计算最短路径的算法距离向量
构成路由选择协议的两个基本机制
构成路由选择协议的两个基本机制网络通信是现代社会最为重要的基础设施之一，而路由选择协议则是网络通信中至关重要的一环。
路由选择协议是指在网络中选择最优路径的一种协议。
在计算机网络中，路由选择协议的作用是将数据包从源节点转发到目的节点。
本文将介绍构成路由选择协议的两个基本机制：距离向量算法和链路状态算法。
距离向量算法距离向量算法是一种基于路由距离的算法，也称为Bellman-Ford 算法。
该算法的思想是每个节点通过与相邻节点交换路由信息，不断更新到达目的节点的最短路径。
每个节点维护一个距离向量表，记录到达其它节点的最短距离。
当节点收到其它节点的路由信息时，根据距离向量表更新自己到其它节点的最短距离。
距离向量算法的优点在于简单易实现，适用于小型网络。
但是，由于该算法只能通过相邻节点交换路由信息，因此其收敛速度较慢，容易产生路由环路的问题。
链路状态算法链路状态算法是一种基于链路状态的算法，也称为Dijkstra算法。
该算法的思想是每个节点通过收集整个网络的拓扑信息，计算出到达目的节点的最短路径。
每个节点维护一个链路状态数据库，记录与相邻节点的链路状态。
当收到其它节点的链路状态信息时，节点根据链路状态数据库计算出到达目的节点的最短路径。
链路状态算法的优点在于收敛速度快，能够避免路由环路的问题。
但是，由于该算法需要收集整个网络的拓扑信息，因此其实现复杂度较高，适用于大型网络。
两种算法的比较距离向量算法和链路状态算法是两种常用的路由选择算法，它们各有优缺点。
下面是两种算法的比较：1. 距离向量算法的实现简单，适用于小型网络；链路状态算法需要收集整个网络的拓扑信息，实现复杂度较高，适用于大型网络。
2. 距离向量算法只能通过相邻节点交换路由信息，收敛速度较慢，容易产生路由环路的问题；链路状态算法能够避免路由环路的问题，收敛速度快。
3. 距离向量算法的路由信息更新频率较高，会产生较大的网络流量；链路状态算法的路由信息更新频率较低，网络流量较小。
迪杰斯特拉算法和距离向量算法
迪杰斯特拉算法和距离向量算法迪杰斯特拉算法和距离向量算法1. 概述迪杰斯特拉算法和距离向量算法是图论中常见的两种最短路径算法。
它们在解决网络路由、路径规划等问题时有着广泛的应用。
本文将对这两种算法进行深入研究和比较，以便更好地理解它们的原理和应用。
2. 迪杰斯特拉算法迪杰斯特拉算法，又称单源最短路径算法，是用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径的算法。
它采用贪心策略，逐步确定从起点到各个顶点的最短路径，直到找到到达终点的最短路径。
该算法的时间复杂度为O(V^2)，V为顶点数，适用于稠密图。
在实际应用中，迪杰斯特拉算法常用于路由算法、网络规划等场景。
其核心思想是通过逐步确定从起点到各个顶点的最短路径，不断更新最短路径值，直到找到到达终点的最短路径。
3. 距离向量算法距离向量算法，又称分布式最短路径算法，是一种在计算机网络中常用的路由算法。
它通过不断交换节点之间的距离向量信息，从而更新各个节点的最短路径值。
该算法的收敛速度取决于网络拓扑结构和距离向量信息的交换频率。
在实际应用中，距离向量算法常用于动态路由协议中，如RIP （Routing Information Protocol）。
其核心思想是通过不断交换距离向量信息，从而更新节点之间的最短路径值，以实现网络路由的动态调整和优化。
4. 深度和广度的比较从深度和广度的角度来比较迪杰斯特拉算法和距离向量算法，可以发现它们各有特点。
迪杰斯特拉算法更注重于单源最短路径的计算，适用于静态网络中的最短路径计算；而距离向量算法更侧重于动态网络路由的调整，适用于动态网络中的路由优化。
从算法原理和应用场景来看，迪杰斯特拉算法更适用于静态网络中的最短路径计算，如在地图导航、网络规划等领域有着广泛的应用；而距离向量算法更适用于动态网络中的路由调整，如在云计算、物联网等领域有着重要的作用。
5. 个人观点和总结从个人观点来看，迪杰斯特拉算法和距离向量算法各有其独特的优势和局限性。
距离矢量路由算法
距离矢量路由算法
距离矢量路由算法是一种计算网络中最佳路径的算法。
这种算法通过在网络上的每个节点中保存到其他节点的距离向量来工作。
每个节点根据它们之间的距离向量，计算到每个其他节点的最短路径。
这个过程不断重复，直到每个节点都拥有网络中所有其他节点的最短路径信息。
距离矢量路由算法可以用于计算全网最短路径，也可以用于计算子网内的最短路径。
它是一种分布式算法，因为每个节点都只能看到它的邻居节点的距离向量，而不知道网络的整体拓扑结构。
这种算法虽然简单，但它的计算复杂度较高，因为每个节点都需要计算到其他节点的最短路径。
在距离矢量路由算法中，节点会周期性地向邻居发送它们的距离向量，以便邻居节点可以更新它们的路由表。
如果一个节点发现它的距离向量发生了变化，它会向它的邻居发送一个更新消息。
这个过程也会不断重复，直到每个节点的路由表都被更新到最优状态。
距离矢量路由算法在实际应用中有一些限制。
由于每个节点都只能看到它的邻居节点的距离向量，因此它可能会选择一个不是全局最短路径的路径。
此外，如果一个节点的路由表发生了错误，它可能会向其他节点发送错误的路由信息，导致整个网络的不稳定性。
为了解决这些问题，其他类型的路由算法，如链路状态路由算法和路径矢量路由算法，也被广泛使用。
迪杰斯特拉算法和距离向量算法
迪杰斯特拉算法和距离向量算法迪杰斯特拉算法和距离向量算法是两种常用的图论算法，用于解决网络中节点之间的最短路径问题。
它们在解决问题的思路和实现方法上有所不同，下面我来详细介绍这两种算法。
1.迪杰斯特拉算法：迪杰斯特拉算法是一种贪心算法，用于求解带权有向图中源节点到其余所有节点的最短路径。
算法的基本思想是，先初始化一个距离数组，用于存储源点到各个节点的最短路径长度，然后逐步更新数组中的距离值，直到所有节点的最短路径长度被确定。
具体步骤如下：-初始化距离数组，将源节点的距离设置为0，其他节点的距离设置为无穷大（或一个足够大的数）。
-选择一个未标记的节点，将其标记为已访问。
-更新距离数组，遍历该节点的邻居节点，如果通过该节点到达邻居节点的距离更小，则更新距离数组中该邻居节点的距离。
-将最小距离节点标记为已访问，重复以上步骤，直到所有节点都被访问。
迪杰斯特拉算法的时间复杂度为O(N^2)，其中N为节点数。
该算法适用于稠密图，即节点之间的连接较多的情况。
2.距离向量算法：距离向量算法是一种分布式算法，用于解决网络中节点之间的最短路径问题。
该算法的核心思想是，每个节点通过与相邻节点进行信息交换，更新自己的距离表，直到达到收敛，即各个节点的距离表不再发生变化。
具体步骤如下：-初始化距离表，将与自己相邻的节点的距离设置为直连距离，其他节点的距离设置为无穷大。
-与相邻节点进行距离信息的交换，更新自己的距离表。
交换的信息包括相邻节点的距离表以及其他节点当前的最短路径估计。
-通过比较相邻节点的距离表和自己的距离表，选择最短路径更新自己的距离表。
-重复以上步骤，直到各个节点的距离表不再发生变化。
距离向量算法的时间复杂度较难确定，因为每个节点的更新时间取决于网络的拓扑结构和信息交换的速度。
该算法适用于大规模网络和分布式系统，因为每个节点只需要与相邻节点交换信息。
迪杰斯特拉算法和距离向量算法是解决最短路径问题的两种常用算法。
网络算法面试题目(3篇)
第1篇一、引言随着互联网的快速发展，网络算法在计算机网络中扮演着至关重要的角色。
网络算法涉及到路由、流量控制、拥塞控制、网络协议等方面，是计算机网络领域的研究热点。
为了帮助大家更好地应对网络算法面试，本文整理了以下网络算法面试题目及其解析，希望对大家的面试有所帮助。
一、路由算法1. 题目：请简要介绍最短路径算法（Dijkstra算法）和链路状态路由算法（OSPF算法）。
解析：最短路径算法是一种用于计算网络中两点之间最短路径的算法。
Dijkstra算法是一种基于贪心策略的算法，适用于图中的节点数量较少且边的权重不大于某个值的情况。
链路状态路由算法（OSPF）是一种基于链路状态信息的路由算法，能够快速收敛并适应网络拓扑结构的变化。
2. 题目：简述BGP（边界网关协议）的工作原理。
解析：BGP是一种外部网关协议，用于在不同自治系统（AS）之间交换路由信息。
BGP通过路由策略、路由属性、路径属性等机制，实现路由信息的交换和选择。
BGP协议具有以下特点：（1）无环路由选择：BGP协议能够避免路由环路，保证网络可达性。
（2）多路径支持：BGP协议支持多条到达同一目的地的路由，通过路由策略进行选择。
（3）策略路由：BGP协议支持路由策略，实现复杂路由控制。
二、流量控制算法1. 题目：请简要介绍TCP和UDP的流量控制机制。
解析：TCP和UDP是两种常见的传输层协议，它们分别采用了不同的流量控制机制。
（1）TCP流量控制：TCP协议通过滑动窗口机制实现流量控制。
发送方根据接收方的接收窗口大小调整发送速率，确保接收方能够及时处理接收到的数据。
（2）UDP流量控制：UDP协议没有内置的流量控制机制，但可以通过外部手段实现流量控制，如NAT（网络地址转换）等。
2. 题目：简述拥塞控制算法（如慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复）。
解析：拥塞控制算法是保证网络稳定运行的重要手段。
以下为常见的拥塞控制算法：（1）慢启动：当网络出现拥塞时，发送方逐渐增加发送窗口大小，直到达到阈值。
路由算法分类
路由算法及分类路由算法及分类：1、非自适应算法，静态路由算法不能根据网络流量和拓扑结构的变化更新路由表，使用静态路由表，也称为固定式路由选择算法。
特点：简单，开销少;灵活性差。
2、自适应算法,动态路由算法可根据网络流量和拓扑结构的变化更新路由表。
特点：开销大；健壮性和灵活性好。
3、最优化原则（optimality principle）如果路由器 J 在路由器 I 到 K 的最优路由上，那么从 J 到 K 的最优路由会落在同一路由上。
4、汇集树(sink tree）从所有的源结点到一个给定的目的结点的最优路由的集合形成了一个以目的结点为根的树，称为汇集树；路由算法的目的是找出并使用汇集树。
几种典型的路由选择算法：1、最短路径路由算法（Shortest Path Routing）1)基本思想构建子网的拓扑图，图中的每个结点代表一个路由器，每条弧代表一条通信线路.为了选择两个路由器间的路由，算法在图中找出最短路径。
2）测量路径长度的方法结点数量地理距离传输延迟距离、信道带宽等参数的加权函数3）Dijkstra算法每个结点用从源结点沿已知最佳路径到本结点的距离来标注，标注分为临时性标注和永久性标注;初始时，所有结点都为临时性标注，标注为无穷大；将源结点标注为0,且为永久性标注，并令其为工作结点；检查与工作结点相邻的临时性结点，若该结点到工作结点的距离与工作结点的标注之和小于该结点的标注，则用新计算得到的和重新标注该结点；在整个图中查找具有最小值的临时性标注结点，将其变为永久性结点，并成为下一轮检查的工作结点；重复第四、五步,直到目的结点成为工作结点；2、洪泛及选择洪泛算法1）洪泛算法(Flooding）属于静态路由算法a）基本思想把收到的每一个包，向除了该包到来的线路外的所有输出线路发送。
b）主要问题洪泛要产生大量重复包.c）解决措施每个包头包含站点计数器,每经过一站计数器减1，为0时则丢弃该包；记录包经过的路径2）选择性洪泛算法（selective flooding）洪泛法的一种改进。
IP实验原理范文
IP实验原理范文首先，IP实验原理涉及到IP包的封装和解析。
在发送端，网络数据由高层协议生成应用数据，然后被传送到IP层进行封装。
IP层会在应用数据前添加一些IP头部信息，包括源IP地址、目的IP地址和协议类型等。
在接收端，IP层首先解析接收到的IP包，提取出头部信息，然后将数据传递给上层协议进行进一步处理。
其次，IP实验原理中涉及到路由选择算法。
路由选择算法是指在网络中选择合适的路径进行数据传输的算法。
IP实验原理中使用的常见路由选择算法有距离向量算法和链路状态算法。
距离向量算法是每个路由器根据自身与相邻路由器之间的距离来选择路由的算法，每个路由器根据自己的路由表决定下一跳的路由器。
链路状态算法是每个路由器通过广播自己的链路状态信息，然后根据收到的链路状态信息计算最短路径的算法。
另外，IP实验原理还涉及到IP片段和重组。
当数据包的大小超过网络的传输能力时，IP层会将数据包进行分片。
发送端将原始数据包分成多个较小的片段，并在每个片段的IP头部设置相同的标识符。
接收端在接收到片段后，根据标识符和偏移量将各个片段重新组装成原始数据包。
此外，IP实验原理还涉及到IP地址分配和转换。
IP地址分配是指为主机分配唯一的IP地址的过程，常见的方式有静态分配和动态分配。
静态分配是在网络管理员手动配置主机的IP地址，动态分配是通过DHCP （动态主机配置协议）自动分配IP地址。
IP地址转换是指在不同网络之间进行IP地址转换，常用的方式有NAT（网络地址转换）和PAT（端口地址转换）。
NAT将一个私有IP地址转换为一个公共IP地址，PAT在NAT 的基础上通过端口号来完成转换。
总之，IP实验原理是通过对IP数据包的处理和分析，实现网络设备的信息获取和运行状态的掌握。
它包括IP包的封装和解析、路由选择算法、IP片段和重组、IP地址分配和转换等多个方面。
通过研究IP实验原理，可以更好地理解和优化IP网络的工作机制。
计算机网络的路由算法
计算机网络的路由算法在计算机网络中，路由算法是用来确定数据包从源节点到目标节点的路径的一种算法。
它是实现网络通信的重要组成部分，承担着决定数据传输路线的关键任务。
本文将介绍几种常见的路由算法。
一、最短路径算法最短路径算法是一种常见且重要的路由算法。
它的目标是找到节点之间的最短路径，以最快速度将数据包从源节点发送到目标节点。
其中，迪杰斯特拉算法和贝尔曼-福特算法是两种常见的最短路径算法。
迪杰斯特拉算法（Dijkstra Algorithm）是一种广泛应用于计算机网络中的最短路径算法。
它通过计算从源节点到其他节点的最短路径，并记录路径上的节点和距离，最终找到从源节点到目标节点的最短路径。
该算法具有高效性和准确性，很好地满足了网络数据传输的需求。
贝尔曼-福特算法（Bellman-Ford Algorithm）是另一种常用的最短路径算法。
与迪杰斯特拉算法不同的是，贝尔曼-福特算法可以处理包含负权边的图。
它通过迭代地更新节点之间的距离，直到收敛为止，找到最短路径。
虽然贝尔曼-福特算法的效率较低，但其对于具有复杂网络结构的情况仍然具有重要的应用价值。
二、最优路径算法除了最短路径算法，最优路径算法也是计算机网络中常用的路由算法之一。
最优路径算法旨在找到包括最少跳数、最小延迟或最大带宽等特定需求的路径，以满足网络通信的性能要求。
例如，最小跳数算法（Minimum Hop Routing）是一种常见的最优路径算法，它通过选择路径上的最少跳数来实现数据传输。
这在实时性要求较高的应用场景中非常有用，如语音通话和视频会议等。
另外，最小延迟算法（Minimum Delay Routing）和最大带宽算法（Maximum Bandwidth Routing）也是常用的最优路径算法。
前者通过选择具有最小传输延迟的路径来实现数据传输，适用于对实时性要求较高的应用。
而后者则通过选择具有最大传输带宽的路径来实现数据传输，适用于对吞吐量要求较高的应用。
距离向量（DV）算法的问题
距离向量（DV）算法的问题上⼀篇将了DV协议的基本内容。
DV算法固然简单易懂，但应⽤于实际后，⼈们很快发现这种算法在某些特定情况下是会出现⼀些致命的问题的！在这篇⽂章中，我们来讨论下这些问题及其解决⽅法。
----------------------------------------------------------------------------------------分割线-----------------------------------------------------------------------------------选路环路（routing loop）和计数到⽆穷（count-to-infinity）当某条链接的费⽤减少时，我们称之为有⼀个“好消息”。
在⽹络中，好消息的传递往往很迅速。
例如，存在这样⼀个⽹络：某⼀时刻，Y检测到它到X的链路费⽤由4减少为1，好消息当然要告诉⼤家了，于是它更新了⾃⼰的距离向量，并通知了Z。
Z在收到Y的更新报⽂后，也更新了⾃⼰的距离向量（由5减为2），并向邻居们发送更新报⽂。
⽽后，Y⼜收到了Z的更新报⽂，但它发现并没有改变⾃⼰的最低费⽤，于是保持不变。
这样，仅仅经过了两次迭代⽹络就达到了静⽌。
好消息通过⽹络得到了迅速传播。
但是，当链路费⽤增加（甚⾄断开）时，就不会这么简单了。
我们看下⾯这个例⼦：还是X、Y、Z三个节点。
此时Y检测到它到X的路径费⽤由4增加到了60。
此时节点Z的距离向量为：d(X) = 5, d(Y) = 1, d(Z) = 0。
于是Y在更新向量时发现，咦，Z到X的距离只有5诶，那可以先到Z再到X，于是Y的距离向量更新为：d(x) = 5 + 1 = 6, d(Y) = 0, d(z) = 1。
我们可以发现，这个逻辑显然是错误的，因为Z到X的距离为5的前提是要经过Y，但Y更新后的路径⼜要经过Z，这就形成了⼀个选路环路（routing-loop）问题。
rip工作原理
rip工作原理RIP工作原理RIP是一种计算机网络协议，全称为路由信息协议（Routing Information Protocol）。
它是一种基于距离向量算法的动态路由选择协议，用于在互联网中动态地更新路由表。
本文将详细介绍RIP的工作原理。
一、RIP的基本概念1.1 路由器路由器是一种网络设备，用于将数据包从一个网络传输到另一个网络。
它通过查找路由表来确定数据包的下一个跳。
在RIP中，每个路由器都需要维护一个路由表。
1.2 距离向量算法距离向量算法是一种基于每个节点记录到其他节点的距离来计算最短路径的算法。
在RIP中，每个节点都需要记录到其他节点的距离，并根据这些距离计算出最短路径。
1.3 路由表路由表是一个存储关于网络拓扑结构和路由信息的数据结构。
在RIP 中，每个路由器都需要维护一个路由表，其中包含了到达各个目标网络所需经过的下一跳和跳数等信息。
二、RIP的工作流程2.1 RIP广播当一个路由器启动时，它会向相邻的路由器发送一个RIP广播包，以通知它们自己的存在。
这个广播包中包含了路由器的IP地址和跳数等信息。
2.2 路由表更新每个路由器都会定期向相邻的路由器发送RIP更新包，以通知它们自己到达其他网络的距离发生了变化。
当一个路由器收到更新包时，它会根据其中的信息更新自己的路由表。
2.3 距离计算在RIP中，每个节点都需要记录到其他节点的距离，并根据这些距离计算出最短路径。
当一个节点收到另一个节点发送的RIP更新包时，它会根据其中的信息重新计算到其他节点的距离，并更新自己的路由表。
2.4 路径选择当一个路由器需要将数据包从源网络传输到目标网络时，它会查找自己的路由表来确定下一跳。
在RIP中，每个路由器都会选择到目标网络最短路径上下一跳作为转发目标。
三、RIP协议特点3.1 基于距离向量算法RIP是一种基于距离向量算法的动态路由选择协议。
它通过记录到其他节点的距离来计算最短路径，并不断更新路由表。
距离向量算法
距离向量算法距离向量算法（Distance Vector Algorithm）是一种基于路由协议的网络管理方案，也称之为Bellman-Ford算法，它是一种求解最短路径问题的算法，是贝尔实验室发明的，1960年由Richard Bellman和Lester Ford Jr.首先提出。
距离向量算法是一种分布式算法，能够在无需中心化的情况下，为每个节点提供最优的路径信息，以实现网络的最佳连接。
距离向量算法使用一种分布式的路由通信机制，所有节点都可以与其他节点交换其路由表信息，即节点之间的路由路径。
该算法工作时，每个节点都拥有一张自己的路由表，记录其连接的相邻节点的路由信息，以及该节点到其他节点的开销信息。
每个节点根据路由表中的信息可以计算出到任意节点的最短路径，从而寻找到网络中数据包的最优路径。
距离向量算法的基本思想是“距离=开销”，也就是说，要找到到某节点的最短路径，最好的办法就是求出每条路径的开销，然后从所有路径中选择开销最小的路径。
因此，距离向量算法将开销定义为距离向量，将节点之间的距离用一个数字来表示，即开销值，从而可以用一个矩阵来表示一个网络中所有节点之间的距离。
距离向量算法的基本原理是：每个网络节点都会定期向相邻节点发送其路由表中的信息，接收到信息之后，每个节点都会根据自己的路由表和收到的信息，更新路由表中的信息，以实现网络的最优连接。
距离向量算法的应用：1、距离向量算法在Internet上的应用最广泛，它是Internet的IP路由协议中使用最多的算法，由RIP（路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先协议）等协议使用。
2、距离向量算法也可以用于网络安全技术，如端口扫描技术、拒绝服务攻击（DoS）、虚拟专用网（VPN）等。
3、距离向量算法还可以用于网络流量管理，如流量控制、负载均衡等技术。
4、距离向量算法还可以用于许多其他应用，如网络调度、网络优化、网络拓扑管理等。
距离向量算法具有较好的可扩展性、可维护性和可靠性，可以有效地应对复杂的网络环境。
两点间距离公式与向量
两点间距离公式与向量在数学中，两点之间的距离可以使用距离公式来计算。
假设有两个点A和B，其坐标分别为(Ax, Ay)和(Bx, By)。
根据直角三角形的勾股定理，我们可以得到以下距离公式：d = √((Bx - Ax)² + (By - Ay)²)其中d表示点A和点B之间的距离。
在计算两点间的距离时，我们可以将该问题转化为向量的运算。
向量是具有大小和方向的量，可以表示从一个点到另一个点的位移。
在二维空间中，我们可以使用向量来表示点A到点B的位移向量。
设向量AB为向量V，其坐标表示为(Vx, Vy)，则有以下关系：Vx = Bx - AxVy = By - Ay根据向量的运算规则，我们可以计算向量V的模长，即点A到点B 的距离：d = √(Vx² + Vy²)将向量的坐标代入公式中，可以得到与距离公式相同的结果。
除了计算两点之间的距离，向量还可以用于表示物体的位移、速度和加速度等概念。
通过使用向量运算，我们可以方便地进行位移、速度和加速度的计算，并且可以更好地理解这些物理概念。
在实际应用中，两点之间的距离计算和向量的应用在很多领域都有重要的作用。
例如，在地理学中，我们可以使用距离公式来计算两个地点之间的实际距离。
在导航系统中，我们可以通过计算两个坐标点之间的距离来确定最短路径。
在计算机图形学中，我们可以使用向量来进行图像的变换和旋转操作。
除此之外，距离公式和向量的概念也在数学中有着广泛的应用。
在几何学中，我们可以使用距离公式来计算两个点之间的距离，并且可以利用向量的性质来解决几何问题。
在线性代数中，向量是一种基本的数学对象，可以用于表示线性方程组和矩阵运算等。
两点之间的距离公式和向量的应用在数学和其他领域都有着重要的作用。
通过使用距离公式和向量的概念，我们可以方便地计算和理解两点之间的距离，并且可以应用于实际问题的解决中。
这些概念的掌握对于数学和科学的学习都是非常重要的。
L11距离向量路由算法(1)
计算机网络 之 探赜索隐
6
谢 谢！
5
距离向量路由算法
异步迭代:
引发每次局部迭代的因素
局部链路费用改变 来自邻居的DV更新
分布式:
每个结点只当DV变化时 才通告给邻居
邻居在必要时（其DV更新 后发生改变）再通告它们 的邻居
每个结点:
等待 (本地局部链路费用变 化或者收到邻居的DV更新)
重新计算 DV估计
如果DV中到达任一目的距 离发生改变，通告所有邻居
核心思想: 每个结点不定时地将其自身的DV估计发送给其邻居 当x接收到邻居的新的DV估计时，即依据B-F更新其自身
的距离向量估计：
Dx(y) ← minv{c(x,v) + Dv(y)} for each node y ∊ N
Dx(y)将最终收敛于实际的最小费用 dx(y)
计算机网络 之 探赜索隐
= min {2 + 5, 1 + 3, 5 + 3} = 4
重点：结点获得最短路径的下一跳, 该信息用于转 发表中！
计算机网络 之 探赜索隐
4
距离向量路由算法
Dx(y) = 从结点x到结点y的最小费用估计
x维护距离向量(DV): Dx = [Dx(y): y є N ]
结点x:
已知到达每个邻居的费用: c(x,v) 维护其所有邻居的距离向量: Dv = [Dv(y): y є N ]
在x的所有邻居v中取最小值
计算机网络 之 探赜索隐
3
Bellman-Ford 举例
5
v
2
3w
5
u2 31z源自1x 1y2
显然: dv(z) = 5, dx(z) = 3, dw(z) = 3
距离向量算法总结
距离向量算法总结1. 引言距离向量算法是一种用于网络路由的分布式算法。
它用于计算每个节点的最短路径，并以距离向量的形式将这些信息传递给邻居节点。
本文将总结距离向量算法的基本原理和工作流程，并讨论其优点和缺点。
2. 距离向量算法原理距离向量算法基于每个节点通过邻居节点获得的距离信息来计算到其他节点的最短路径。
每个节点维护一个距离向量表，其中包含到所有其他节点的距离。
节点通过交换距离向量表来更新自己的最短路径信息。
3. 工作流程距离向量算法的工作流程可以分为以下几个步骤：3.1 初始化每个节点在算法开始时都会初始化距离向量表。
本节点的距离设置为0，其他节点的距离设置为无穷大。
3.2 交换信息节点定期向邻居节点发送距离向量表。
邻居节点将接收到的距离向量表与自己的表进行比较，并更新自己的表。
如果发现更短的路径，则更新距离，然后向其他邻居发送更新后的表。
3.3 更新路径节点在接收到邻居节点的距离向量表后，将根据新的距离信息更新自己的最短路径。
如果发现更短的路径，则更新距离，并将更新后的表发送给其他邻居节点。
3.4 循环迭代节点在接收到更新后的距离向量表后，将根据新的距离信息再次更新自己的最短路径。
该过程会不断迭代，直到网络中的所有节点都收敛到最短路径。
4. 优点距离向量算法具有以下优点：4.1 分布式计算距离向量算法是一种分布式计算算法，每个节点只需要和相邻节点进行信息交换，不需要全局的网络信息。
这使得算法具有良好的可扩展性，并且能够应对动态网络拓扑变化。
4.2 简单易实现距离向量算法的原理和实现相对简单，只需要实现距离向量表的维护和信息交换即可。
它对网络协议的要求较低，能够在各种网络环境中使用。
5. 缺点距离向量算法也存在一些缺点：5.1 慢收敛距离向量算法的收敛速度相对较慢。
由于每个节点只通过邻居节点的信息更新自己的表，信息传递和计算需要多次迭代才能达到全局最短路径。
5.2 路径选择问题距离向量算法在面临多个等距路径的情况下，无法选择最短路径。
距离向量路由算法
距离向量路由算法距离向量路由算法是一种网络路由算法，它通过在网络中的各个节点之间交换距离向量信息来确定最佳的路由路径。
在距离向量路由算法中，每个节点都会维护一张距离表，其中包含到达其他节点的最短距离。
每个节点通过不断地交换距离向量信息来更新自己的距离表，并根据最短距离选择下一跳节点，从而实现数据的有效传输。
距离向量路由算法的核心思想是每个节点只知道直接连接的邻居节点的距离，而不知道整个网络的拓扑结构。
节点通过交换距离信息来逐步建立网络的全局视图，并根据这个全局视图来选择路由路径。
以下是距离向量路由算法的基本步骤：1.初始化：每个节点将自己与邻居节点的直接连接距离添加到距离表中。
2.更新距离表：每个节点周期性地向邻居节点发送自己的距离表，并接收邻居节点的距离表。
通过比较收到的距离表和当前的距离表，节点可以更新自己的距离表。
3.计算最短路径：根据距离表中的最小距离以及邻居节点的信息，计算到达每个目标节点的最佳下一跳节点。
4.更新路由信息：如果节点的距离表发生了变化，它将通知相邻节点，并将新的距离表发送给它们。
这样，整个网络中的所有节点将逐步更新自己的距离表和路由信息。
1.算法简单：距离向量路由算法的实现较为简单，计算量较小，适用于中小型网络。
2.分布式计算：每个节点只需要知道它的邻居节点的距离信息，不需要了解整个网络的拓扑结构，因此算法具有较好的可扩展性。
3.容错性：由于每个节点只知道邻居节点的信息，因此算法对网络中的部分节点故障具有一定的容错能力。
然而，距离向量路由算法也存在一些缺点，包括：1.收敛速度慢：由于节点只知道邻居节点的信息，并且信息需要通过多个节点传播，因此算法的收敛速度较慢，可能存在路由环路和震荡的问题。
2.算法复杂度高：在大规模网络中，距离向量路由算法需要不断地交换距离向量信息，导致算法的复杂度较高，可能会对网络性能产生负面影响。
3.不适用于复杂网络：距离向量路由算法对于具有复杂拓扑结构的网络，如有多个入口和出口的网络，可能无法获得最佳的路由路径。
平面向量的距离运算
平面向量的距离运算平面向量是平面上的一个有大小和方向的量，可以用有向线段来表示。
在平面上，我们经常需要计算向量之间的距离。
本文将介绍平面向量的距离运算及其应用。
一、向量的距离定义向量的距离是指两个向量之间的最短距离。
在平面上，我们可以通过求解两个向量的差向量的模来计算向量的距离。
二、向量的模向量的模是指向量的长度或大小。
在平面向量中，我们可以通过勾股定理来计算向量的模。
设向量a=(a1,a2)，则其模为|a|=√(a1^2+a2^2)。
三、向量的距离计算1. 两个向量的距离公式设向量a=(a1,a2)，向量b=(b1,b2)，则向量a和向量b之间的距离为d=|a-b|=√((a1-b1)^2+(a2-b2)^2)。
2. 两个点的距离公式如果给定两个点A(x1,y1)和B(x2,y2)，可以将点A和点B分别表示为向量a=(x1,y1)和向量b=(x2,y2)，则点A和点B之间的距离可以通过向量的距离公式来计算。
四、向量的距离应用向量的距离运算在几何学中有广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 空间几何中的距离计算向量的距离运算在空间几何中也有应用。
在三维空间中，我们可以通过向量的坐标表示来计算两点之间的距离。
2. 向量的相似度计算在机器学习领域，我们常常需要计算两个向量之间的相似度。
向量的距离可以作为一种度量两个向量相似度的方法。
3. 地图导航中的路径规划在地图导航中，我们通常需要计算两个地点之间的最短路径。
通过将地点表示为向量，我们可以利用向量的距离公式来计算最短路径。
4. 图像处理中的特征提取在图像处理中，我们可以将图像表示为向量，通过计算向量之间的距离来提取图像的特征。
常见的方法包括欧氏距离、曼哈顿距离等。
五、总结平面向量的距离运算是计算两个向量之间的最短距离。
通过向量的差向量的模来计算向量的距离，可以应用于空间几何、机器学习、地图导航和图像处理等领域。
在实际应用中，我们可以根据具体的问题选择合适的距离计算方法，以获得更准确的结果。
计算机网络中的网络拓扑优化算法
计算机网络中的网络拓扑优化算法网络拓扑优化算法在计算机网络中起着至关重要的作用。
网络拓扑是指网络中各个节点之间连接的结构，而网络拓扑优化算法则是为了提高网络性能、减少传输延迟和提高带宽利用率而设计的一类算法。
本文将介绍一些常见的网络拓扑优化算法，并分析它们的原理和应用。
1. 最小生成树算法最小生成树算法是指在一个连通图中，找出连接节点的最短路径的算法。
在网络拓扑中，也可以通过最小生成树算法来优化网络结构。
例如，Prim算法和Kruskal算法都可以用来构建最小生成树。
Prim算法是一种贪心算法，它从图中的一个节点开始，逐渐扩展最小生成树，直到包含所有节点。
算法的核心思想是每次选择与当前生成树距离最近的节点，直到所有节点都被纳入生成树中。
Kruskal算法则是一种基于边的算法，它按照边的权值从小到大的顺序选择边，当选中的边不构成环时，纳入生成树中。
这两种算法在网络拓扑中的应用可以帮助我们找到较短的路径，优化网络传输。
2. 路由算法路由算法是计算机网络中常见的一种拓扑优化算法。
它决定了数据包从源节点到目标节点的传输路径。
常见的路由算法有距离矢量路由算法和链路状态路由算法。
距离矢量路由算法（Distance Vector Routing）也称为Bellman-Ford 算法，它采用迭代的方式来找到最短路径。
每个节点维护一个距离向量表，表中记录了从该节点到其他节点的最短距离。
链路状态路由算法（Link State Routing）则采用全局信息来计算最短路径。
每个节点都会广播自己的连接状态信息给整个网络，然后通过Dijkstra算法计算出最短路径。
路由算法在网络中起到了决定性的作用，不仅可以优化网络拓扑结构，还可以根据网络状况实时调整传输路径，提高网络的性能和稳定性。
3. 负载均衡算法负载均衡算法是一种用来分配网络流量的拓扑优化算法，它可以将网络流量均匀地分配到多个服务器或节点上，以达到提高带宽利用率和减少单个节点负载的目的。
rip协议的工作原理及过程
rip协议的工作原理及过程
RIP协议是一种路由协议，用于在网络中选择最优路径。
它使用距离向量算法来确定路径，并通过定期交换路由表信息来维护网络拓扑。
RIP协议的工作原理是将整个网络划分为多个区域，每个区域有一个路由器作为区域的边界路由器。
当一个路由器收到一个数据包时，它会查找它的路由表并将数据包发送到最近的边界路由器。
RIP协议的过程包括以下步骤：
1. 路由器之间交换路由表信息。
当一个路由器加入网络或者网
络拓扑发生变化时，它会向相邻的路由器发送更新信息。
这些更新信息包括路由器的IP地址、目标网络的IP地址、距离和下一跳路由器的IP地址。
2. 计算最短路径。
当一个路由器收到更新信息时，它会将这些
信息添加到它的路由表中，并根据距离向量算法计算到达目标网络的最短路径。
最短路径是指从当前路由器到达目标网络所需的跳数。
3. 更新路由表。
如果一个路由器发现到达目标网络的路径有改变，它会更新自己的路由表，并将这些信息发送给相邻的路由器。
这样，整个网络中的路由器都会更新自己的路由表，以反映最新的网络拓扑。
4. 定期更新路由表信息。
RIP协议会定期发送路由表信息，以
确保整个网络中的路由器都有最新的路由表信息。
默认情况下，RIP
协议每30秒发送一次更新信息。
总之，RIP协议是一种简单且易于实现的路由协议，它使用距离向量算法来计算最短路径，并通过定期交换路由表信息来维护网络拓扑。
数据网络原理复习题
陕西移动岗位认证课程2.3.10《数据网络原理》复习题及答案一、选择题（单项）1、千兆以太网的IEEE标准是（D ）A. 802.3B. 802.2C. 802.3uD. 802.3z2、以太网交换机端口A配置成10/100M自协商工作状态，与10/100M自协商网卡连接，自协商过程结束后端口A的工作状态（D）A. 10M半双工B. 10M全双工C. 100M半双工D. 100M全双工3. 以太网交换机端口A配置成10/100M自协商工作状态，与100M共享式集线器（HUB）连接，自协商过程结束后端口A的工作状态（C）A. 10M半双工B. 10M全双工C. 100M半双工D. 100M全双工4. 下列关于VLAN的描述中，错误选项为（C ）A. 一个VLAN形成一个小的广播域，同一个VLAN成员都在由所属VLAN确定的广播域内B. VLAN技术被引入到网络解决方案中来，用于解决大型的二层网络面临的问题C. VLAN的划分必须基于用户地理位置，受物理设备的限制D. VLAN在网络中的应用增强了通讯的安全性5．关于二层交换机的说法不正确的是（B ）A. 不同VLAN之间不能通信B. 传统的二层交换机网络是一个广播域，支持VLAN的二层交换机也是如此C. 不同VLAN之间的通信必须要通过路由D. 在传统的二层交换机中，交换机仅根据MAC地址进行帧的选路和转发6. 对于引入VLAN的二层交换机，下列说法不正确的是（D ）A. 任何一个帧都不能从自己所属的VLAN被转发到其他的VLAN中B. 每一个VLAN都是一个独立的广播域C. 每一个人都不能随意地从网络上的一点，毫无控制地直接访问另一点的网络或监听整个网络上的帧D. VLAN隔离了广播域，但并没有隔离各个VLAN之间的任何流量7. 下面哪种设备可以解决过量的广播流量问题（A ）A. 三层交换机B. 集线器C. 网桥D. 中继器8. 一个三层交换机收到数据报后首先进行的操作是（C ）A. 发送ARP请求B. 上送CPU查找路由表获得下一跳地址C. 根据数据报文中的目的MAC地址查找MAC地址表D. 用自己的MAC地址替换数据报文的目的MAC地址9. 三层交换机比路由器效率高的主要原因说法正确的是（A ）A. 路由器在每一个IP报文的转发中都要经过软件查找路由确定转发路径B. 三层交换机不需要查找转发路径C. 三层交换机的VLAN功能隔离了广播报文使得效率提高D 三层交换机不需要报文分片处理，因此效率提高10. 三层交换机比路由器经济高效，但三层以太网交换机不能完全取代路由器的原因说法正确的是（D ）A. 路由器可以隔离广播风暴B. 路由器可以节省MAC地址C. 路由器可以节省IP地址D. 路由器路由功能更强大，更适合于复杂网络环境11. 广播风暴是如何产生的（ B）A. 大量ARP报文产生B. 存在环路的情况下，如果端口收到一个广播报文，则广播报文会增生从而产生广播风暴C. 站点太多，产生的广播报文太多D 交换机坏了，将所有的报文都广播12. 下面哪个不是生成树的优点（ D）A. 生成树可以管理冗余链路，在链路发生故障时可以恢复网络连接B. 生成树可以防止环路的产生C. 生成树可以防止广播风暴D. 生成树能够节省网络带宽13. 下面哪个标准描述了生成树协议（ C）A. 802.1JB. 802.1XC. 802.1DD. 802.1P14. 以下关于网桥设备描述不正确的是（D ）A. 传统以太网试图通过网桥设备来分隔主机，从而减少碰撞的发生B. 在网络规模较大的情况下，HUB比交换机通常更容易成为网络传输的瓶颈C. 网桥不能解决网络广播报文的泛滥问题D. 网桥可以解决网络广播报文的泛滥问题15. 在应用层的各协议中（ A ）协议提供文件传输服务A. FTPB. TELNETC. WWWD. ping16 为了确定网络层数据包所经过的路由器的数目，应该是用什么命令？(C)A. pingB. arp -aC. tracertD. telnet17. 第一次对路由器进行配置时，采用哪种配置方式：(A)A. 通过CONSOLE口配置B 通过拨号远程配置C. 通过TELNET方式配置D. 通过FTP方式传送配置文件18. 一个包含有多厂商设备的交换网络，其VLAN中Trunk的标记一般应选(A)A. IEEE 802.1qB. ISLC. VLTD. 以上都可以19. 要从一台主机远程登录到另一台主机，使用的应用程序为（ C ）A. HTTPB. PINGC. TELNETD. TRACERT20. SNMP工作于（ E ）A. 网络层B. 传输层C. 会话层D. 表示层E. 应用层21 （ C ）为三次握手协议，其特点是，只在网络上传输用户名，而并不传输用户口令，因此它的安全性较高A. PAPB. IPCPC. CHAPD. RADIUS22. （ C ）是一个网络层的协议，它提供了错误报告和其它回送给源点的关于IP数据包处理情况的消息A. TCPB. UDPC. ICMPD. IGMP23. PING某台主机成功，路由器应出现（D ）提示A. TimeoutB. UnreachableC. Non-existent addressD. Relay from 202.38.160.2…….24. 以太网是（ A ）标准的具体实现A.802.3B.802.4C.802.5D.802.z25. IEEE组织制定了（ C ）标准，规范了跨交换机实现VLAN的方法A. ISLB. VLTC. 802.1qD.802.326. 应用程序PING发出的是（ C ）报文A. TCP请求报文B. TCP应答报文C. ICMP请求报文D. ICMP应答报文27. DNS工作于（ E ）A. 网络层B. 传输层C. 会话层D. 表示层E. 应用层28. IP协议的特征是（ B ）A. 可靠，无连接B. 不可靠，无连接C. 可靠，面向连接D. 不可靠，面向连接29. 通常以太网采用了（D ）协议以支持总线型的结构。
距离矢量算法解析
距离矢量算法的核心思想是利用邻居节点的 信息来更新路由表，并选择最佳路径。
距离矢量算法的应用场景
互联网
企业网络
距离矢量算法广泛应用于互联网中的路由协议， 如BGP（边界网关协议）和RIP（路由信息协 议）。
在企业网络中，距离矢量算法可用于构建内 部路由协议，以优化数据包的传输路径。
物联网
在物联网环境中，距离矢量算法可用于设备 之间的通信和数据传输，以确保数据能够高 效地到达目的地。
距离矢量算法解析
目录
• 引言 • 距离矢量算法的基本原理 • 距离矢量算法的实现细节 • 距离矢量算法的优缺点 • 距离矢量算法的改进与扩展 • 距离矢量算法的实际应用案例
01
引言
什么是距离矢量算法
距离矢量算法是一种路由协议，用于在计算 机网络中确定数据包从源到目的地的最佳路 径。
该算法通过交换路由信息来计算路径，并使 用度量值（如跳数、带宽、延迟等）来确定 最佳路径。
支持多种路由协议。
安全性较高。
物联网中的距离矢量路由协议
• 原理：物联网中的设备通常资源受限，因此距离矢量路由协议 需要针对这些设备的特性进行优化，如减小路由表大小、降低 通信开销等。
物联网中的距离矢量路由协议
特点 适用于资源受限的设备。
需要考虑能耗和实时性。
物联网中的距离矢量路由协议
适用于多种通信协议和拓扑结构。
路由协议的特性
距离矢量算法具有可扩展性、灵活性 、快速收敛等特点，适用于大规模网 络。
路由协议的参数
常见的参数包括跳数、带宽、延迟、 可靠性等，这些参数用于评估路径议的性能优化方法
通过减少路由器的资源消耗、提高路由收敛速度、降低路由 信息交换的开销等手段来优化距离矢量算法的性能。
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距离向量路径选择的举例
考虑 一条DV 信息的传递
节点 2 向 3, 5, 和 6发信 节点 6 建立到节点 2的路由，距离是 8
later, 3 发送信给 6 6 改变路径，把 3 作为它通向2 的下一个节点
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链路状态路径选择
克服了 DV 的不稳定性 一对交换机定期执行
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组装一个广域网
在每个地点放置一台或多台包交换机 互连这些交换机
– 用LAN技术来处理 本地连接 – 用租用数字电路来进行长距离连接
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广域网的图示
互联的程度的取决于
– 通信量的估算 – 可靠性需求
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存储和转发
包交换机的基本模式 分组报文-packet
从自身为源节点开始 向外扩散 在每一步
– 找到满足如下条件的节点 u
没考虑过的 最靠近源节点
– 计算
从 u 到每个相邻节点 v 的距离 如果距离较短, 则使从 u 开始的路径经过 v
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Dijkstra’s 算法的计算结果
举例： 从节点 6 开始的路径
点到点的长距离连接
Packet switches：包交换机
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包交换机
是一种硬件设备 用于连接
– 其他包交换机 – 计算机
转发数据包 利用地址机制
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包交换机图示
是一个专用计算机，具有
– 中央处理器 – 存储器 – I/O接口 – 固件
路由表缩水 (缺省)
缩水后能提高查找的效率
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广域网中的路由选择
通过增加交换机可以扩大广域网的容量
– 内部交换机：不连接计算机 – 外部交换机：直接连接计算机
路由表必须保证其有效性
– 通用路由：必须包含到每个可能目的地的下一跳路由 – 最佳路由：到达指定目的地的下一跳必须指向到达目
最小权路径的说明
图中边上的标记代表了节点间的距离 距离度量
– 地理长度 – 经济价值 – 容量的倒数
图中由深色描绘的是从 4 到 5的最短路径
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计算最短路径的算法
距离向量 (DV)
– 交换机相互交换路由表中信息
链路状态
– 交换机相互交换链路状态信息
这两种方法在实际应用中都有使用
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对广域网寻址的图示
地址被编码成整形（由两部分组成）
– 高字节是交换机的序号 – 低字节是计算机的序号
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下一跳转发
由包交换机执行 使用路由表 路由表给出下一跳地址：注意！，只有一个，而非一串！
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路由表缩写
多条表目指向同一个转向地址
– 测试它们之间的链路 – 传播链路状态信息
交换机
– 接受状态信息 – 计算新的路由 – 使用 Dijkstra’s 算法
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链路状态信息举例
假设节点 2 和3
– 测试它们之间的链路 – 传播信息
每个节点
– 接受信息 – 需要的话重新计算路由
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距离向量法的直觉理解
Let
– N ：送出路由信息的相邻节点 – V ：点对信息中的终点信息 – D ：点对信息中的距离信息 – C ： D ＋到发送点的距离
如果不存在到 V 的本地路径，或本地路径的代价高于C,
就建立一条路径，其下一跳为 N，距离9/12/19
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距离向量
相邻交换机周期的、双向交换信息 交换信息时, 交换机发送
– 点对列表 – 每一点对形如 (终点, 距离)
接受方
– 把列表中的信息和本地路由表中的相比较 – 如果存在更好的路径则改变列表中的信息
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距离向量算法
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图
– 节点：交换机 – 边：连接 (由点对 (src, dst)表明 )
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使用缺省路由
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最短路径的计算
来自图论中的算法 没有中心机构 (分布式计算) 每台交换机
– 必须了解到每一个目的地的路由 – 只可和与它直接连接的邻居进行通讯
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Dijkstra’s 最短路径算法
输入
– 边上标有权的图 – 节点, n
输出
– 从 n 到每个节点的最短路径 – 每条路径的权重
称为最短路径优先 (Shortest Path First ，SPF)
算法
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Dijkstra’s 算法
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算法的直观理解
– 到 3, 下一节点 = 3, 权值= 2 – 到 2, 下一节点 = 3, 权值= 5 – 到 5, 下一节点 = 3, 权值= 11 – 到 4, 下一节点 = 7, 权值= 8
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早期的广域网技术
ARPANET
– 分组报文交换，曾在历史上占有很重要的地位 – 在发明时以高速著称, 以现在的标准来看则很慢
前一课
跨越长距离提供数字通信的技术 通过本地回路给用户提供数字通信的技术
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本课
利用这些基础技术来构建分布在较大区域内的网 络
动机
– 连接多台计算机：规模很大 – 跨越很长的地理长度 – 交互的公众道路
街道 建筑物 铁路
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WAN的基本构建单元
– 从源计算机中发出 – 在交换机之间转发 – 抵达目的地
交换机-switch
– 在存储器中存储分组报文 – 检查分组报文的目的地址 – 把分组报文发送到目的地
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广域网中的物理编址
基本要求
– 每台计算机一个唯一的地址 – 高效转发
地址由两部分组成
– 包交换机的编号 – 与之相连的计算机的编号
的地的最短路径。
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路由表信息的来源
手工
– 人工生成路由表 – 在规模较小的网络中很有用 – 在路由不会改变的网络中也十分有用
自动生成
– 由软件生成/更新路由表 – 这种方式在大型网络中是必需的 – 当发生错误时，它可改变路由
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路径选择和图论的关系