5---路由算法详解
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
路由算法的分类
按应用场合
广域网路由 （解决一个子网内的路由） 互联网路由 （解决不同子网之间的路由）
第5章 路由算法
13
2014/11/24
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述
- 5.1.1 路由选择算法的分类
- 5.1.2 对路由选择算法的要求
- 5.1.3 路由算法的实现—路由表
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述
- 5.1.1 路由选择算法的分类
- 5.1.2 对路由选择算法的要求
- 5.1.3 路由算法的实现—路由表
第5章 路由算法
5.2 常用的路由算法
5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
3 2014/11/24
5.1
路由算法概述 (1)
网络层的功能包括寻址和选择路由，建立、保持和终
5.1.1 路由选择算法的分类 (1)
路由算法的分类
算法能否跟随网络拓扑变化
非自适应的（不根据实测或估计的网络当前
业务量和拓扑结构来做路由选择。路由事先就 计算好，在网络启动时就下载到网络路由器中 。这种策略的最大优点是简单和开销小）
自适应
第5章 路由算法
11
2014/11/24
5.1.1 路由选择算法的分类 (2)
8 2014/11/24
第5章 路由算法
5.1
λ1
源节点 1 4
路由算法概述 (5)
从图中可以看出：当节点1 和2输入的流量很大时，根据 不同的路由选择方法，网络 可接纳的最大通过量为10～ 30单位。
λ2
2 源节点
3
5
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
由此可以看出：一个路由 算法应当在高业务负荷的情 况下，在保证相同的时延条 件下，可以增加网络的通过 量；在轻负荷和中等负荷的 情况下，可以减少每一个分 组的平均时延。
Fundamental of Communication Networks
通信网络理论基础
第5章 路由算法
第5章 路由算法
1
2014/11/24
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述 5.2 常用的路由算法 5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
第5章 路由算法
2
2014/11/24
第5章 路由算法
5.2 常用的路由算法
5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
14 2014/11/24
5.1.3 路由算法的实现—路由表
路由算法的实现通过路由表。 节点上的路由表指明该节点如何选择分组的传送路径。 路径选择原则是使到达目的节点的链路 数最少。
当存在2条以上具有相同链路数的最少链 路数路径时，可以选择其中任意一条。
9 2014/11/24
第5章 路由算法
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述
- 5.1.1 路由选择算法的分类
- 5.1.2 对路由选择算法的要求
- 5.1.3 路由算法的实现—路由表
第5章 路由算法
5Leabharlann Baidu2 常用的路由算法
5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
10 2014/11/24
路由选择的目的和要求： 能正确、迅速、合理地传送分组（报文）信息。
能适应网络内节点或链路故障而引起的拓扑变化
，使分组（报文）在有故障的条件下一般还能到达 终点。在发生故障时，允许某些线路的通信量过载 而增加时延。
能适应网络流量的变化，使各通路的流量均匀，
整个网络的通信设备负荷平衡，充分发挥效率。
止网络连接等。
路由算法是网络层的核心，其主要功能是指引分组通
过通信子网到达正确的目的节点。具体表现为两个方面 的内容：
寻径：为不同的源节点和目的节点对（SD）选择
一条传输路径；
转发：在路由选择好以后，将用户的消息正确地
送到目的节点。
第5章 路由算法 4 2014/11/24
5.1
路由算法概述 (2)
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
路由选择对网络性能的影响。
第5章 路由算法
6
2014/11/24
5.1
λ1
源节点 1 4
路由算法概述 (4)
当λ1=λ2=5时 如果节点1选择1→3→6, 节 点2选择2→5→6, 则由于每条 链路的业务量都只有信道容 量的一半, 因而时延很小。
λ2
2 源节点
3
5
节点2的输入业务量为15个 单位。由于每条链路的容量 仅为10个单位，在仅使用一 条路径的情况下，节点2至少 要丢弃5个单位的业务流量。
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
如果节点2将输入业务流量 在2→4→6和2→5→6之间分 摊，节点1选择1→3→6，则 每条链路上的业务流量都不 超过链路容量的75%，因而 分组的时延较小。
路由表对每个目的节点指出分组应发向 的下一个节点。
节点1上的路由表
目的节点 下一个节点 2 2 3 2 4 4 5 4 6 2 目的节点 下一个节点
节点4上的路由表
1 1 2 2 3 3 5 5 6 5
第5章 路由算法
15
2014/11/24
5.1.3 路由算法的实现—路由表
当路由表建立起来之后，在进行路由选择时只是简单地
3
5
如果节点1选择1→4→6, 节
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
点2选择2→4→6, 则链路4→6
运载的业务量为10单位, 达到 了链路的最大容量，因而时
延会很大。
第5章 路由算法 7 2014/11/24
5.1
λ1
源节点 1 4
路由算法概述 (5)
当λ1=5, λ2=15时
λ2
2 源节点
路由算法的分类
按路由决策方法
集中式 （指网络的路由是由路由控制中心计算
的，该中心周期性收集各链路的状态，经过路由 计算后周期性地向各网络节点提供路由表。）
分布式（指网络中所有节点通过相互交换路由信
息，独立地计算到达各节点的路由。 ）
第5章 路由算法
12
2014/11/24
5.1.1 路由选择算法的分类 (3)
查找路由表中的信息，无须再作计算。然而对自适应路由 选择来说，会要求相当数量的计算来维持这张路由表。
算法尽量简单，以减少网络开销。
5 2014/11/24
第5章 路由算法
5.1
路由算法概述 (3)
两个源节点和一个目的节点
通过一个例子来看看路由选择对网络性能的影响：
λ1
源节点 1 4
λ2
。所有链路的容量为10单位
2 源节点
，两个源节点1和2的输入业
务量分别为λ1和λ2, 讨论:
3
5
λ1=λ2=5单位 λ1=5单位, λ2=15单位
按应用场合
广域网路由 （解决一个子网内的路由） 互联网路由 （解决不同子网之间的路由）
第5章 路由算法
13
2014/11/24
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述
- 5.1.1 路由选择算法的分类
- 5.1.2 对路由选择算法的要求
- 5.1.3 路由算法的实现—路由表
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述
- 5.1.1 路由选择算法的分类
- 5.1.2 对路由选择算法的要求
- 5.1.3 路由算法的实现—路由表
第5章 路由算法
5.2 常用的路由算法
5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
3 2014/11/24
5.1
路由算法概述 (1)
网络层的功能包括寻址和选择路由，建立、保持和终
5.1.1 路由选择算法的分类 (1)
路由算法的分类
算法能否跟随网络拓扑变化
非自适应的（不根据实测或估计的网络当前
业务量和拓扑结构来做路由选择。路由事先就 计算好，在网络启动时就下载到网络路由器中 。这种策略的最大优点是简单和开销小）
自适应
第5章 路由算法
11
2014/11/24
5.1.1 路由选择算法的分类 (2)
8 2014/11/24
第5章 路由算法
5.1
λ1
源节点 1 4
路由算法概述 (5)
从图中可以看出：当节点1 和2输入的流量很大时，根据 不同的路由选择方法，网络 可接纳的最大通过量为10～ 30单位。
λ2
2 源节点
3
5
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
由此可以看出：一个路由 算法应当在高业务负荷的情 况下，在保证相同的时延条 件下，可以增加网络的通过 量；在轻负荷和中等负荷的 情况下，可以减少每一个分 组的平均时延。
Fundamental of Communication Networks
通信网络理论基础
第5章 路由算法
第5章 路由算法
1
2014/11/24
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述 5.2 常用的路由算法 5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
第5章 路由算法
2
2014/11/24
第5章 路由算法
5.2 常用的路由算法
5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
14 2014/11/24
5.1.3 路由算法的实现—路由表
路由算法的实现通过路由表。 节点上的路由表指明该节点如何选择分组的传送路径。 路径选择原则是使到达目的节点的链路 数最少。
当存在2条以上具有相同链路数的最少链 路数路径时，可以选择其中任意一条。
9 2014/11/24
第5章 路由算法
第5章 内容概述
5.1 路由算法概述
- 5.1.1 路由选择算法的分类
- 5.1.2 对路由选择算法的要求
- 5.1.3 路由算法的实现—路由表
第5章 路由算法
5Leabharlann Baidu2 常用的路由算法
5.4 数学基础—图论 5.5 最短路径算法
10 2014/11/24
路由选择的目的和要求： 能正确、迅速、合理地传送分组（报文）信息。
能适应网络内节点或链路故障而引起的拓扑变化
，使分组（报文）在有故障的条件下一般还能到达 终点。在发生故障时，允许某些线路的通信量过载 而增加时延。
能适应网络流量的变化，使各通路的流量均匀，
整个网络的通信设备负荷平衡，充分发挥效率。
止网络连接等。
路由算法是网络层的核心，其主要功能是指引分组通
过通信子网到达正确的目的节点。具体表现为两个方面 的内容：
寻径：为不同的源节点和目的节点对（SD）选择
一条传输路径；
转发：在路由选择好以后，将用户的消息正确地
送到目的节点。
第5章 路由算法 4 2014/11/24
5.1
路由算法概述 (2)
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
路由选择对网络性能的影响。
第5章 路由算法
6
2014/11/24
5.1
λ1
源节点 1 4
路由算法概述 (4)
当λ1=λ2=5时 如果节点1选择1→3→6, 节 点2选择2→5→6, 则由于每条 链路的业务量都只有信道容 量的一半, 因而时延很小。
λ2
2 源节点
3
5
节点2的输入业务量为15个 单位。由于每条链路的容量 仅为10个单位，在仅使用一 条路径的情况下，节点2至少 要丢弃5个单位的业务流量。
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
如果节点2将输入业务流量 在2→4→6和2→5→6之间分 摊，节点1选择1→3→6，则 每条链路上的业务流量都不 超过链路容量的75%，因而 分组的时延较小。
路由表对每个目的节点指出分组应发向 的下一个节点。
节点1上的路由表
目的节点 下一个节点 2 2 3 2 4 4 5 4 6 2 目的节点 下一个节点
节点4上的路由表
1 1 2 2 3 3 5 5 6 5
第5章 路由算法
15
2014/11/24
5.1.3 路由算法的实现—路由表
当路由表建立起来之后，在进行路由选择时只是简单地
3
5
如果节点1选择1→4→6, 节
6
所有链路的容量均为10单位 目的节点
点2选择2→4→6, 则链路4→6
运载的业务量为10单位, 达到 了链路的最大容量，因而时
延会很大。
第5章 路由算法 7 2014/11/24
5.1
λ1
源节点 1 4
路由算法概述 (5)
当λ1=5, λ2=15时
λ2
2 源节点
路由算法的分类
按路由决策方法
集中式 （指网络的路由是由路由控制中心计算
的，该中心周期性收集各链路的状态，经过路由 计算后周期性地向各网络节点提供路由表。）
分布式（指网络中所有节点通过相互交换路由信
息，独立地计算到达各节点的路由。 ）
第5章 路由算法
12
2014/11/24
5.1.1 路由选择算法的分类 (3)
查找路由表中的信息，无须再作计算。然而对自适应路由 选择来说，会要求相当数量的计算来维持这张路由表。
算法尽量简单，以减少网络开销。
5 2014/11/24
第5章 路由算法
5.1
路由算法概述 (3)
两个源节点和一个目的节点
通过一个例子来看看路由选择对网络性能的影响：
λ1
源节点 1 4
λ2
。所有链路的容量为10单位
2 源节点
，两个源节点1和2的输入业
务量分别为λ1和λ2, 讨论:
3
5
λ1=λ2=5单位 λ1=5单位, λ2=15单位