TLS、IPsec等。
但这些技术仍然存在一些问题，如复杂性高、性能开销大等。
近年来，随着人工智能和大数据技术的发展，基于机器学习和数据挖掘的网络安全技术逐渐兴起，取得了一定的成果。
例如，基于行为分析的入侵检测系统可以通过分析网络流量和用户行为数据，及时发现潜在的安全威胁。
三、计算机网络安全技术的研究重点在现代计算机网络中，安全技术的研究重点主要包括以下几个方面：1. 密码学密码学是计算机网络安全技术的核心基础，它主要研究加密算法、数字签名、身份认证等技术。
现代密码学已经发展成为了非常复杂和庞大的学科体系，包括了很多重要的算法和协议，如RSA、AES、SHA等。
2. 安全通信协议安全通信协议是保障网络通信安全的重要手段。
常见的安全通信协议有SSL/TLS、IPsec等，它们可以通过加密数据和验证通信双方身份来保护通信过程中的数据安全。
3. 入侵检测与防护技术入侵检测与防护技术是指通过监测和分析网络流量和系统日志，及时发现和阻止潜在的入侵行为。
计算机网络路由基础知识介绍路由器的工作原理和路由算法
计算机网络路由基础知识介绍路由器的工作原理和路由算法计算机网络是指通过通信线路将分布在不同地理位置的计算机互相连接起来，实现信息传输和资源共享。
而路由是计算机网络中至关重要的一个概念，它涉及到数据的传输路径选择和网络的拓扑结构。
本文将介绍路由器的工作原理和常见的路由算法。
一、路由器的工作原理路由器是计算机网络中用于实现分组交换的设备，其主要功能是根据网络层的地址信息，将数据包从源主机传输到目标主机。
路由器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 数据包接收：路由器通过其接口从网络中接收到达的数据包。
2. 数据包解封：路由器将数据包的首部信息解封，获得源主机地址和目标主机地址等信息。
3. 路由选择：根据路由表中的路由信息，路由器选择最佳的路径将数据包发送到目标主机。
4. 数据包转发：路由器根据路由选择的结果，将数据包发送到下一个路由器或目标主机。
5. 数据包封装：路由器将数据包进行封装，添加新的首部信息，以便下一个路由器或目标主机进行正确的解析。
二、路由算法路由算法是指路由器根据一定的规则和算法来选择最佳的传输路径。
常见的路由算法有以下几种：1. 静态路由算法：静态路由算法是指管理员手动配置路由器的路由表，不会根据网络拓扑结构和流量变化进行动态调整。
这种算法适用于网络稳定且不会频繁变化的情况。
2. 动态路由算法：动态路由算法是指路由器根据网络拓扑结构和流量变化动态调整路由表。
常见的动态路由算法有距离向量路由算法（Distance Vector Routing）和链路状态路由算法（Link State Routing）等。
- 距离向量路由算法：距离向量路由算法是一种分布式的路由选择算法，它通过互相交换邻居节点的路由表，通过比较和更新距离信息来选择最佳路径。
常见的距离向量路由协议有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）等。
计算机网络路由器实验报告
计算机网络路由器实验报告
《计算机网络路由器实验报告》
一、实验目的
本实验旨在通过对计算机网络路由器的实验，加深学生对计算机网络原理和路
由器工作原理的理解，提高学生的动手能力和实际操作技能。
二、实验内容
1. 理解路由器的基本工作原理
2. 掌握路由器的配置和管理
3. 实际操作路由器的连接和使用
三、实验步骤
1. 理解路由器的基本工作原理
通过课堂讲解和实验指导书的学习，了解路由器是一种网络设备，用于在不
同的网络之间传输数据包，并能够根据IP地址和端口号等信息进行数据转发。
2. 掌握路由器的配置和管理
学习如何通过命令行或图形界面对路由器进行配置和管理，包括设置IP地址、子网掩码、网关等参数，以及配置路由表和访问控制列表等功能。
3. 实际操作路由器的连接和使用
在实验室环境中，学生将实际操作路由器的连接和使用，包括通过网线连接
路由器和计算机，进行基本配置和测试网络连接等操作。
四、实验结果
通过本次实验，学生对计算机网络路由器的工作原理有了更深入的理解，掌握
了路由器的配置和管理技能，并能够熟练地进行路由器的连接和使用。
同时，
学生还能够通过实际操作，发现和解决一些网络故障和问题，提高了动手能力
和实际操作技能。
五、实验总结
本次实验对学生的计算机网络知识和实际操作能力起到了很好的提升作用。
通
过实验，学生不仅对路由器的工作原理有了更深入的理解，还能够熟练地进行
路由器的配置和管理，提高了动手能力和实际操作技能。
希望通过这样的实验，能够更好地加强学生的实践能力，为将来的工作和研究打下良好的基础。
计算机网络 路由器的主要技术
计算机网络路由器的主要技术路由器发展到今天，已经成为一种成熟网络产品，应用于路由器上的新技术也在不断涌现出来。
下面我们主要来了解一下路由器的硬件技术和软件技术。
1．路由器硬件技术路由器技术是结合现代通信、计算机、网络、微电子芯片等先进技术。
目前，对于提高路由器性能起关键作用的几项主要技术：一是越来越多的功能以硬件方式来实现。
二是在路由器中采用分布式处理技术，极大地提高了路由器的路由处理能力和速度；三是普遍采用交换式路由技术，在交换结构设计中采取巨型计算机内部互连网络的设计或引入光交换结构。
●硬件体系结构最初的路由器采用了传统计算机体系结构，包括共享中央总线、中央CPU、内存及挂在共享总线上的多个网络物理接口。
这种单总线单CPU的主要局限是处理速度慢，一颗CPU 完成所有的任务，从而限制了系统的吞吐量。
另外，系统容错性也不好，CPU若出现故障容易导致系统完全瘫痪。
目前，路由器采用分布式处理技术对报文进行转发，可以插多个线路处理板，每个线路板独立完成转发处理工作，即做到在每个接口处都有一个独立CPU，专门单独负责接收和发送本接口数据包，管理接收发送队列、查询路由表并做出转发决定等。
通过核心交换板实现板间无阻塞交换，而主控CPU仅完成路由器配置控制管理等非实时功能。
同时借鉴ATM交换机结构的方法，采用交换开关方式实现各端口之间的线速无阻塞互连。
在ATM交换机和高速交行计算机中广泛应用，市场上可直接买到高速交换开关速率就高达50Gbps的设备。
●ASIC技术由于ASIC技术不断的成熟，且厂商需要降低成本，所以ASIC技术在路由器中得到了越来越广泛的应用。
在路由器中，要极大地提高速度，首先想到的是ASIC。
ASIC可以用作包转发、查找路由，并且已经有专门用来查找IPV4路由的商用ASIC芯片。
一般来说，ASIC只用于已完全标准化的处理，而网络的结构和协议变化频繁，因此在网络设备中，出现了“可编程ASIC”。
计算机网络路由分析论文
计算机网络路由分析论文计算机网络路由分析论文计算机网络路由分析论文【1】摘要：随着社会的发展，网络逐渐成为当今时代的鲜明标志，计算机技术也已经得到了普遍的应用，随之而来的计算机网络路由也逐渐备受关注。
网络路由的主要功能就是尽可能多地承载有用信息，促进网络资源的优化，提高利用效率。
但是，在计算机网络发展的过程中，技术人员面临的难题就是如果应对路由器的多种算法。
因此，主要对计算机网络路由进行了深入探讨，希望能够给相关的网络技术人员提供理论和方法借鉴。
关键词：计算机网络;路由;研究计算机的出现是人类发展历史上又一重要的里程碑，随着人们生活水平的不断提高，对于网络的需求量也不断增大。
无线网络在这种情况下应运而生，通过电话以及电报等都可以实现远距离的信息传输。
在计算机发展的过程中，其运行速率正在逐渐提升，对于语言、文字以及影像等的传输，对于速率提出了较高的要求，必须要达到一定的临界状态。
为了达到这一目标，必须要用到计算机网络的路由来实现，可见计算机网络路由对于网络的普及和发展都起到至关重要的作用。
1 网络路由的概念在计算机技术和网络技术得到迅猛发展的时候，网络路由技术应运而生。
路由技术在运用的过程中，可以对数据的传输路径进行自动选择，同时根据逻辑策略了对不同的地址进行判断，完成信息的传输。
通常情况下，路由器可以被视为网络的节点，通过多种不同的算法来对路径进行优化，对提高网络传输的速率起到一定的促进作用，是不可或缺的中要设备。
网络的发展缩小了人们之间的距离，实现了跨地区、跨国界的沟通和交流。
但是信息高速公路的建立对计算机网络提出了更高的要求，使其逐渐朝着高速型、智能化以及综合性的方向发展。
与此同时也带动了通信行业以及其他行业的发展和进步。
但是路由器的自身性质和功能对于网络的拓展形成了严重的制约作用，为了对其进行改进，推出了一种新型的路由交换设备，传输路径也由光缆朝着光纤的方向改进，实现带宽、速度以及范围等因素的提高。
有关计算机网络路由的分析与探讨
有关计算机网络路由的分析与探讨摘要：21世纪是信息的时代，人们通过计算机网络来获取信息，浏览信息。
对于计算机网络路由的分析与研究利于人们更好的使用网络，利于网络的普及，此文就计算机网络路由进行分析与探讨，讨论与分析了路由算法、路由协议及路由器，并提出计算机网络路由技术的发展趋势。
关键词：计算机计算机网络路由技术中图分类号：tn915 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0004-01路由技术是计算机网络的关键技术，它是寻找将ip数据报从源主机传往目的主机的传输路径的过程，就好比一个人从出发地到目的地的路程选择。
如果路由技术不行，将影响信息的传播，计算机网络的目的也就失去了意义。
对于计算机网络技术的研究、发展和创新将对信息高速公路网络化和世界化的实现起到重要作用。
1 路由算法计算机与网络的发展及推广是计算机网络路由的出现背景，当用户在使用计算机和网络时必定会对信息传播的安全性、性能和稳定等提出要求，因而网络路由技术也就产生了。
路由算法指的是求解路由问题的方法与步骤，它的设计原则是最优化原则即选择最佳路径；简洁性原则即算法要简洁，这样可以减少软件的成本；坚固性原则即算法经历的时间久，可靠性强；快速收敛性原则，即当网络发生突发事件时，快速重新计算最佳路径的算法；灵活性原则，即该算法适合于各种网络环境。
随着路由技术的发展，路由算法层出不穷，但无论是怎样的算法，都是为了寻找出最合适的路径进行信息传递，从而提高服务质量，提高网络资源的整体利用率。
怎样决定最合适的路径？路由算法设计者根据不同的度量标准进行决定，从而设计出路由算法，复杂的路由算法采用的多种度量标准。
普遍的标准包括路径长度、时延、带宽、可靠性、通行成本、负载等。
路由算法可以分为非适应和自适应两种。
非适应算法指的是只按照某项原则选择路由，并不考虑当前的网络拓扑结构和流量问题。
自适应算法指的是依据当前的网络状态进行路由选择，将网络流量和拓扑结构考虑其中。
计算机网络路由与交换技术
计算机网络路由与交换技术计算机网络路由与交换技术是现代网络通信中至关重要的一部分。
它们在数据传输、网络连接和通信效率方面起着重要的作用。
本文将深入探讨计算机网络路由与交换技术的原理、应用和发展。
一、计算机网络路由技术计算机网络路由技术是一种通过选择最优路径将数据从源头传输到目的地的过程。
路由器是路由技术的核心设备，它能够根据预先设定的策略和路由表，自动选择合适的路径将数据包转发到下一跳或目的地。
1.1 路由算法路由算法是决定数据包传输路径的关键。
常见的路由算法包括最短路径优先、距离矢量、链路状态和路径向量等。
这些算法通过网络拓扑和链路状况来评估不同路径的优劣，选择最佳路径进行数据转发。
1.2 路由协议路由协议是路由器之间进行信息交流和数据同步的协议。
常见的路由协议有RIP、OSPF和BGP等。
这些协议通过建立邻居关系、交换路由信息和更新路由表等方式，实现整个网络中路由器之间的协同工作。
二、计算机网络交换技术计算机网络交换技术是指在网络中将数据包从一个节点转发到另一个节点的过程。
交换机是交换技术的核心设备，它能够根据帧头信息判断数据包的目的地，并且在网络中选择适当的路径进行转发。
2.1 数据链路层交换数据链路层交换是在二层进行的交换技术，常见的交换方式有以太网交换和虚拟局域网（VLAN）交换。
以太网交换通过学习目的MAC地址来建立交换表，实现对目标设备的直接转发。
VLAN交换则通过将局域网划分为不同的虚拟网络，提高网络的安全性和灵活性。
2.2 网络层交换网络层交换是在三层进行的交换技术，常见的交换方式有IP交换和多协议标签交换（MPLS）。
IP交换根据目的IP地址进行路由选择，实现对不同网络之间的转发。
MPLS通过在数据包上添加标签来进行流量工程和路径控制，提高网络的负载均衡和服务质量。
三、路由与交换技术的应用路由与交换技术在现代网络中应用广泛，为优化网络性能、提高通信效率和保障网络安全提供了重要支持。
计算机网络路由交换的技术应用与发展趋势研究的研究报告
计算机网络路由交换的技术应用与发展趋势研究的研究报告计算机网络路由交换是网络中非常重要的一种技术，它可以负责在网络中将数据包从一个网络发送给另一个网络。
它会为源主机、目标主机和其他中间设备提供路由和交换服务，以保证数据可以准确、及时地传送到正确的地方。
本研究将对计算机网络路由交换的技术应用及其发展趋势进行研究。
首先，计算机网络路由交换技术的应用十分广泛，其中最重要的应用是在网络数据传输中使用。
在数据传输过程中，路由交换技术可以根据目标IP地址、端口号或协议类型进行 IP 权限处理以及进行任务分发，以确保数据可以被准确、及时地路由到正确的网络。
此外，路由交换技术还可以帮助企业更好地管理和控制数据中心的网络流量拥塞，从而提高网络的性能和安全性。
其次，计算机网络路由交换技术的发展趋势也引起了很多关注。
随着5G技术的不断发展，路由交换技术将发挥更加重要的作用，除了可以为多种不同的终端提供高品质的网络服务外，它还可以满足企业在无线网络覆盖、通信协议优化、设备智能认证等方面的需求。
此外，在大数据、人工智能等新兴技术的发展过程中，路由交换技术也将率先成为大数据分析技术应用的关键技术之一。
综上，计算机网络路由交换技术已经发展到一个非常重要的位置，它能够有效地帮助网络管理人员进行网络路由交换，从而提高网络的数据传输效率，减少网络延迟，提升网络安全性。
此外，随着5G技术、大数据分析等新兴技术的发展，路由交换技术将发挥更加重要的作用，增强网络服务质量和安全性，满足企业各种功能无缝对接的要求。
从相关数据分析来看，计算机网络路由交换技术已经取得了长足的进步。
根据2018年发布的《全球网络路由交换设备市场研究报告》（Research Report on Global Network Routing Switching Devices Market, 2018）披露的数据，2016年到2019年，全球网络路由交换设备的总规模增长了17.82%，而2020年至2025年，其增长率在10%以上，表明路由交换技术市场仍会保持高速增长。
路由算法大概综述
因特网的路由选择算法摘要:路由选择协议是路由器用来完成路由表建立和路由信息更新的通信协议。
路由算法在路由协议中起着至关重要的作用,采用何种算法往往决定了最终寻径结果。
本文主要讨论设计路由算法应具有的原则以及第一个得到广泛使用的路由算法RIP和最短路径Dijkstra算法。
1 路由算法概述1.1 路由算法的特点路由选择协议的核心就是路由算法,即需要何种算法来获得路由表中的个项目。
一个理想的路由算法应该具有如下特点。
(1)算法必须是正确的和完整的。
这里,“正确”的含义是指沿着各路由表所指引的路由,分组一定能够最终到达目的网络和目的主机。
(2)算法在计算上应简单。
路由选择的计算不应使网络通信量增加太多的额外开销。
(3)算法应能适应通信量和网络拓扑的变化,这就是说要有自适应性。
当网络中的通信量发生变化时,算法能自适应的改变路由以均衡个链路的负载。
等某个或某些节点、链路发生故障不能工作,或者修理好了再投入运行时,算法也能及时的改变路由。
有时称这种自适应性为“稳健性”(robustness)。
(4)算法应具有稳定性。
在网络通信量和网络拓扑结构相对稳定的情况下,路由算法应收敛于一个可以接受的解,而不应使得出的路由不停的变化。
(5)算法应是公平的。
路由选择算法应对所有用户(除了少数优先级高的用户)都是平等的。
例如,若仅仅使某一对用户的端到端时延为最小,但却不考虑其他的广大用户,这就明显的不符合公平性的要求。
(6)算法应是最佳的。
路由选择算法应当能够找出最好的路由,使得分组平均延时最小而网络的吞吐量最大。
我们希望得到“最佳”的算法,但这并不是最重要的。
对于某些网络,网络的可靠性有时要比最小的分组平均延时或最大吞吐量更加重要。
因此,所谓“最佳”只能是相对于某一种特定要求下得出的较为合理的选择而已。
一个实际的路由选择算法,应该尽可能接近于理想的算法。
在不同的应用条件下,对以上提出的六个方面也可有不同的侧重。
1.2 路由算法的分类路由选择算法是个非常复杂的问题,因为它是网络中的所有节点共同协调工作的结果。
智能路由技术研究
智能路由技术研究一、引言随着互联网的快速发展，人们的生活方式、工作方式也在逐渐改变，信息化和智能化已经成为时代的主流趋势。
而智能路由技术作为网络技术中的重要一环，得到了广泛的应用。
本文主要探讨智能路由技术的相关知识，包括其研究背景、实现原理、应用案例和未来发展。
二、研究背景智能路由技术作为一种新型的网络技术，其发展得益于物联网、云计算等新兴技术的快速发展。
物联网的普及使得越来越多的设备和终端连接到网络上，同时使用云计算的技术，可以将路由器的计算和存储功能进行服务器端的处理，使得路由器在处理数据时更加高效。
这些因素的整合促进了智能路由技术的发展。
三、实现原理实现智能路由技术主要有两个方面的技术支持：软件和硬件。
软件方面主要有两个功能模块：网络流量分析和策略推荐。
前者是指将路由器接收到的网络数据进行分析、过滤、分类等处理，分析出网络流量的特征，并按照一定的规则和算法将其分类，得到有价值的数据信息；后者是指根据流量分析结果，结合用户需求和网络环境的动态变化，向用户推荐最优的网络策略。
算法方面，深度学习、神经网络、机器学习等算法都可以用于智能路由技术领域。
硬件方面，智能路由技术通过增加硬件和改进硬件的方法来提升其性能。
主要包括流表硬件、多核处理单元、硬件静态分析、FPGA等。
四、应用案例智能路由技术在实际应用中有多个方面的应用。
这里我们着重介绍智能家居中的应用。
智能家居是指在家庭中应用IoT技术和智能控制技术，实现家电和设备的联络和自动化控制。
智能路由器在智能家居中起到了重要的作用。
通过智能路由器的智能化分析和处理，实现对智能家居设备的流控、数据过滤、路由调度等多种功能，弥补了传统路由器不能实现的局限性。
五、未来发展未来智能路由技术的发展重点在于：1.人工智能技术和大数据技术将进一步优化智能化分析和推荐功能，使智能路由器能够更好地适应复杂的网络场景。
2.网络安全防护功能将得到进一步升级，将更加有效地保护用户设备和信息安全。
计算机网络路由交换技术的应用和发展论述
计算机网络路由交换技术的应用和发展论述计算机网络路由交换技术是现代计算机网络中最核心的技术之一，它在数据传输过程中发挥着至关重要的作用。
随着计算机网络的不断发展，路由交换技术也在不断向前发展，为互联网的更快、更安全、更稳定的运行提供了有力保障。
本文将就计算机网络路由交换技术的应用和发展进行论述。
一、路由交换技术的应用1. 互联网通信互联网的核心就是计算机网络，而计算机网络又离不开路由交换技术。
对于互联网通信而言，路由交换技术是实现数据传输的核心技术之一。
它能够通过寻找最优的传输路径，将数据包从发送端传输到接收端，保证数据的快速、安全、稳定的传输。
2. 企业网络随着信息化的不断发展，企业网络已成为各大企业不可或缺的一部分。
而在企业网络中，路由交换技术的应用更是无处不在。
通过路由交换技术，企业可以实现内网和外网之间的高效数据传输，满足企业内部各种业务的通信需求。
3. 无线网络随着移动互联网的普及，无线网络已经成为人们日常生活中最常用的网络之一。
而在无线网络中，路由交换技术同样发挥着重要作用。
通过路由交换技术，无线网络可以实现数据包的快速传输，保证移动设备的稳定连接和网络服务的高效运行。
以上三个方面只是路由交换技术应用的冰山一角，实际上它在各个领域都有着重要的应用价值。
1. 软件定义网络（SDN）软件定义网络是近年来的一个热门趋势，它改变了传统网络的工作模式，将网络设备的控制面和数据面进行了分离，统一的网络控制器通过外部程序对网络进行控制。
而在SDN中，路由交换技术发挥着重要的作用，它通过智能化的路由器和交换机，可以更加灵活地进行网络配置和管理，提高网络的灵活性和可靠性。
2. 下一代互联网（IPv6）随着互联网的快速发展，IPv4的地址资源已经遭受了枯竭的压力，而IPv6作为下一代互联网协议，则成为了发展的必然趋势。
在IPv6协议中，路由交换技术同样发挥了不可忽视的作用，它通过更高效的路由选择算法和更丰富的地址空间，提高了网络的传输效率和可用性。
计算机网络技术综述
计算机网络技术综述在当今数字化的时代，计算机网络技术如同无处不在的神经系统，将世界各地的计算机和设备连接在一起，实现信息的快速传递和资源的共享。
它不仅改变了我们的生活方式，还对经济、教育、科研等各个领域产生了深远的影响。
计算机网络技术的发展可以追溯到上世纪 60 年代。
早期的网络主要用于军事和科研领域，其规模较小，功能也相对有限。
随着技术的不断进步，网络逐渐普及到商业和民用领域。
如今，我们已经进入了一个高度互联的时代，无论是在家中、办公室还是在公共场所，都能轻松接入网络。
计算机网络的分类方式多种多样。
按照覆盖范围，可分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。
局域网通常局限于一个较小的地理区域，如办公室、学校或家庭，其传输速度较快；城域网覆盖的范围则稍大，一般是一个城市；广域网则可以跨越国界和洲际，将全球的计算机连接起来。
在计算机网络中，通信协议起着至关重要的作用。
就像人类交流需要共同的语言一样，计算机之间的通信也需要遵循特定的规则，这就是协议。
常见的协议包括 TCP/IP 协议簇，其中 TCP（传输控制协议）负责保证数据的可靠传输，IP（网际协议）负责数据的寻址和路由。
网络拓扑结构是指网络中各个节点之间的连接方式。
常见的拓扑结构有总线型、星型、环型、树型和网状型。
总线型结构简单，但一旦总线出现故障，整个网络就会瘫痪；星型结构以中央节点为核心，便于管理，但对中央节点的可靠性要求较高；环型结构中数据沿着环依次传输，可靠性相对较高；树型结构适合分级管理；网状型结构则具有较高的可靠性和灵活性，但成本也较高。
网络硬件设备是构建计算机网络的基础。
网卡是计算机连接网络的接口，它将计算机中的数字信号转换为网络中的电信号；交换机用于连接多个设备，实现数据的快速转发；路由器则负责在不同网络之间进行数据的路由选择，确保数据能够准确到达目的地；此外，还有防火墙用于保护网络安全，防止未经授权的访问和攻击。
计算机网络中的路由协议研究
计算机网络中的路由协议研究计算机网络是一个由多个计算机和网络设备组成的互联网，它可以按照一定的协议进行数据交换和信息传递。
而路由协议是计算机网络中数据传输的基础，它定义了路由器之间的通信规则和路由选择算法，使得数据包能够快速准确地到达目的地。
本文将重点介绍计算机网络中的路由协议及其相关研究。
一、路由协议的基本概念计算机网络中的路由协议是指通过网络的连接，决定从源主机到目的主机的数据包传输路径的协议。
这些协议间在拓扑发现、链路状态更新、拓扑计算算法、路径选择等方面有所不同，不同的协议有各自的适用场景和优缺点。
路由是一项非常重要的网络技术，在所有局域网中都有应用。
在路由协议中，每个路由器都有着特定的任务，也就是在主机之间的传输过程中，找到最佳路径进行传输。
目前主要的路由协议有静态路由、RIP协议、OSPF协议和BGP协议等。
二、静态路由静态路由是一种手动配置网络路由，也就是说用户设定了路由的路径。
此时对于静态路由的设定，路径只有在用户的手动干预下改变，因此不会发生自动路由突然发生改变的情况。
但这种方法需要用户非常熟悉当前网络结构，因为用户必须找出最佳路径，如果路由不恰当则可能最终导致数据包无法到达目的地。
三、RIP协议RIP的全称是Routing Information Protocol，它是一种距离向量路由协议。
RIP采用距离向量算法来决定数据最佳路径，该算法计算根据多个目的网络路由器的路径距离来选择最佳路径的过程。
RIP更新周期为30秒，RIP支持最大网络直径为15跳，之后路由器就不再路由数据包。
由于其简单易用的特点，RIP在早期的局域网中得到了广泛应用。
四、OSPF协议OSPF的全称是Open Shortest Path First Protocol，是一种链路状态路由协议。
OSPF路由协议依据某个网络以及该网络的连接关系，计算出最优的路由路径。
OSPF能够监控每个节点的状态，包括准备好接收数据、连接路由器是否可达等状态。
路由查找算法研究综述
1000-9825/2002/13(01)0042-09©2002 Journal of Software 软件学报Vol.13, No.1 路由查找算法研究综述*徐恪, 徐明伟，吴建平， 吴剑(清华大学计算机科学与技术系网络研究所,北京 100084)E-mail: xuke@;xmw@摘要：随着Internet的迅猛发展,用于主干网络互联的核心路由器的接口速率已经达到了2.5Gbps~10Gbps.这一速率要求核心路由器每秒能够转发几百万乃至上千万个以上的分组.分组转发的重要一步就是查找路由表,因此快速的路由查找算法是实现高速分组转发的关键.路由查找需要实现最长前缀区配.近年来,研究人员提出了多种路由查找算法,以提高查找性能.分析了路由查找问题及其难点,全面综述了各种查找算法,并对它们进行了详细的分析和比较,最后指出了进一步的研究方向.关 键 词：路由查找;最长前缀匹配;Trie树;哈希;CAM 中图法分类号: TP393 文献标识码: A徐恪等:路由查找算法研究综述4344 Journal of Software软件学报 2002,13(1)徐恪等:路由查找算法研究综述4546 Journal of Software软件学报 2002,13(1)徐恪等:路由查找算法研究综述4748 Journal of Software软件学报 2002,13(1)徐恪等:路由查找算法研究综述4950 Journal of Software软件学报 2002,13(1)Survey on Routing Lookup AlgorithmsáXU Ke, XU Ming-wei, WU Jian-ping, WU Jian（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ，Ｅｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４，Ｃｈｉｎａ） E-mail: xuke@;xmw@http: //Abstract: With rapid development of Internet,the line speed of core router has reached 2.5Gbps and even 10Gbps beyond.This speed orders core router to be able to forward ten millions of packets per second.Route lookup is an important step of packet forwarding,so high speed IP address lookup algorithm is the key component of high speed packet forwarding.IP address lookup requires a longest matching prefix search.In the last couple of years,various algorithms for high-performance IP address lookup have been proposed.In this paper,the difficulty of route lookup is analyzed.and a surved of all kinds of lookup algorithms,which are comparted in detail,is also presented.At last,some challenging open problems are identified.Key words: route lookup;longest matching prefix;Trie-tree;Hash;CAMáReceived May 30,2001; accepted September 14,2001Supported by the National Natural Science Foundation of China under Grant No.90104002; the National High TechnologyDevelopment 863 Program of China under Grant No.863-306-ZD-07-01。
路由调研报告
路由调研报告1. 引言本调研报告是针对路由器的市场情况、技术发展、应用领域等方面进行的调查研究。
通过对市场需求和技术趋势的分析，旨在了解路由器的发展状况和未来发展方向，以便制定适当的策略和决策。
2. 背景路由器是计算机网络中的重要设备，用于将数据包在不同网络之间进行转发。
它是现代互联网基础架构的核心组成部分，广泛应用于家庭、企业和各行业的网络环境中。
3. 市场情况据调查数据显示，全球路由器市场规模不断扩大。
主要驱动因素包括互联网的普及、家庭网络的需求增长、物联网应用的推广等。
在市场竞争激烈的背景下，各大厂商纷纷加大研发力度，推出具有更高性能、更好安全性和更多功能的新产品。
4. 技术发展4.1 硬件技术随着半导体技术的不断进步，路由器的硬件性能也得到了大幅提升。
处理器速度的提高、内存容量的扩大以及硬盘存储技术的进步，都为路由器提供了更大的计算和存储能力，使得网络传输速率得到显著提升。
4.2 软件技术随着软件定义网络（SDN）的兴起，路由器的软件技术也发生了重大变革。
SDN 通过将网络控制平面和数据平面进行分离，使得网络配置和管理更加灵活和高效。
这一技术的应用为路由器提供了更好的可编程性和可扩展性。
5. 应用领域5.1 家庭网络随着家庭网络应用的不断增加，家庭路由器的需求也不断增长。
在高清视频、网络游戏、智能家居等应用的推动下，家庭路由器需要具备更高的传输速度、更好的稳定性和更好的安全性。
5.2 企业网络企业网络对路由器的性能和安全性要求较高。
大型企业常常需要支持大量的用户和大量的数据传输，因此需要高性能的路由器来保证网络的稳定性和流畅性。
5.3 云计算和物联网随着云计算和物联网技术的发展，路由器在这些领域的应用也越来越广泛。
云计算中的虚拟化技术和网络切片技术，要求路由器拥有更好的可编程和可定制性；而物联网的快速发展，对路由器的传输速度、网络容量和数据安全性提出了更高的要求。
6. 发展趋势6.1 高性能路由器随着网络应用的不断增加，对路由器的性能要求也越来越高。
网络路由技术的前景与应用场景分析(系列六)
网络路由技术的前景与应用场景分析随着互联网和数字化时代的到来，网络路由技术成为现代通信网络的核心组成部分。
网络路由技术的发展不仅推动了互联网的高速发展，也为人们的日常生活带来了诸多便利。
本文将探讨网络路由技术的前景与应用场景，以展示其在未来的重要性和广泛运用。
一、网络路由技术简介网络路由技术是将数据包从源节点送达目的节点的过程。
它通过识别网络中的不同路径和节点，将数据包转发到正确的目标地点。
网络路由技术的核心是路由器，它是一种计算机网络设备，用于转发数据包。
现代的路由器利用高效的算法和智能的软件来实现网络数据的快速传输和优化路径选择。
二、网络路由技术的前景1. 无线通信的发展随着5G技术的广泛应用，无线通信将成为未来的主流。
网络路由技术在无线通信中发挥着重要的作用，通过优化路径选择和减少延迟，能够提高无线网络的稳定性和传输速度。
因此，网络路由技术的发展将直接促进无线通信的进步和应用的拓展。
2. 物联网的普及物联网是指通过设备互联和传感器网络实现物体之间互联互通的概念。
网络路由技术在物联网中起到了关键的作用。
它能够连接各种智能设备，实现数据的快速传输和交换。
物联网的发展将带来海量的数据交互需求，而网络路由技术的进步将为物联网的普及提供坚实的基础。
3. 云计算的兴起云计算已经成为现代企业数据管理和存储的重要手段。
而网络路由技术在云计算的应用中发挥着关键的作用。
通过优化网络路径，网络路由技术能够提高云服务的可用性和安全性，保障企业数据的传输效率和稳定性。
随着云计算市场的不断扩大，网络路由技术也将迎来更加广阔的发展空间。
三、网络路由技术的应用场景1. 互联网服务提供商（ISP）互联网服务提供商是网络路由技术的主要应用领域之一。
ISP通过路由器将用户请求从源节点转发到目的地，实现互联网的连接。
网络路由技术的不断创新，使得ISP能够提供更快速和可靠的互联网服务，满足用户日益增长的需求。
2. 数据中心网络数据中心是存储和处理大量数据的地方，而网络路由技术对于数据中心的高效运行至关重要。
计算机网络路由交换技术的应用及发展趋势研究
计算机网络路由交换技术的应用及发展趋势研究【摘要】本文主要研究计算机网络路由交换技术的应用及发展趋势。
在介绍了背景信息，阐明了研究的意义和目的。
正文部分涵盖了计算机网络路由交换技术的概述、路由器技术应用分析、交换技术在现代网络中的重要性，以及网络安全与路由交换技术之间的关系。
结论部分总结了文章内容，展望了研究成果应用前景和未来发展方向。
通过本文的研究，可以更好地了解计算机网络路由交换技术在现代社会的重要性，同时也为未来该领域的发展提供了一定的参考和展望。
【关键词】计算机网络、路由交换技术、应用、发展趋势、网络安全、结论、展望、研究成果、前景、发展方向。
1. 引言1.1 背景介绍计算机网络路由交换技术的应用及发展趋势研究随着计算机网络规模和复杂性的不断增加，网络通信技术也在不断发展和完善。
而计算机网络中的路由交换技术作为网络通信的核心技术之一，扮演着至关重要的角色。
路由器技术和交换技术是计算机网络中的两种基本通信方式，它们能够有效地实现网络中数据的传输和交换，为用户提供高效、安全的通信服务。
随着互联网的普及和发展，计算机网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
网络通信的质量和效率直接影响着用户体验和工作效率。
对计算机网络路由交换技术的研究和应用具有重要的意义。
通过深入研究和探讨路由交换技术的应用及发展趋势，可以更好地指导网络通信技术的发展，提升网络通信的质量和效率。
本文旨在对计算机网络路由交换技术的应用及发展趋势进行深入研究，探讨其在现代网络中的重要性和影响，分析网络安全与路由交换技术的关系，同时展望未来发展的趋势和方向。
通过对该领域的探讨和研究，为计算机网络通信技术的发展提供理论支持和参考。
1.2 研究意义计算机网络路由交换技术的研究意义在于提高网络通信效率和质量，推动网络技术的发展与进步。
随着互联网的普及和发展，网络规模和复杂性不断增加，传统的网络技术已经难以满足高效、稳定、安全的网络通信需求。
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第26卷 第6期2003年6月计 算 机 学 报CHIN ESE JOURNAL OF COMPU TERS Vol.26No.6J une 2003计算机网络路由研究综述闵应骅(中国科学院计算技术研究所信息网络室 北京100080)收稿日期:2002208207;修改稿收到日期:2003201222.本课题得到国家自然科学基金(90104006)资助.闵应骅,男,1935年生,研究员,博士生导师,IEEE Fellow ,主要研究方向为容错计算、集成电路测试、计算机网络.摘 要 网络路由一直是网络的关键问题.今天的计算机网络非常庞大、高速,传载着各种多媒体信息,因此,网络路由面临新的挑战.路由算法层出不穷,目的都是为了寻找最优路径(或者满足要求的路径)来传递信息,提高服务质量,同时,提高网络整体资源利用率.该文试图综述计算机网络路由研究目前面对的问题及解决这些问题的进展,包括多计算机系统路由、有线网络路由及无线网络路由,并提出如何在计算机网络路由研究方面创新的一些看法.关键词 计算机网络;有线网络;无线网络;路由中图法分类号TP393A Survey on Computer N et work RoutingM IN Y ing 2Hua(Instit ute of Com puti ng Technology ,Chi nese Academy of Sciences ,Beiji ng 100080)Abstract Routing has been a key issue in networking.Recently ,computer networks become ex 2tremely large with high 2speed ,and are transmitting various multimedia work routing is then facing new challenges ,although many routing algorithms appear accordingly.The goal is to find optimal paths or satisfactory paths for information transmission in order to improve quality of ser 2vice ,and meanwhile to achieve global efficiency in resource utilization.This paper attempts to survey the new challenges of computer network routing algorithms ,and their developments ,including those for multi 2computer systems ,wiring networks and wireless networks.Finally ,some personal prospec 2tives of further research in computer network routing are given.K eyw ords computer network ;wiring network ;wireless network ;routing1 引 言1968年Rand 公司对美国高级研究计划署(ARPA )提出非集中式通讯网络的概念.1979年Tomlinson 送出第一个电子邮件.直到20世纪末,计算机网络与通信相结合而产生出来的覆盖全世界的网络可以看作是人类文明前进的一大步[1].网络路由在早期对电报、电话等通信网络就是一个关键问题.而今天,计算机网络从多计算机系统、超级大型机、网格(Grid )到有线网络、无线网络,覆盖全世界,规模庞大,庞大到谁也无法精确地知道在某一时刻全世界究竟有多少台计算机在网上.而计算机输入/输出速度以及信息传输速度已经达到若干千兆(G i 2ga )位每秒.在网上传输着的不但是字符、文字,而且包括声音、图像、动画、电视等各种多媒体信息.在这种情况下,网络路由就面临许多新的挑战.例如视频点播要求数据吞吐达到某一个传输速率,而语言传输(Vo IP )则要求时延不能超过某一个值.现在的因特网,一个会话的不同数据包可能通过不同路径到达目的节点;同一网络资源,如缓冲及带宽,可能被不同会话所分享.所以,网络路由既要满足用户不同应用的要求,又要能尽量提高网络整体资源的利用率.由于网络特别庞大,拓扑结构及流量不断动态变化,所以显得特别杂乱.这就相当于在高速公路上跑的汽车司机没有高速公路的地图,也没有路况信息.叫他怎么驾驶呢?所以,网络路由是一个既重要又困难的任务.据中国互联网信息中心统计,到2002年6月30日,互联网用户超过4580万户.比1997年增加74倍,中国互联网国际线路的总带宽已达到1057615M,比1997年增大416倍,中国的上网计算机数已达1613万台.网络协议的制订、标准草案的提出要求中国的参与和支持,中国也希望在协议制订和草案提出方面做出贡献.而这项任务恰恰有赖于网络基础研究.我们在网络基础设施建设方面,已经取得了丰富的经验,但网络基础研究却是一个弱项.只有针对网络存在的问题,提出解决办法才能提出RFC.光学习已有的协议和RFC是很难提出新的协议或草案来的.本文从计算机算法的角度,从网络路由的概念开始,讨论多计算机系统路由、有线网络路由及无线网络路由的各种算法思想及存在的问题,指出应该研究的方向.2 网络路由的概念给定网络G(V,E),V是节点集,|V|=N,E是边集,|E|=M.P是路径集对源节点S∈V及目的节点T∈V,找一条从S到T的路径p∈P,使得开销最小,而所有约束都能满足.设对每一个边(u,v)∈E,有损失函数cost(u,v)及权向量(w1, w2,…,w k),则要求最小化∑(u,v)∈Pcost(u,v)满足约束∑(u,v)∈Pw i(u,v)Φc i,c i是常数,0Φi<k.下一代高速广域网对实时流要求面向连结的路由.在运输层(transport layer)连结(呼叫)意味着终端用户之间的逻辑联系及正确有序的数据投递.在网络层,连结意味着一条包含开关和链路的网络路径.同一连结的数据包沿路径按先进先出(FIFO)顺序传送.基于服务质量路由的约束包括链路约束、路径约束、树约束、时延约束等,而带宽则包括链路带宽及CPU带宽(节点把数据泵到链路上的最大速率).解这一问题的基础算法是大家熟知的Dijkstra 算法和Bellman2Ford算法[2,3].Dijkstra算法是图论中寻找最短路径的算法.它实际上求出从源节点到系统中所有节点的最短路径.把它应用到网络路由,就嫌有点浪费,因为网络路由只要求从源节点到目的节点的最短路径.Bellman2Ford算法是寻找最短路径的分布式算法,允许边的权是负的,看来适合网络路由.但是,各节点的同步是一个问题.在不同步的情况下就可能得不到最优解.网络路由有多种分类.按网络性质可分为多计算机系统路由、有线网络路由和无线网络路由.大约十年前,计算机学者们热衷于计算机系统路由.针对一种特定的拓扑结构,例如超立方体、网格(mesh),在某些节点或链路故障的情况下寻找最优通路[4～6].这些想法实质上与因特网的路由非常类似.但是,今天,一个多计算机系统也许是一个超级大型机,用以太网连接.再考虑到任意的拓扑结构,问题就更复杂了.网络路由按通信方式分,可以分为单播路由(即端到端的路由)、多播路由(即端到目的节点集中的每一个节点的路由)及Anycast路由(即端到目的节点集中的任一个节点的路由).网络路由按路由算法来分,可以分为源路由算法、分布式路由算法和分级路由算法.源路由算法假定每个节点了解整个网络的全局状态.全局状态用链路状态协议通过广播获得,或用距离向量协议,用邻节点周期性交换距离向量获得.当要发送消息时,源节点就决定了整条路径.而分布式路由算法假定每个节点只了解它的邻节点的情况,即网络局部状态,包括排队延迟、传播延迟、剩余带宽等.根据路径的要求,只决定下一跳应走向哪里(见例1).而分级路由算法假定网络节点分级,每个节点了解聚合的全局状态,即自己所在范围内的情况,而对远处的上级节点只了解大致情况.即每一物理节点保持聚合的网络影像(见例2).例1[7]. 考虑图1的网络,链路状态由(带宽、时延、花费)给定.表1给出了节点S在距离向量下的全局状态.表1 节点S在距离向量下的全局状态目的带宽下一跳目的时延下一跳目的花费下一跳i2 i i2i i1ij1.5k j3k j2ik2k k1k k1kl2i l2k l3kt1.5i t4k t5i例2[7]. 图2给出一个分级网络模型.图(a)表示一个实际的网络,有29个节点;图(b)示出其第246计 算 机 学 报2003年一级节点,共7个;图(c )示出第二级节点共3个,该物理网络经过聚合可以变成图(d );而从节点A .a .1来看整个网络则如图(e )所示.网络路由按对路由的要求来分,可以分为尽力而为(best 2effort )路由和基于服务质量(Quality 2of 2Service Based )路由[7],尽力而为路由是面向连接或带动态性能的无连接,以保证公平性、总吞吐量和平均响应时间为目标,在当前的网络环境下来选择最优路径.而基于服务质量的路由是对各流的包基于服务质量要求选择可用路径的过程.它面向连接,带资源预留,以满足各流的连接要求,减少呼叫阻塞.因此,它着重在满足约束,希望连接的数据传输不受其它连接的动态流量的影响.问题是网络永远是动态的,节点对全局网络服务质量状态的了解不精确、不实时,对路由的确定与预计就未见得完全正确.服务质量路由的代价[8]主要包括两方面:一方面是计算开销.因为它需要更加复杂和频繁的路由计算.另一方面则是协议开销,因为它要分布式地提供和刷新与路由选择有关的网络资源状态信息.何时进行路由选择计算?一般来说是当每一次请求来到时触发路由选择.但是,如果在两次状态刷新之间,收到许多请求,也许事先计算好路由更加有效.当然也可以在收到状态刷新信息时计算路由.同时,路由选择必须有灵活性,以免由于路由而造成某些路径拥塞、某些路径又很空闲.状态刷新的触发也可以选择不同的时机.譬如现在的状态比原来变化超过50%就触发刷新,或者是,将可用带宽按大小分级,跳了一级就触发刷新.也可以周期性地定时触发.刷新内容包括刷新消息的大小、通报的指标值的类型等都要在协议中规定.各种刷新方案各有优劣.刷新越及时,路由需要的网络状态信息就越精确,但刷新太频繁,增加网络负担.要在两个极端中折衷.在IPv6协议环境下,更多的地址和报头信息也会有助于网络路由.以下,我们来简单地回顾许多作者已经提出的3466期闵应骅:计算机网络路由研究综述一些路由算法[7].3 单播路由算法单播路由是指目的节点只有一个的路由.以剩余带宽和剩余缓存空间为服务质量目标的路由选择是一类基于链路信息的路由,所选路径一般是根据路径上的瓶颈链路状态来决定的.例如图1中路径s→i→j→t的带宽是1,因为其瓶颈链路(i,j)的带宽是1.这一类路由可分为链路最优路由和链路约束路由.这两类基本路由问题可以用Dijkstra或Bell2 man2Ford多项式复杂性的算法解决.另一方面,以时延、时延抖动和花费为服务质量目标的路由选择是另一类所谓基于路径信息的路由.例如图1中s→i→j→t的路径时延是10,它是路径上各链路时延之和.从而引出另外两类基本路由问题:路径最优路由和路径约束路由.它们也可以用多项式复杂性的算法解决.对于许多实际应用,路由不但对链路有要求,也对路径有要求,或者是对链路有多个要求,或者对路径有多个要求.例如最宽约束最小时延路由就是要求瓶颈链路最宽,而且路径时延最小.又如带宽约束和缓存约束路由,如此等等,可以派生出许多组合的路由问题.其中只有两类有意义的NP难问题,即路径约束路径最优路由(PCPO)和多路径约束路由(MPC).譬如时延约束最小花费路由,时延和时延抖动约束路由.若所有指标(除一个以外)全有界,或者全相关,则多项式时间可解.否则,这两类问题是NP难的.3.1 源路由算法如果路由既有带宽约束,又有时延约束,源路由算法的复杂性就会增加.文献[9]提出先删去带宽不足的路径,然后按时延找最短路径.文献[10]指出,如果用带权的公平队列调度,可以把端到端时延、时延抖动和缓存大小看作是预留带宽、所选路径及流量特征的函数,而用Bellman2Ford算法.由于对网络的即时状态,不可能了解很精确,文献[11]用概率的方法研究这一问题.设p l(ω)是链路l剩余带宽ω的概率,以-log p l(ω)为权,求最短路径.这一想法对分级路由也有用.文献[12]用吞吐量竞争算法求带宽约束路由.每一链路的损失函数定义为带宽利用率的指数函数,找一条路径,使其在连接期内的累积损失不超过带宽与时间的乘积.文献[13]对多路径约束路由这个NP问题提出了一个算法.考虑时延和花费约束路由,把链路花费或时延从无界实数集映射到有界的整数集,这个NP难的问题就简化为一个多项式时间可解的问题了.3.2 分布式路由算法分式式路由算法把源路由算法的计算开销分散到各个节点上.各个节点只需要了解局部的信息,作出局部的路径决策.文献[9]提出一个逐跳分布式路由算法.每一个节点对每一个可能的目的节点预先计算出一个前方节点,但这下一跳的前方节点将周期性地被更新.这个算法一般用来找最短的最宽路径(瓶颈带宽最大的路径).但当不同节点的状态信息有矛盾时,该路由算法可能产生循环路由.文献[14]提出一个时延约束最小开销路由算法.用距离向量协议,在每一个节点维持一个开销向量(指明最小开销路径的下一个节点)和一个时延向量(指明最小时延路径的下一个节点).并且可以检测和删除循环.有人提出改进的办法是送一个控制消息来构造路由.该消息先按最小时延走,直到时延约束不满足最小开销时,再按最小开销走.例3. 考虑图3的网络从s到t的时延约束最小开销路由.链路状态=(时延,开销),时延约束是8.按照文献[14]中的算法,根据时延约束,s将选(s,i),根据最小开销的原则,i选(i,j).根据时延约束,j只能选(j,s),从而形成了一个循环.改进的办法是在节点i,看到如果走(j,t),时延将是1+3+9=13,破坏时延约束.所以,只能走(s,t).文献[15]提出一个路由与资源预留相结合的分布式多路径路由算法.每一个节点保持网络拓扑和每链路的开销.当一个节点要按某一个QoS约束建立连结,就找一个网络的子图.它只包含能够到达的目的节点,又开销“合理”的链路.这一子图称为次路由(diroute).一个预留消息沿着次路由中具有所需资源的链路传向目的节点,并同时预留这些资源.当目的节点收到预留消息,路径即成功建立.在多条路径上同时预留资源,使路由快速,但增加资源的争夺.文献[16]提出一个时延约束的分布式路由方案.一个路由消息携带累积时延按较小时延走向目的节446计 算 机 学 报2003年点.文献[17]提出当节点收到连结要求时,发选择性探测包或带票的探测包,来分布式地建立路由.但这个方案通信开销比较大.3.3 分级路由算法当今因特网的显著特征是大型,而且天天在变化.分级路由恰恰是用来解决大型互连网源路由可扩展性问题的.对于A TM 网路由的专用网络间接口标准(PNN I )就是分级的.每一个节点只保存一部分全局状态,许多节点集被聚合为逻辑节点.所以,这种聚合的全局状态的大小不过是整个全局状态大小的对数.因此,分级路由算法既能保持某些源路由算法的优点,又有许多分布式路由算法的优越性.因.分级路由算法先从源节点的聚合全局状态出发,从最高层开始逐步下走,直到第一层.确定了源节点所在最高层节点内的路由之后,交给下一个最高层节点的边界节点去确定在其内的路由,如此等等,直到目的节点.不难想象,路由算法的这种简化,必然带来路由质量的代价.聚合信息的不精确性严重影响路由的质量.考虑图2(e ).很难估计从A.a.1到C 中节点的时延,因为C 的内部结构被隐藏了.并且,从A.c 中的不同的节点到C 中不同节点的时延可以是很不相同的,但在聚合的状态中只有一个时延值.所以,基于聚合信息的时延值是很不精确的.如果有多个服务质量约束,问题就更复杂.例4[7]. 考虑如图4(a )所示的网络路由,链路状态=(带宽,时延).图中4个节点D 1,D 2,D 3,D 4形成一组,构成上一级节点 D.聚合后如图4(b )所示.链路(D ,F )和(D ,G )状态的确定就会有问题.D 1到D 2的最宽路径P 1=D 1→D 3→D 4→D 2,带宽为3,(D 2,F )带宽也是3,可以认为(D ,F )的带宽是3.而最小时延路径P 2=D 1→D 2时延为1,(D 2,F )时延为1,因而可以认为(D ,F )的时延为2.从而认为(D ,F )的链路状态是(3,2).但这是不正确的.因为P 1,P 2不是同一条路径.某些路径带宽可用性较好,而另一些路径时延较小.如何聚合这种信息仍是一个尚待解决的问题.3.4 按比例路由选最短路径可以最小化资源利用,但这些被选路径由于常常被选上,而负载过重.选最轻负载路径可以平衡网络负载,但可能不是最短路径,因而浪费更多资源.另外,要求网络中节点保持精确的实时的服务质量状态是不现实的.事实上,保持精确的实时的服务质量状态只能靠及时更新,目前无法靠预测.更新时间太长,所得状态不精确;太短,开销又太大.选择最好路径还有同步的问题.一次刷新以后,空闲的链路会拥塞,而再一次刷新以后又会变得空闲.基于这些问题,文献[18]提出一个局部的按比例路由的方法.对一对源和目的节点,用多协议标签交换协议,建立一条或多条标签交换路径,称为候选路径.主要基于局部收集的信息,以及不需频繁更新的全局信息.源路由器根据流到达/出发率和流阻塞率推断局部收集的流统计量,完成自适应的按比例把流分配给一些候选路径集.模拟实验结果表明:当候选路径数为2时,阻塞概率大大减小,为3时即可达到离线计算的最优路径的水平.刷新区间定为30min 比最宽最短路径算法、刷新时间为0.5min 还要阻塞较少的流,网络负载也较小.3.5 基于策略的路由边界网关协议(B GP )是因特网域间路由协议.它允许自治系统独立地定义自己的路由策略.这就给网络路由提供了个性和灵活性.但是,同时也产生稳定性和收敛性的问题[19].有例子指出,基于策略的路由可能产生循环路由和路由振荡.这已经不光是一个路由的问题,还是一个协议的问题.4 多播路由算法多播路由的问题是:给定源节点S 和目的节点集R ,约束集C ,也许还有一个最优目标,求最好的可行树,覆盖s 和R 的所有节点,满足约束 C.例如5466期闵应骅:计算机网络路由研究综述在多播情况下,带宽最优的路由要求树的瓶颈链路带宽最大,时延约束路由则要求从发送者到所有目的节点的端到端延迟都小于一个给定值.著名的斯坦(Steiner)树问题就是找花销最小的树,也就是最小花销多播路由问题.带约束的斯坦树问题也就是时延约束最小花销多播路由问题.这都是NP难的.时延和时延抖动双约束的多播路由问题也是NP难的.只有当所有指标(除一个以外)全有界,或者全相关,才会有多项式时间可解[7].4.1 源路由算法多播的源路由算法基于多播链路状态协议(MOSPF),该协议是单播链路状态协议(OSFP)的扩展.每一节点除了保存全局状态之外,还保存路由域内每一个多播组的成员信息.从而使最短路径多播路由可用Dijkstra算法解决,时延约束多播路由问题也较容易解决.文献[20]定义完全图来解斯坦树问题.完全图的节点表示源和目的,边表示这些节点间的最短路径.在完全图中构造最小生成树.把最小生成树的边转化为最短路径,就得到了原网络的斯坦树.文献[21]用所谓最近目的优先逐步找斯坦树.先找最近目的,即最小开销的目的节点及其最小开销路径,然后把最近未连接的目的节点加进逐步充实的斯坦树,重覆多次.找时延约束最小开销多播树,称为带约束的斯坦树,也是NP难的问题.启发式方法很多.譬如文献[22]提出一个算法,先建造完全图,边表示时延约束最小开销路径.第二步构造时延约束生成树.扩展到对每一树外目的节点增加一个边.第三步把每个边变成时延约束最小开销路径.文献[23]提出建造时延和时延抖动约束多播树的算法,它对视频点播、远程会议很有用.它先建一个时延最短树T0,若该树不满足时延抖动约束,在T0中找最长时延路径,从该路径出发构造可行树.每次增加一个树外目的节点.文献[24]提出的启发性算法允许时延界限是可变的.它首先用Dijkstra算法建立最短路径树.如果时延约束达不到要求,则重新协商.否则,为降低开销,反复精练该树,以求得时延约束树.但该树可能不是开销最小.基本思想是不断用较小开销的路径去替换树中的路径.例5是一个替换的例子.例5[7]. 图5中,链路状态=(时延,开销).源节点S,目的节点集(j,l,m,n),时延界限=4.实线表示在多播树中,虚线表示不在此树中.图(a)中的路径s→k→n被图(b)中的路径s→n所替换,使开销减小了1,而时延仍满足要求.4.2 分布式路由算法文献[25]用分布式启发算法,建造带约束的斯坦树.每个节点保持一个距离向量,存储它到其它每一个节点的最小时延.每次叠代对多播树增加一个边.消息传送分三步:(1)源节点广播一个“寻找”信息.一个节点收到此消息,去找树外节点的相邻链路,不破坏时延约束,并使选择函数最小.(2)把被选链路送给目的节点.(3)送出“添加”信息.多次叠代后,即可完成该斯坦树.文献[17]提出通过发探测包,分布式地建造多播树.文献[26]提出了在不同域中建造多播树的生成2加入方法.新成员广播一个加入请求信息,树内节点送回一个单播回答消息.新成员收到许多这种回答消息,以确定是否存在可行路径.5 无线网络路由[27]移动计算必须用无线网络,无线网络的路由更加复杂.如果能够对移动节点进行大致的定位,无疑对路由是大有帮助的.当然,也有一些目的节点位置是固定的,如管理中心.但设计定位刷新方案以提供精确的目的节点信息甚至比路由还困难.对于专用(ad hoc)网络包含无线主机,它们之间的通信无固定拓扑结构.例如传感器网络在灾难援救、会议及战斗环境下很有用,都是无线专用网络.由于现在,全球卫星定位系统(GPS)接收器可以做得很小,基于位置的路由方案是可行的.路由协议规定了两种模式:贪婪(greedy)和复原(recovery).在贪婪模式下,路由按某种准则向目的节点尽量前进,而复原模式则是在贪婪失败的情况下采取的缓和步骤.5.1 基于位置的路由在基于位置的无线网络路由算法中,假定目的节点已知,其地址包含了位置信息.由于主机可移动性和节点活动的变化,引起频繁的不可预料的拓扑646计 算 机 学 报2003年变化.利用位置信息的路由使得算法容易扩展.已有的无线路由协议,如AODV ,DSDV ,DSR ,不用地理位置,是不可扩展的.实验表明,路由中考虑到地理位置,可以多送更多的包,耗费较少的网络资源,路由表也可减小.随着户内/户外专用网的发展,基于位置的路由变得可行.邻节点之间的距离可以用信号的强弱及在有向通信中的时延大小来估计.交换这些信息可确定邻节点的相对座标.若节点装有GPS 接收器,可以通过卫星获得定位信息.局部化的路由算法使每一个节点根据自己、邻节点和目的节点的地理位置,决定传送报文到哪个邻节点.为了省电和节省带宽,在无线网络中最好用单路径策略,即任何报文任何时刻在网络中只有一个拷贝,不会使报文到处泛滥.评价路由的优劣一般用跳数,也可以用所需的传输能量.在保证投递中,投递率是一个重要的指标.它是目的节点收到的报文数与由源节点送给它的报文数之比.一般地,路由算法对高密度的图,投递率较高,而对平均出度小于4的图,投递率只有50%.而健壮的路由策略则要能处理由于网络动态而造成的定位偏离,并且能在碰到障碍物或噪声的情况下传送报文.无线网络一般用单一频率通信到其邻节点,但在传输半径内的所有邻节点都能听到.5.2 贪婪-面-贪婪(GFG )路由方案如果某一节点,除它本身之外,没有更接近目的节点的邻节点,则称为凹节点.凹节点通知其邻节点,由它们继续贪婪路由,而自己则拒绝传送该报文.每一个节点的每一报文都记录它的凹邻节点.在连通平面图中,由边所包围的区域,如果在区域内既不包含图的节点,又不包含图的边,则称为一个面.给定一个平面图,用以下方法可以构造一个加百利(G abridl )子图.对于两个邻节点U ,V ,边U V 属于加百利子图,当且仅当以U V 为直径的圆内没有其它节点W.可以证明,若G 是连通的,则其加百利子图GG 是连通的,G ∩GG 也是连通的.面路由用左手规则(逆时钟)在面传送,但不允许循环.例如M →J →W 使∠MJ W 最小(认为∠MJ M =2π),如果前进边与想象的S D (源和目的的连线)相交,则从一个面换到另一个相邻的面,并且更换规则(逆时钟∴顺时钟).但如果所选面是在S D 的同一边,则换面不换规则.贪婪-面-贪婪路由是先尽量使用贪婪模式,达到一个凹节点后改面路由.只要有一个邻节点比来到复原状态的凹节点更接近目的节点,算法转回贪婪模式.例6[27]. 设一个无线网络的加百利子图如图6所示.考虑S 到D 的路由.如果用面路由策略,由于∠CSD <∠RSD ,在F 1面上,S →C ,按逆时钟,C →R.但CR 与SD 相交,所以换到面F 2.顺时钟,R →L →C.L C 与SD 相交,换到F 3.逆时钟,C →E.CE 与SD 相交,换到F 0,于是走EL RSAB FGIWJ K 2MV D 到达目的.如果用GFG 路由算法,则先用贪婪路由S →C →E.E 是凹接点,转面路由,E →C →B →F.其邻接点G 比E 更接近目的,于是转入贪婪模式,F →G →H →D.考虑K 到D 的路由.用面路由则为KMJW U 2UD 经过面F 4,F 5.而用GF G 路由,则只需贪婪模式KM V D 可达.无需复原模式.7466期闵应骅:计算机网络路由研究综述。