集中式路由和分布式路由
计算机网络中的路由算法
计算机网络中的路由算法路由算法在计算机网络中起着关键的作用，它用于确定数据包在网络中的传输路径。
根据不同的网络拓扑和需求，有多种不同的路由算法被应用。
本文将介绍几种常见的路由算法。
1. 距离矢量算法（Distance Vector Algorithm）距离矢量算法是一种分布式的路由算法，每个节点在路由表中记录到达目的节点的距离向量。
节点之间通过交换距离向量信息来更新路由表，并且通过Bellman-Ford算法来计算最短路径。
该算法简单易实现，但是在大型网络中容易产生计数到无穷大的问题，即由于链路故障等原因产生的无限循环。
2. 链路状态算法（Link State Algorithm）链路状态算法是一种集中式的路由算法，每个节点都会收集与自身相连的链路状态信息，并通过最短路径算法（如Dijkstra算法）计算出到达其他节点的最短路径。
然后，每个节点都将自己的链路状态信息广播给所有其他节点，使得每个节点都有完整的网络拓扑和链路状态信息。
该算法需要节点之间频繁的广播和计算，但是能够保证收敛，即要么找到最短路径，要么不进行路由。
3. 路径向量算法（Path Vector Algorithm）路径向量算法可以看作是距离矢量算法和链路状态算法的结合，它通过回退进行路径检测和避免计数到无穷大的问题。
每个节点在路由表中记录到达目的节点的路径和向量信息，通过交换路径向量信息来更新路由表。
在计算最短路径时，路径向量算法使用类似链路状态算法的Dijkstra算法，但是在寻找路径时，会检查前面的节点是否已经在路径中出现，以避免产生环路。
4. 队列距离矢量算法（Queue Distance Vector Algorithm）队列距离矢量算法是距离矢量算法的一种改进算法，主要解决计数到无穷大问题。
该算法引入了队列和计数器，通过计数器和链路状态信息来确定数据包是否进入队列。
每个节点在路由表中记录到达目的节点的距离向量和队列的长度。
网络路由与交换技术
网络路由与交换技术在当今高度信息化的时代，网络技术的快速发展使得人们能够更加便捷地获取信息和进行交流。
而网络路由与交换技术作为网络通信的基础，扮演着重要的角色。
本文将从网络路由与交换技术的概念、原理、分类以及应用等方面进行论述，旨在帮助读者更加全面深入地了解这一重要的技术，以期能够为网络通信的发展贡献一份力量。
一、概念网络路由与交换技术是一种将数据从源地址传输到目的地址的网络通信方式。
它基于网络协议，通过选择最佳路径来实现数据的快速、可靠传输。
网络路由通常是指在互联网络中选择和控制包括IP数据包的路径的过程。
而网络交换则是指在网络中用交换设备实现数据报文的传输和转发。
这两个技术密切相关，共同构建了一个高效的网络通信系统。
二、原理网络路由与交换技术的原理主要包括路由的选择与配置、交换设备的工作原理等。
1. 路由选择与配置路由选择是通过选取合适的传输路径，使得数据包按照指定的目的地进行传输。
这个过程是根据网络拓扑结构以及路由算法进行的。
在网络中有很多种路由算法，如最短路径算法、带宽感知算法等。
路由配置则是为了保证网络通信的高效性，需要根据网络拓扑和网络流量的特点，动态地配置路由表以实现最佳路径的选择。
2. 交换设备的工作原理交换设备是网络路由与交换技术的核心组成部分，它主要实现数据包的转发、过滤和分发。
交换设备通常包括交换机、路由器等。
交换机通过学习交换机端口和MAC地址的绑定关系，实现数据的局域网内快速转发。
而路由器则通过学习IP地址和对应的端口地址的绑定关系，实现数据包在不同网络之间的转发。
三、分类网络路由与交换技术可根据不同的分类标准进行区分，如按照网络规模、网络体系结构等分类。
1. 按照网络规模分类根据网络规模的不同，网络路由与交换技术可分为小规模网络和大规模网络两种。
小规模网络通常采用静态路由，手动配置路由表，适用于中小型企业内部网络。
而大规模网络则通常采用动态路由，通过路由协议自动学习和更新路由表，适用于庞大的互联网。
mesh组网方案
mesh组网方案近年来，无线网络应用越来越广泛，而Mesh组网方案由于其自组织、可靠、高效等特点，逐渐受到了广泛关注和研究。
本文将介绍Mesh组网原理及其优缺点，并探讨几种常见的Mesh组网方案。
一、Mesh组网原理Mesh组网是一种基于无线传感器网络的分布式网络结构，由多个节点组成，且各节点相互连接，通过动态路由协议实现有目的地传输数据。
Mesh组网可分为分布式Mesh、集中式Mesh和混合式Mesh三种类型。
其中，分布式Mesh是指每个节点均进行了路由的配置和决策；集中式Mesh是指仅有一个节点作为主节点，其他节点均作为从节点，主节点进行路由的配置和决策；混合式Mesh则是以上两种方式的结合类型。
二、Mesh组网的优缺点Mesh组网具有以下优点：1. 自组织性。
Mesh组网是一种去中心的网络结构，节点间可自动组成网络，无需人为介入。
2. 建设灵活。
Mesh组网可以在应用场景下按需建设，可根据需要添加或删除节点。
3. 易维护。
Mesh组网中每个节点只需考虑相邻节点的状态，不必考虑整个网络的状态，因此维护较为简单。
但Mesh组网也存在以下缺点：1. 信号干扰。
Mesh组网中各个节点之间相互连接，信号可能会互相干扰，影响通信品质。
2. 路由复杂。
Mesh组网需要使用路由协议进行节点之间的寻址和数据传输，复杂度较高。
三、常见的1. Ad-hoc MeshAd-hoc Mesh是一种分布式Mesh组网方案，其节点均采用相同的硬件及软件设备，均具有路由功能。
有备份路由可用的Ad-hoc Mesh，具有较高的运行效率和可靠性。
2. 集中式Star Mesh集中式Star Mesh组网方案中，节点分为两种角色：中心节点和从节点。
中心节点为基础节点，负责网络中的路由和控制。
从节点只需考虑与中心节点的通信，而中心节点则负责将所有节点与其它的节点联系起来。
3. 社区Mesh社区Mesh是一种混合式Mesh组网方案，其网络的基础结构采用集中式Mesh组网方式，但同时也存在分布式网络结构。
适用于量子混合网络的量子多路纠缠分组交换方法
适用于量子混合网络的量子多路纠缠分组交换方法张凌 1王艳琦21.云南大学滇池学院 云南昆明 650028；2.中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司 北京 100120摘要： 适用于量子混合网络的量子多路纠缠分组交换方法，首先将需要发送的量子报文，按照集中式路由计算得出的多路径资源进行匹配分组，然后采用虚电路方式并行建立端到端量子纠缠多路径，控制消息和测量结果采用分布式路由数据报方式传送，最终通过量子远程传态完成量子信息的端到端传递。
这种方法将分组交换的两种技术虚电路和数据报结合使用，同时将集中式路由和分布式路由有机结合，形成了一种新的量子多路纠缠分组传输方法。
该方法提高了网络资源利用率，达到多路并行、分流和缩短量子信息传送时间的效果。
关键词： 量子网络 量子路径 量子多路纠缠 量子分组交换中图分类号： TN98文献标识码： A文章编号： 1672-3791(2024)04-0023-05A Packet-Switching Method of Multipath Quantum Entanglementfor Hybrid Quantum NetworksZHANG Ling 1WANG yanqi21.Dianchi College of Yunnan University, Kunming, Yunnan Province, 650228 China;2.North China PowerEngineering Co., Ltd., China Power Engineering Consulting Group, Beijing, 100120 ChinaAbstract: A packet-switching method of multipath quantum entanglement for hybrid quantum networks is pro⁃posed. Firstly, quantum messages to be sent are matched and grouped according to multipath resources calculated by centralized routing, and then the end-to-end multipath of quantum entanglement is established in parallel by vir⁃tual circuits, and control messages and measurement outcomes are transmitted by distributed routing datagrams. Fi⁃nally, the end-to-end transmission of quantum information is completed through quantum teleportation. This method combines the two technologies of packet switching: the virtual circuit and datagram, organically combines centralized routing and distributed routing, and then forms a new packet-transmission method of multipath quan⁃tum entanglement. This method improves the utilization rate ofnetwork resources, and achieves the effect of multi-channel parallelism, shunting and shortening the transmission time of quantum information.Key Words: Quantum network; Quantum path; Multipath quantum entanglement; Quantum packet switching目前，实现量子通信网络一种比较现实和合理的设计是使用现有的经典互联网网络基础设施来交换经DOI： 10.16661/ki.1672-3791.2311-5042-0308基金项目： 云南大学滇池学院校级科研项目“量子纠缠网络路由与交换技术研究”（项目编号：2023XJ30）；云南省一流学科建设项目“高原山地智能建造技术”。
计算机网络论述题
1.计算机网络提供的网络服务方式有哪些？各网络服务的特征是什么？P9答：有两种基本方式：集中式网络服务和分布式网络服务集中式网络服务的特征是所有网络服务集中在一台计算机上（通常成为服务器）；而分布式网络服务则把网络服务分布在网络中的多台或所有计算机上。
2.路由选择技术有哪些?如何选择合适的路由技术? P51答：路由选择技术有动态路由选择和静态路由选择为了能够及时的反映网络变化与通信状况，需要不断调节网络之间的路由，这种情形就是所谓的动态路由选择。
要求数据分组必须沿着某以特定的路径传输数据，这种情形的路由选择静态的。
3.总线拓扑结构通常采用什么媒介访问控制方法来检测冲突？简述其工作原理。
P23 答：媒介访问：同轴电缆。
工作原理：总线拓扑结构是将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上，结点之间按广播方式通信，一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。
优点：结构简单、布线容易、可靠性较高，易于扩充，是局域网常采用的拓扑结构。
缺点：所有的数据都需经过总线传送，总线成为整个网络的瓶颈；出现故障诊断较为困难。
最著名的总线拓扑结构是以太网。
4.什么叫WWW?简述WWW服务在Internet的作用。
P255www服务成为web服务，又称为万维网。
作用：web服务是一个数据空间。
在这个空间中一样有用的事物称为一样「资源」，并且由一个全域（URI）标识。
这些资源通过超文本传输协议传送给使用者，而后者通过点击链接来获得资源。
多媒体信息检索。
5.电路交换、报文交换技术的主要优缺点。
P47（2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
6.画出信息“0110010”的不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码波形图。
P30曼彻斯特编码，从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。
基于有效传输距离的水下无线光网络路由算法
基于有效传输距离的水下无线光网络路由算法发布时间：2021-10-09T08:42:18.522Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷第15期作者：代银康[导读] 近年来，水下无线光通信以其高带宽、低时延扩展、稳定、高速率等优点引起了极大关注。
然而光在水下传输范围和能量受限，需要高效节能的路由算法拓展其传输范围。
代银康西南民族大学电子信息学院，四川成都，610041摘要：近年来，水下无线光通信以其高带宽、低时延扩展、稳定、高速率等优点引起了极大关注。
然而光在水下传输范围和能量受限，需要高效节能的路由算法拓展其传输范围。
因此提出了基于有效传输距离路由（Effective transmission distance routing, ETDR）算法。
该算法通过计算所有候选节点的有效传输距离进行中继选择。
通过仿真实验表明，该算法可以显著降低路由能耗。
关键词：水下无线光网络，路由算法，路由能耗。
1．背景根据调查，地球上大约 97% 的水以海水的形式存在，在海洋下蕴藏着丰富的资源[1]。
水下通信技术对于海洋资源的开发、海洋环境监测、海洋灾害预警等至关重要[2]。
声信号因传输距离远、稳定性好、技术成熟等特点成为水下通信的主要方式。
然而，水声通信存在带宽低、速率低、多径效应、延迟扩展长等诸多缺点。
相对而言，水下无线光通信以其高带宽、低时延、稳定、高速率等优点成为替代方案[3]。
伍兹霍尔海洋研究所、北卡罗来纳州立大学等多家研究机构通过实验验证了水下无线光网络的可行性[4]。
水下光网络路由算法主要分为集中式和分布式路由算法。
在[5]中为UOWN提出了一种集中路由方案，该方案考虑了光束的水下传播特性。
在[6]中建议的基于最短路径的路由协议是为优化特定性能指标而量身定制的（例如，数据速率、BER、功耗）。
但集中式路由需要全局网络视图，这会导致整个网络的高信令开销和能耗。
因此Rawan等人开发了DS和DSS两种分布式全向路由协议[7]，以较高的端到端BER和延迟为代价提供了低复杂性。
路由算法分类比较
路由算法是路由协议必须高效地提供其功能，尽量减少软件和应用的开销。
路由器使用路由算法来找到到达目的地的最佳路由。
关于路由器如何收集网络的结构信息以及对之进行分析来确定最佳路由，有两种主要的路由算法：总体式路由算法和分散式路由算法。
采用分散式路由算法时，每个路由器只有与它直接相连的路由器的信息——而没有网络中的每个路由器的信息。
这些算法也被称为DV（距离向量）算法。
采用总体式路由算法时，每个路由器都拥有网络中所有其他路由器的全部信息以及网络的流量状态。
这些算法也被称为LS（链路状态）算法。
收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。
当某个网络事件引起路由可用或不可用时，路由器就发出更新信息。
路由更新信息遍及整个网络，引发重新计算最佳路径，最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。
收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。
路由算法的核心是路由选择算法，设计路由算法时要考虑的技术要素有：1、选择最短路由还是最佳路由；2、通信子网是采用虚电路操作方式还是采用数据报的操作方式；3、采用分布式路由算法还是采用集中式路由算法；4、考虑关于网络拓扑、流量和延迟等网络信息的来源；5、确定采用静态路由还是动态路由。
各路由算法的区别点包括：静态与动态、单路径与多路径、平坦与分层、主机智能与路由器智能、域内与域间、链接状态与距离向量。
链接状态算法（也叫做短路径优先算法）把路由信息散布到网络的每个节点，不过每个路由器只发送路由表中描述其自己链接状态的部分。
距离向量算法（也叫做 Bellman-Ford算法）中每个路由器发送路由表的全部或部分，但只发给其邻居。
也就是说，链接状态算法到处发送较少的更新信息，而距离向量算法只向相邻的路由器发送较多的更新信息。
metric是路由算法用以确定到达目的地的最佳路径的计量标准，如路径长度。
路由选择协议（Routing protocol）当两台非直接连接的计算机需要经过几个网络通信时，通常就需要路由器。
分布式路由与集中式路由收敛特性浅析
分布式路由与集中式路由收敛特性浅析作者：谭呈祥来源：《科技传播》 2018年第5期1 路由器发展历程截至目前，路由器技术已经经历了五代的发展历程，并取得巨大的进步。
第一代路由器技术用计算机插接多块网卡实现路由功能，具体说，网口收到数据经总线传给CPU，再由CPU 处理后从另一网口发送出去。
第二代路由器技术对第一代进行了升级，在网卡上实施智能化处理，提升了数据流通的速度。
第三代路由器技术采用全分布式架构，将路由功能与数据转发功能进行分离，可实施并行处理，路由器处理性能得以成倍提高。
到了第四代路由器，此时互联网技术空前发展，一些路由生产商提出ASIC 解决方案，它把数据转发细节全部通过硬件的方式去实现，并采用共享内存的方式巧妙地解决了内部数据交换的问题。
第五代路由是目前我们正在用的路由技术，其在硬件体系结构上继承了第四代路由器技术，而在更重要的IP 业务处理上则采用了可编程的网络处理器技术，由软件控制处理流程。
2 路由算法及选择策略2.1 理想路由算法网络节点在收到一个分组后，决定在某条输出链路上传送下去所使用的策略。
理想的路由算法必须要具备一些显著的特点。
第一，该路由必须可以保证信息能够快速并正确传输。
第二，对路由最佳路径的计算必须简单，这样可大幅减少不必要的时延。
并且，对选择路由的计算不能造成网络太重的负担。
第三，进行的算法要可以自动适应网络通信量以及网络拓扑的变化，提高运算的效率。
第四，当网络拓扑以及通信量出现变化时，路由算法要确定可收敛于某一个可接受的解，而不可以有过多振荡。
第五，算法须对每名普通用户都公平对待，一视同仁。
第六，以最高的性价比完成对路由选择的计算。
客观地说，并没有所谓的最佳选择，也没有最好的算法，有的只是相对更合理的一种选择。
2.2 路由选择的不同策略对路由选择的策略主要有两个：一种是非自适应路由，其结构比较简单，性能较差，但造价较低；另一种是自适应路由，可以自动进行调整路径的选择，提高了数据传输的速率和效率，造价也高。
计算机网络路由算法
计算机网络路由算法随着互联网的普及和技术的不断发展，计算机网络成为了现代社会中不可或缺的一部分。
而路由算法作为计算机网络中的核心技术之一，是实现数据传输和流量控制的重要手段。
本文将深入探讨计算机网络路由算法的原理、分类、应用及未来发展趋势。
一、路由算法的原理路由算法是指在计算机网络中，根据特定的信息和策略，确定数据包从源主机到目的主机所经过的路径及其转发方式的一种算法。
其实现的基本原理是通过选路算法构建网络拓扑，使得数据包可以从源节点到达目的节点。
同时为了提高路由效率和网络质量，路由算法也考虑了多种因素，如带宽、延迟、网络拥塞程度等。
二、路由算法的分类根据路由算法的实现方式，可以将路由算法分为静态路由和动态路由两类。
其中静态路由指手工配置路由表，即通过手动指定路由表中的路由项来确定网络拓扑结构和数据传输路径。
而动态路由则是在静态路由的基础上，加入了路由协议的支持，通过对网络拓扑结构和路由表的动态调整实现数据传输的最优路径。
另外，根据路由算法实现的分布式方式，还可以将路由算法分为集中式路由和分布式路由。
集中式路由指路由信息全部由一个中心节点管理和控制，例如中央路由器等；而分布式路由则是使每个节点都可以实时获取路由表信息，并自主控制路由。
目前较为常用的路由协议有距离矢量路由协议（RIP）、链路状态路由协议（OSPF）和边界网关协议（BGP）等。
三、路由算法的应用路由算法是计算机网络中最为基础的技术之一，被广泛应用于互联网、局域网、广域网等各种网络环境中。
其主要应用于实现网络数据传输、提高网络性能、保证网络安全等方面。
在路由协议的帮助下，计算机网络可以自动实现网络拓扑的优化调整，找到最优的数据传输路径，提高网络的吞吐量和传输速度。
同时，路由算法也支持网络中的一些高级功能，例如负载均衡、流量控制、故障恢复等。
通过对网络流量进行有效分配和调度，可以提高网络的利用率和效率，为用户提供更加流畅的网络服务。
同时通过实现路由备份、故障检测和自动路由切换等机制，还可以保证网络的可靠性和稳定性，减少数据传输中断和丢失的风险。
结合分布式与集中式特点的动态多播路由算法
是 Ｇ的子图 ，Ｔ Ｖ ， 表示树 Ｔ中一条从源节点 Ｖ 到 Ｐ （。Ｖ ） 。 目标节点 Ｖ ＥＭ 一｛。 的路径 。因此 ， Ｖ｝ 基于路 由跳数 、
开销 、 延迟 、 抖动 、 用带 宽和 包无损 传输率 的 多 Ｑ Ｓ 可 ｏ 约束 动态 多播路 由问题可描述如下 ： 给定图 Ｇ（ ，） 多播信源 Ｖ、 ＶＥ、 Ｓ 动态 多播 组 ＭｃＶ ， 确定 多 播最 短 路 径 （Ｐ ） Ｔ Ｇ， 得 在 满足 下 列 ＳＴ 树 使
Ｑ ｓ 束 条 件 ０约
Ｖ Ｅ ， （ ｖ， ） Ｄ 弓（ ） ｄ Ｖ Ｄ ， ～ ） （） １
是动态多播路 由， 许组成 员随 时加 入或 离开 。在网 允
络 电视会议 、 远程教育 等多媒体 业务 中常采 用动态 多 播路 由。研究人员对静态多播 Ｑ Ｓ 由优化算 法进行 ｏ路 了广 泛的研 究。而对动态 多播路 由问题 ， 已被 证 明是 Ｎ Ｐ完全 问题。 目前研 究较 多 的仍 旧只是 动态 Ｓｅ ｅ ｔｉ ｒ ｎ 问题 ， 对于考 虑时延约束和 费 用优化 的动态 多播路 由 问题 ， 目前研究得较少 ｊ 。 本文针对动态 多播 路 由问题 ， 出 了结 合分 布式 提
维普资讯
计 算 机 系 统 应 用
２０ 年 第 ６ 期 ０８
结 合 分 布 式 与集 中式 特点 的动态 多播 路 由算 法
Ｄｙ ａ ｉ ｎ ｍ ｃ Ｍｕｌｃ ｓ ｏ ｔ ｇ Ａｌ ｒ ｈ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｓｒｂ ｔｄ ａ ｄ Ｃｅ ｔａｉｅ ｇ ｉ ｍ ｔ ａ ｔＲ ｕ ｉ ｇｏ ｉ ｍ ａ ｅ ｎ Ｄｉｔｉ ｕｅ ｎ ｎ ｒｌ ｄ Ａｌｏｒ ｈ ｉ ｎ ｔ ｚ ｔ
１ 引言
随着 网络 电视会议、 程教育等业 务相继 出现 ， 远 对 网络 资源 的优 化也提 出了新的要求 ， 多播技术 就是为 了节约 网络资源而 提 出的。作为 多播技术研 究重点 的 多播路 由问题分为两种类型 ： 一种是静态 多播路 由， 即 在整个 多播会话 期间不允许 组成员动 态变化 ； 另一种
软路由 拓扑结构
软路由拓扑结构软路由拓扑结构一、引言随着互联网的发展，网络规模不断扩大，传统硬件路由器可能无法满足大规模网络的需求。
而软路由作为一种基于软件实现的路由器，具有灵活性高、成本低、可扩展性强等优点，因此受到越来越多的关注和应用。
软路由拓扑结构是指在软路由网络中，各个软路由之间的连接方式和布局方式。
本文将介绍软路由拓扑结构的常见类型和特点。
二、常见的软路由拓扑结构1. 集中式拓扑结构集中式拓扑结构是指所有软路由都连接到一个集中的交换机或路由器上。
这种拓扑结构简单明了，易于管理和维护。
同时，由于软路由之间的通信都通过集中式交换机或路由器进行转发，可以实现较高的数据传输效率。
然而，集中式拓扑结构也存在单点故障的风险，一旦集中式交换机或路由器发生故障，整个软路由网络将无法正常工作。
2. 分布式拓扑结构分布式拓扑结构是指将软路由分散部署在不同的地理位置或机房中，各个软路由之间通过互联网或专线进行连接。
这种拓扑结构具有较好的容错性和可扩展性，一旦某个软路由发生故障，其他软路由仍然可以正常工作。
同时，分布式拓扑结构还可以根据实际需求进行灵活扩展，适用于大规模网络环境。
然而，由于软路由之间的通信需要通过互联网或专线进行传输，可能会带来一定的延迟和带宽消耗。
3. 环形拓扑结构环形拓扑结构是指将软路由按照环形连接的方式进行布局。
这种拓扑结构具有较好的容错性，一旦某个软路由发生故障，数据可以沿着环形路径绕过故障节点继续传输。
同时，环形拓扑结构还可以实现负载均衡，通过合理配置软路由之间的带宽分配，可以有效提高网络的整体性能。
然而，环形拓扑结构也存在一些问题，如节点之间的链路数量较多，可能增加网络管理和维护的工作量。
4. 层次化拓扑结构层次化拓扑结构是指将软路由按照层次化的方式进行布局，每一层中的软路由通过交换机或路由器进行连接。
这种拓扑结构可以实现较好的管理和维护，同时还可以实现多层次的数据传输，提高网络的整体效率。
然而，层次化拓扑结构也存在一些问题，如对网络设备的要求较高，需要具备较好的处理能力和可靠性。
分布式路由算法分析与设计
ii.将根顶点加进SPT树中，相关成本为0；
1.距离向量算法
距离矢量路由算法（Distance Vector Routing，DV）也称Bellman-Ford路由算法和Ford-Fulkerson算法。“距离矢量路由算法”的基本思想如下：每个路由器维护一个距离矢量（通常是跳数、延时等度量）表，然后通过相邻路由器之间的距离矢量通告进行距离矢量表的更新。每个距离矢量表项包括两部分：到达目的结点的最佳输出线路，和到达目的结点所需时间或距离，通信子网中的其它每个路由器在表中占据一个表项，并作为该表项的索引。每隔一段时间，路由器会向所有邻居结点发送它到每个目的结点的距离表，同时它也接收每个邻居结点发来的距离表。这样以此类推，经过一段时间后便可将网络中各路由器所获得的距离矢量信息在各路由器上统一起来，这样各路由器只需要查看这个距离矢量表就可以为不同来源分组找到一条最佳的路由。
执行链路状态路由选择的路由器的工作：
a)探测相邻路由器，并获得其网络地址；
b)测量到相邻路由器的延时或开销；
c)组装链路状态信息分组；
d)发送链路状态信息分组到所有其他路路径以及所有的该路由器的网络端口信息添加到路由表中。
探测相邻路由器：相邻路由器的存在是由Hello分组的发送及响应确定：路由器向每条点对点链路发送Hello分组，接到Hello分组的另一端路由器发回一个应答，说明“我是谁”。测量链路开销：发送一个ECHO分组给相邻的路由器X，并要求X收到后，立即把ECHO分组发回来，ECHO分组往返的时间的一半就是与X之间延时的一个自然估值，可以多取几个这样的估值，按数理统计原理计算出更为精确合理的估值。
互联网的复杂性使得当前使用的路由算法主要是动态的、分布式的。为了降低数据包在网络中的传输开销和时延，要求为数据选择的路径是最短的。这里的“最短”在不同的场合具有不同的含义，它可以是跳数的多少、物理距离的长短或者时延的大小等。互联网中使用的各种路由协议或者路由算法，其根本目的就是寻找源节点和目的节点之间最短的一条路径，即最短路径。
网络拓扑结构大全和图片(星型、总线型、环型、树型、分布式、网状拓扑结构)
网络拓扑结构总汇星型结构星型拓扑结构是用一个节点作为中心节点,其他节点直接与中心节点相连构成的网络。
中心节点可以是文件服务器，也可以是连接设备。
常见的中心节点为集线器。
星型拓扑结构的网络属于集中控制型网络,整个网络由中心节点执行集中式通行控制管理，各节点间的通信都要通过中心节点.每一个要发送数据的节点都将要发送的数据发送中心节点，再由中心节点负责将数据送到目地节点.因此，中心节点相当复杂，而各个节点的通信处理负担都很小，只需要满足链路的简单通信要求。
优点：(1）控制简单。
任何一站点只和中央节点相连接，因而介质访问控制方法简单，致使访问协议也十分简单。
易于网络监控和管理.(2)故障诊断和隔离容易。
中央节点对连接线路可以逐一隔离进行故障检测和定位，单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网。
（3）方便服务。
中央节点可以方便地对各个站点提供服务和网络重新配置.缺点:(1）需要耗费大量的电缆，安装、维护的工作量也骤增。
（2）中央节点负担重，形成“瓶颈”,一旦发生故障，则全网受影响.(3）各站点的分布处理能力较低。
总的来说星型拓扑结构相对简单,便于管理，建网容易，是目前局域网普采用的一种拓扑结构.采用星型拓扑结构的局域网，一般使用双绞线或光纤作为传输介质，符合综合布线标准，能够满足多种宽带需求。
尽管物理星型拓扑的实施费用高于物理总线拓扑，然而星型拓扑的优势却使其物超所值。
每台设备通过各自的线缆连接到中心设备,因此某根电缆出现问题时只会影响到那一台设备，而网络的其他组件依然可正常运行。
这个优点极其重要，这也正是所有新设计的以太网都采用的物理星型拓扑的原因所在。
扩展星型拓扑：如果星型网络扩展到包含与主网络设备相连的其它网络设备,这种拓扑就称为扩展星型拓扑。
纯扩展星型拓扑的问题是:如果中心点出现故障，网络的大部分组件就会被断开。
环型结构环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。
路由器分布式控制技术研究
路由器分布式控制技术研究摘要:路由技术为计算机之间的通信选择路径,路由器随着互联网的普及越来越重要,使结构复杂、数量较多的主机组成的庞大网络构成一个有序的整体。
文章主要介绍了路由器概况、集中式路由器、分布式路由器、从可靠性、可扩展性和部署代价等方面对这两种路由器做了对比。
关键词:路由器集中式控制技术分布式控制技术1 引言近年来,随着光传输技术的快速发展和核心路由表的快速增长,对路由器性能提出了更高的需求,互联网快速发展要求路由器随着网络规模和流量增长不断扩展自身性能。
目前,路由器的使用较多的集中在集中式控制,由于路由器控制平面只有一个控制单元处理控制任务,数据平面规模扩展将增加控制平面的负载,容易造成控制单元过载。
为了能够有效解决集中式路由器控制平面面临的问题,一些学者提出了路由器分布式控制方案。
本文主要介绍了路由器概况、集中式路由器、分布式路由器、同时从可靠性、可扩展性和部署代价等方面对这两种路由器做了对比,以便更好的了解路由器集中式控制与分布式控制的特点。
2 路由器2.1 路由器的主要功能路由器主要用于OSI七层协议的第三层,被用来接收来自一个网络接口的数据包,依照其中所包含的目的地址,确定转发到下一个目的地址。
所以,路由器需要先在转发路由表中查找到目的地址,如果找到了目的地址,可在数据包的帧格前添加下一个MAC地址,与此同时IP 数据包头的TTL域也开始减数,并计算新的校验名。
当数据包被送到输出端口时,它需要按顺序等待,以便于被传送到输出链路上。
也可以描述为在网络间截获发送到远地网络段的网络数据报文,同时转发出去。
可以为不同网络之间的用户提供合理的通信途径。
网络层数据报文转发的基础是维护路由表、并与其它路由器交换路由信息,路由器还可以实现对数据报的过滤和记帐。
利用网际协议,能够为网络管理员提供整个网络的有关信息和工作情况,以便对网络进行科学的管理。
2.2 路由器的优缺点具有较为复杂的网络拓扑结构、负载共享和最优路径;节约局域网的频宽;适用于大规模的网络;可以较好地处理多媒体数据;安全性不低;可滤除多余的通信量;减轻主机负担等等是路由器的优点。
无线传感器网络中的路由协议研究
无线传感器网络中的路由协议研究近年来，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）正在被广泛应用于工业自动化、环境监测、智能交通等领域，成为新一代信息化技术的重要组成部分。
在WSN中，路由协议是数据传输的关键。
因此，无线传感器网络中的路由协议研究备受关注。
一、路由协议的定义和分类路由协议是指在一定的路由算法和路由协议信令的基础上，为数据在网络中寻找目的地址并传输的一种协议。
根据其设计的目的和方法不同，路由协议可分为集中式和分布式两种。
集中式路由协议将网络中的路由计算统一由中央节点完成，然后将路由表分发给其他节点。
分布式路由协议则是将路由计算过程分散到每个节点，并通过节点间的通信实现路由信息的交换。
在WSN中，采用分布式路由协议的情况比较普遍。
根据具体的路由算法不同，路由协议又可分为无层次、平面层次和分层三种。
无层次路由协议没有明显的层次结构，每个节点都可以进行路由计算和信息交换。
平面层次路由协议将网络分为若干平面，每个平面内的节点路由计算方式相同，不同平面间的节点需要交换路由信息。
分层路由协议则将网络划分为若干层次，每个节点只在本层次内进行路由计算，通过层间协作实现信息传输。
二、套路协议的性能指标路由协议的优劣可以通过一系列性能指标来评价。
主要包括：1. 能耗：WSN中的节点往往是由一小块电池供电，因此能耗是路由协议性能评价的重要指标之一。
2. 延迟：WSN中经常要求实时性很高，因此数据的运输时间成为了路由协议性能的重要方面。
3. 数据传输可靠性：WSN中节点的故障率较高，同时因为环境受到各种干扰，数据包丢失或重传的情况较为常见。
因此，保证数据传输可靠性是路由协议的重要目标。
4. 网络拓扑结构：路由协议的设计包括网络拓扑结构的策略，如何将路由表分发到各个节点，拓扑结构的影响因素有节点通信距离、信道带宽等。
三、常见的路由协议1.LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：LEACH是WSN中应用性最广泛的集群协议，它采用分层结构以及分簇的方式降低整个网络的能耗，并利用定期轮换簇的方法来防止单个节点过早的能量耗尽。
路由结构概念
路由结构概念
路由结构是指网络中不同节点之间的连接方式和路径选择方式。
路由结构的设计和实现对于网络的性能和效率具有重要影响。
常见的路由结构包括：
1. 广播路由结构：节点之间通过广播方式进行通信，每个节点收到的信息都会广播给其他节点。
广播路由结构适用于小规模网络，但随着网络规模的增大会导致网络拥塞和负载增加。
2. 集中式路由结构：网络中存在一个集中式的路由器，负责转发和选择路径。
集中式路由结构可以提供较高的性能和效率，但单点故障的风险较高。
3. 分布式路由结构：网络中的节点均具备路由功能，每个节点根据路由表选择最佳路径转发数据包。
分布式路由结构可以提高网络的可靠性和灵活性，但需要更复杂的路由协议和算法。
4. 自组织路由结构：节点之间通过自组织和自适应的方式进行路由选择。
自组织路由结构适用于动态网络环境和无线传感器网络等场景。
5. 嵌套路由结构：将多个不同的路由结构组合在一起，形成复杂的网络拓扑结构。
嵌套路由结构可以提供更好的网络性能和灵活性，但也增加了网络的复杂度。
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交换机的第三层包转发机制（集中式与分布式）
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每个厂商的路由交换机的实现机制不同，在路由功能的实现上，主要有集中式和分布式两种机制。
下面进行详细论述。
集中式第三层包转发
集中式第三层包转发是指在交换机中有一个专门的硬件模块（路由模块）来对全交换机的第三层包进行转发。
交换机的每个接口模块如千兆以太同交换模块，都不具备第三层的处理功能，需要把第三层的数据包从背饭送往路由模块来查询路由并转发。
严格的讲，这种结构的交换机更准确的名称是第三层交换机，而不是路由交换机。
集中式第三层包转发是早期的技术，它的缺点在于整个交换机的路由性能受限于其路由模块的能力。
另外，当一个IP包要进行路由时，它经常要从一个以太网接口模块通过背板总线送往路由模块，在路由模块处理后，又经背板总统送往同一以太网接口模块，这样一种数据包传送方式浪费了背板总规处理能力。
并且路由模块的故障会导致整个交换机内的路由功能的失效。
实际中很多厂商交换机中的路由模块就是一个以插卡形式集成在交换机内的软件路由器。
因此在各厂商的产品中，采用集中式包转发的交换机的路由能力一般可达到15Mpps。
分布式第三层包转发
随着ASIC芯片技术的发展，具有路由功能的模块被集成到一块芯片上，于是厂商将路由芯片设计到了路由交换机中的每一个接口模块上，这种技术就被称为分布式第三层包转发。
它不需要一个专门的模块来为整个机箱服务做包的转发，第三层的包转发可以由每个接口模块上的路由芯片独立完成。
分布式第三层包转发突破了集中式第三层包转发的性能瓶颈，但它的路由控制机制比集中式要复杂，它需要在每一个端口保留路由表信息以进行快速的包转发。
尽管在技术上更复杂，由于在性能上远远超出集中式，分布式第三层包转发技术已经成为了现在路由交换机的主流技术
第一代路由器技术：集中转发，总线交换
典型产品：华为Quidway R2500系列路由器。
最初的IP网络并不大，其网关所需要连接的设备及其需要处理的负载也很小。
这个时候网关（路由器）基本上可以用一台计算机插多块网络接口卡的方式来实现。
接口卡与中央处理器（CPU）之间通过内部总线相连，CPU负责所有事务处理，包括路由收集、转发处理、设备管理等。
网络接口收到报文后通过内部总线传递给CPU，由CPU完成所有处理后从另一个网络接口传递出去。
第二代路由器技术：集中+分布转发，接口模块化，总线交换
典型产品：华为Quidway R3600系列路由器。
由于每一个报文都要经过总线送交CPU处理，随着网络用户的增多，网络流量的增大，接口数量、总线带宽和CPU的瓶颈就越来越突出。
于是很自然地想到如何提高网络接口数量，如何把CPU和总线的负担降下来？为了解决这个问题，第二代路由器技术就在网络接口卡上进行一些智能化处理，由于网络用户通常只会访问少数的几个地方，因此可以考虑把少
数常用的路由信息采用Cache技术保留在业务接口卡上，这样大多数报文就可以直接通过业务板Cache的路由表进行转发，以减少对总线和CPU的需求。
对于Cache中不能找到的报文送交CPU处理。
第三代路由器技术：分布转发，总线交换
典型产品：华为Quidway NetEngine 16/08系列路由器。
90年代以后Web技术的出现，使IP网络得到迅猛的发展。
网络用户的访问面得到很大的拓宽，用户访问的地方已不像以前那样固定，这样往往出现无法从Cache中找到路由的现象，于是总线和CPU瓶颈的问题再次出现。
另外由于用户的增加，路由器技术的接口数量不足也暴露出来了。
为了解决这个问题，第三代路由器技术应运而生。
第三代路由器技术采用全分布式结构—路由与转发分离的技术，主控板负责整个设备的管理和路由的收集、计算功能，并把计算形成的转发表下发到各业务板；各业务板根据保存的路由转发表能够独立进行路由转发。
另外总线技术也得到了较大的发展，通过总线、业务板之间的数据转发完全独立于主控板，实现了并行高速处理，使得路由器技术的处理性能成倍提高。
第四代路由器技术：ASIC分布转发，网络交换
典型产品：Juniper M40/160系列产品。
九十年代中后期，随着IP网络的商业化，Web技术出现以后，Internet技术得到空前的发展，Internet用户迅猛增加。
网络流量特别是核心网络的流量以指数级增长，传统的基于软件的IP路由器技术已经无法满足网络发展的需要。
以常见的主干节点2.5G POS端口为例，按照IP最小报文40字节计算，2.5G POS端口线速的流量约为6.5Mpps。
而且报文处理中需要包含诸如QoS保证、路由查找、二层帧头的剥离/添加等复杂操作，以传统的做法是不可能实现的。
于是一些厂商提出了ASIC实现方式，它把转发过程的所有细节全部采用硬件方式来实现。
另外在交换网上采用了CrossBar或共享内存的方式解决了内部交换的问题。
这样，路由器技术的性能达到千兆比特，即早期的千兆交换式路由器（Gigabit Switch Router，GSR）。
第五代路由器技术：网络处理器分布转发，网络交换
典型产品：华为Quidway NetEngine 80/40系列产品。
从上面的发展过程我们可以看到，每一次的技术进步都是因为随着业务发展而出现了新的需求。
不过在前互联网络泡沫时代，主要的矛盾集中在路由器的转发性能上，所以前四代的路由器技术的最大进步在于速度。
但是在宽带互联网一路高歌迅速发展的同时，作为其基础的IP网络技术的缺陷也就越来越充分地暴露出来。
网络无管理无法运营的问题、IP地址缺乏问题、IP业务服务质量问题、IP安全等问题都在严重阻碍网络进一步发展。
随着宽带互联网泡沫的破灭，人们进行了深刻的反省—业务才是网络的真正价值所在，一切的技术要求都应围绕着业务来进行。
各种新技术也纷纷出现，比如网络管理技术、用户管理技术、业务管理技术、MPLS技术，VPN技术，可控组播技术、IP-QoS技术，流量工程技术等。
IP标准也在逐步修改成熟。
随着新技术的出现和标准化的进展，对高速路由器的业务功能要求也越来越高。
基于这些问题，第四代路由器技术采用ASIC技术的固有的不灵活、业务提供周期长等缺陷也不可避免地出现了。
第五代路由器技术在硬件体系结构上继承了第四代路由器技术的成果，在关键的IP业务流程处理上采用了可编程的、专为IP网络设计的网络处理器技术。
网络处理器（NP）通常由若干微处理器和一些硬件协处理器组成，多个微处理器并行处理，通过软件来控制处理流程。
对于一些复杂的标准的操作(如内存操作、路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法、流量调度算法等)采用硬件协处理器来提高处理性能。
这样实现业务灵活性和高性能的有机结合。
第五代路由器技术满足IP业务发展要求
第五代路由器技术的出现，极大地满足了当前数据、语音、图像
综合承载的需求，并大大增强了网络对MPLS VPN的支持能力。
由于第五代路由器技术在业
务特性上所具有的强大优势，所以已成为当前建设宽带骨干网络、汇聚网络的首选。
随着成本的进一步降低与网络业务的进一步丰富，采用网络处理器技术的第五代路由器技术正在向网络的更低端发展。