第十六讲 网络层之二：路由选择算法
计算机网络网络层路由算法
计算机网络网络层路由算法网络层是计算机网络中的一个重要层次，负责提供节点之间的数据传输服务。
网络层的核心任务是进行路由选择，即根据不同的路由算法选择最佳的路径来传输数据包。
本文将介绍常见的几种网络层路由算法，并对其进行分析和比较。
1.静态路由算法静态路由算法是指路由表在网络建立之初静态地配置好，不会随着网络的变化而改变。
常见的静态路由算法有默认路由、固定路由和策略路由等。
静态路由算法的优点是简单易懂，配置方便，适用于网络规模不大且变动较少的场景。
但是缺点是无法适应网络拓扑的变化，不利于负载均衡和故障恢复。
2.距离向量路由算法距离向量路由算法是一种分布式路由算法，具有良好的自适应性和容错性。
每个节点只知道与其相邻节点的距离，通过交换距离向量表来实现路由选择。
常见的距离向量路由算法有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）等。
距离向量路由算法的优点是实现简单，计算量小。
但是缺点是不能解决环路问题和计数到无穷问题，容易产生路由震荡。
3.链路状态路由算法链路状态路由算法是另一种分布式路由算法，采用全局信息来计算最佳路径。
每个节点需要发送链路状态信息给其他节点，并根据收到的信息构建全局拓扑图，再利用迪杰斯特拉算法等来计算最短路径。
常见的链路状态路由算法有OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）等。
链路状态路由算法的优点是计算准确，能够解决路由环路和计数到无穷问题。
但是缺点是占用较大的计算和存储资源，并且对网络中的链路状态信息要求较高。
4.路径向量路由算法路径向量路由算法是一种结合链路状态和距离向量的路由算法。
每个节点维护到其他节点的路径向量表，并通过交换路径向量表来更新路由信息。
常见的路径向量路由算法有BGP（Border Gateway Protocol）等。
计算机网络中的路由选择算法
计算机网络中的路由选择算法计算机网络是由许多相互连接的计算机组成的系统，这些计算机之间需要进行通信才能完成相应的任务。
路由选择算法是计算机网络中的核心算法之一，它是决定将数据从一个网络节点传送到另一个网络节点的基础。
路由选择算法的作用就是找到从源节点到目的节点的最佳路径。
1. 路由选择算法的作用路由选择算法是计算机网络中最重要的算法，它的作用是将数据从源节点传输到目的节点。
在计算机网络中，不同的节点之间可能有多个路径可供选择，每个路径的传输速度也不同，路由选择算法的作用就是找到最佳的路径。
2. 常用的路由选择算法2.1 静态路由选择算法静态路由选择算法是一种固定的路由选择算法，它的路径是固定的，不会根据网络条件变化而改变。
这种算法比较简单，可以用于小型的网络，但是在大型的网络中使用会产生问题。
2.2 动态路由选择算法动态路由选择算法是一种根据网络条件实时调整的算法，它可以根据网络拓扑、网络流量等情况进行动态调整，从而找到最佳路径。
动态路由选择算法比静态路由选择算法更加灵活，适合用于大型的计算机网络。
2.3 链路状态路由选择算法链路状态路由选择算法是一种基于每个节点了解整个网络的拓扑和延迟信息，通过 Dijkstra 算法计算得到最短路径。
链路状态路由选择算法的算法复杂度较高，但是可以得到最优解。
链路状态路由选择算法适用于小型的网络，由于算法复杂度较高，无法用于大型的复杂网络中。
2.4 距离向量路由选择算法距离向量路由选择算法是一种基于每个节点了解相邻节点的距离信息，通过 Bellman-Ford 算法计算得到最短路径。
距离向量路由选择算法的算法复杂度较低，但是容易出现局部最优解。
距离向量路由选择算法适用于复杂的大型网络中。
3. 路由选择算法的应用路由选择算法在计算机网络中有着广泛的应用，它可以保证数据从源节点到目的节点的快速传输。
在实际应用中，如果路由选择算法不合理，将会导致网络拥堵、数据丢失等问题。
路由选择算法PPT课件
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后继结点向量 S i
s i1
Si
si2
s
iN
S kj i
使每个结点[dki dij]最小
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如下图1所示网络，图2是更新前结点1的路由 表
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1、路由表中给出了结点1的两个向量 D
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路由（径）选择——根据一定的原则和算 法在所有传输通路中选择一条通往目的结点的 最佳路径。
路由选择算法——路由选择过程中采用的 策略。
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路由选择算法分类
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1、根据能否适应通信量和拓扑结构变化
非自适应（静态路由）：可靠性差、简单
自适应（动态路由）：实现复杂、可靠性高— —实用
路由选择及其算法
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通信子网为网络源节点和目的节点提供了 多条传输路径的可能性。网络节点在收到一个 分组后，要确定向一下节点传送的路径，这就 是路由选择。在数据报方式中，网络节点要为 每个分组路由做出选择；而在虚电路方式中， 只需在连接建立时确定路由。确定路由选择的 策略称路由算法。
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Mi nd1 33
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计算 d15 最小值
1 2 3 5 1 2 4 5 1 3 5 1 4 5
Mi nd1 52
d15 d12 d23 d35 6 d15 d12 d24 d 45 5 d15 d13 d35 6 d15 d14 d45 2
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例：
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一旦结点C与结点E之间断开，则结点C向结 点A反馈信息，通过其他路径进行通信。
路由选择的原理
路由选择的原理路由选择是指在计算机网络中，根据特定的算法和策略来确定数据包从源主机到目的主机的路径选择。
路由选择的原理可以通过下面的内容来解释。
1. 距离矢量路由选择（Distance Vector Routing）：- 每个路由器根据自己所知道的到达目的地的最短路径距离发送更新信息。
- 路由器之间以周期性、递增的方式交换距离矢量信息，直到达到稳定状态。
- 路由器通过比较邻居的距离矢量信息以及加入整个网络的信息，选择最佳路径。
2. 链路状态路由选择（Link State Routing）：- 每个路由器将自己相连的链路状态信息广播给整个网络。
- 路由器通过收集来自邻居的链路状态信息以及自身的链路状态信息，在路由计算中构建网络的拓扑图。
- 根据拓扑图，每个路由器使用最短路径优先算法（如Dijkstra算法）来确定最佳路径。
3. 路由选择算法（Routing Algorithms）：- 数据包根据特定的路由选择算法在网络中传输。
- 常见的路由选择算法包括最短路径优先算法、距离矢量算法、链路状态算法等。
- 这些算法根据网络的特性、需求和性能考虑，选择最佳的路径来传输数据。
4. 路由选择策略（Routing Policies）：- 路由管理员通过制定特定的路由选择策略来影响路由选择过程。
- 路由选择策略可以基于多种因素，如路由器的负载、链路的带宽、成本等来选择路径。
- 通过调整路由策略，可以优化网络的性能、提高安全性等。
总的来说，路由选择是根据路由选择算法和策略来确定数据包的最佳路径。
这是一个根据网络状况、拓扑结构、需求等因素进行决策的过程，以确保数据能够快速、安全地传输到目的地。
计算机网络中的路由选择算法分析
计算机网络中的路由选择算法分析随着计算机网络的快速发展和广泛应用，路由选择算法作为网络通信中的重要组成部分，对于网络的性能和效率起着至关重要的作用。
本文将分析计算机网络中常用的三种路由选择算法，分别是距离向量路由算法、链路状态路由算法和路径矢量路由算法。
距离向量路由算法是最早出现的一种路由选择算法，也被称为贝尔曼-福特算法。
该算法以每个节点为单位，通过交换节点之间的距离向量，以确定最佳路由路径。
距离向量路由算法的主要思想是根据节点之间的距离，在整个网络中找到最佳路径。
每个节点通过与邻居节点交换路由信息，并计算出到达目标节点的最小距离，这样就能确定路径的选择。
然而，距离向量路由算法由于其需要周期性地广播整张路由表，容易造成网络拥堵和路由信息的收敛延迟。
此外，距离向量路由算法没有考虑到链路的质量和拥塞情况，因此在大型网络中的效果较差。
链路状态路由算法被广泛应用于大型计算机网络中，它通过收集网络中各个节点链路的状态信息，计算出整个网络的最优路径。
链路状态路由算法的核心思想是每个节点都维护一个链路状态数据库，记录了网络中所有节点的链路状态信息，并通过链路状态广播协议将信息传递给其他节点。
每个节点将收到的链路状态信息进行计算，更新自身的路由表，并选择最佳路径。
这种算法具有更好的网络收敛速度和路由选择能力，且能够适应网络拓扑的动态变化。
然而，链路状态路由算法的计算复杂度较高，占用大量的计算和存储资源，在中小型网络中应用相对较少。
路径矢量路由算法是距离向量和链路状态算法的结合，通过将距离向量和路由向量进行结合，既考虑到节点之间的距离，也考虑到链路的状态信息。
路径矢量路由算法中的每个节点维护一个路由向量，记录了到达目标节点的最佳路径和距离。
路由向量中的每个条目包含两个部分：下一跳和距离。
下一跳是指到达目标节点的下一个节点，而距离表示到达目标节点所需的代价。
这种算法的主要优势是相对于距离向量算法，其收敛速度更快，并且相对于链路状态算法，其计算复杂度更低。
路由选择算法分析
该方法常用于军事网络等强壮性很高的场合， 即使有节点被破 坏，只要在源节点和目的节点之间存在一条线路，扩散路径算法仍能 保住数据的可靠传输。 这种方法也可以用来测试网络的最短路径已经 最短传输延迟测试。 无线网络中也广泛使用扩散路径法，使得位于一 个站无线覆盖范围中所有的站都能接收到该站的信息。
人格尊严，这种压抑心理如果长时间得不到释放, 就可能发展为明显 的对城里人的仇视和敌意（康来云，2004 ）。 体育参与具有教育和约束
人类规范等功能，同时，较多数量的体育参与时间可以占领外来人口 子女较多的闲暇时间，使潜在越轨和犯罪者能用与越轨和犯罪的时间 减少；外来人口人均体育投入越多，越轨、犯罪率越低。 同时，体育活动 的参与，还可以培养外来人口学生自强不息、奋斗拼搏的进取精神，它 可以迁移到人们生活的其他领域。 而如果我们放任这些外来人口子 弟，让他们缺少学习和进行体育活动的环境，只会越来越将他们边缘 化，也会让他们在幼小的心灵里，烙下不公平的印象，而扭曲他们的心 灵，从而留下隐患。
者父母面前大多是非常友善，非常听话的人，为什么到了城市后变得 如此残忍？ 很大程度是因为首先他们学历层次非常低，很多连小学都 没有毕业，来到城市后缺乏求生技能；其次则是乡村与城市巨大的落 差；还有就是城市对外来人口的排斥。 越来越大的贫富差距，城市和农 村之间的差距越拉越大的现实，导致很多社会问题的产生。 对于社会 其他阶层来说，坐视弱势群体的利益受损而无动于衷的话，是相当危 险的举动。 这最弱势的一群在被剥夺殆尽之后，很容易转化为最无畏、 最危险的一群。 事实上，任何一个国家如果不能对国家中最弱势的群 体利益加以维护的话，都无助于社会的稳定，与和谐社会的建立。 根据 康来云的研究，绝大多数外来人口工作环境封闭，这种封闭的工作圈 子限制了他们的视野，影响了他们的认知水平，使得许多外来人口虽
计算机网络网络层路由算法PPT课件
精选课件
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广播路由
同时给全部的目标地址发送一个 数据包称为广播
扩散法。
多目标路由：每个数据包含一组 目标地址，经过路由器，针对目 标选路，目标分散
逆向路径转发（reverse path forwarding)
沿汇集树（sink tree）生成树
类似的值。
假设使用延迟作为距离度量，并且路由器知道他到 每个邻居的延迟。每隔T秒每个路由器向他的每个 邻居发送一个表，该表记录了它到每个目标的延迟， 同时它也从邻居那里收到一个类似的表。
精选课件
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交换距离信息更新路由表示例
精选课件
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无穷计算问题
A BCD E
A BCD E
∞∞∞ 1 ∞∞ 12∞ 123 123
reverse routes.
路径维护
每个节点周期性的广播一个 HELLO消息并期望它的邻居 做出回应，如果回应没有到 来说明消息广播者已经知道 它的邻居已失效或离开接收 范围，因而不再跟自己有连 接。这些信息用来清除掉那 些不再有效的消息。
精选课件
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在最近的T时间内曾经给它发送 过到达该目标的邻居—该目标的 活动邻居
（a）
∞ 初始时
1
∞ 第1次交换后 3
∞ 第2次交换后 3 ∞ 第3次交换后 5
4 第4次交换后 5
7
7
∞
23 23 43 45 65 67 8... 7 ∞∞
（b）
4 初始时 4 第1次交换后 4 第2次交换后 4 第3次交换后 6 第4次交换后 6 第5次交换后 8 第6次交换后
∞
问题的核心在于当X告诉Y自己有一条通往某个地方的路径
路由选择算法分类
路由选择算法分类路由选择算法是指在计算机网络中，根据一定的策略选择最佳的路由路径，以实现数据包的传输。
根据不同的策略和算法，路由选择算法可分为静态路由选择算法和动态路由选择算法。
静态路由选择算法是指在网络中，路由器的路由表是静态配置的，不会根据网络拓扑的变化而自动更新。
常见的静态路由选择算法有默认路由、静态路由和策略路由等。
默认路由是指当路由表中找不到与目标地址匹配的路由条目时，将数据包发送到默认网关进行转发。
默认路由的配置简单，适用于规模较小的网络环境。
但是，由于所有数据包都经过默认网关，容易造成网络拥堵和单点故障。
静态路由是指管理员手动配置路由器的路由表。
管理员需要根据网络拓扑和流量情况，手动配置每个路由器的路由表，以确保数据包能够按照预期的路径进行转发。
静态路由的配置灵活，适用于稳定的网络环境。
但是，随着网络规模的增大，静态路由的配置工作量将会变得非常繁重，且不易应对网络拓扑的变化。
策略路由是指根据不同的策略选择最佳的路由路径。
策略路由可以基于源地址、目标地址、服务类型等多个因素进行路由选择。
管理员可以根据网络需求和优先级，通过配置策略路由来实现更灵活的路由选择。
策略路由的配置复杂，但可以根据实际需求灵活调整路由路径，提高网络性能和可靠性。
动态路由选择算法是指路由器根据网络拓扑和链路状态信息，自动计算最佳的路由路径。
常见的动态路由选择算法有距离向量路由选择算法和链路状态路由选择算法。
距离向量路由选择算法是一种分布式的路由选择算法，每个路由器根据相邻路由器发送的路由信息，计算到达目标地址的最短路径。
距离向量路由选择算法使用了距离向量（即距离和下一跳路由器）来描述路由信息。
常见的距离向量路由选择算法有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）。
链路状态路由选择算法是一种集中式的路由选择算法，每个路由器需要向网络中的其他路由器发送链路状态信息，并计算最短路径树。
计算机网络原理 路由算法
计算机网络原理路由算法网络层的主要功能是将分组从源计算机通过所选定的路由送到目标计算机中。
在大多数子网中，分组需要经过多次转发才能到达目的地。
广播式网络是惟一一个值得指出的例外，但即使是在广播式网络中，如果源机器和目标机器不在同一个网络中，仍然有路由选择的问题。
路由选择算法及其使用的数据结构是网络层设计主要的内容。
路由算法（Routing Algorithm）是网络层软件的一部分，它负责确定所收到的分组应该被传送的线路。
如果子网内部采用数据报，那么路由器需要对每一个收到的数据分组重新作路由选择，因为对第一个分组来说，上次选择的最佳到达路径可能已被除改变。
但是，如果子网内部采用虚电路，当建立健一条新的虚电路时，仅需要作一次路由选择，以后，数据分组就在这条已经建立的路径上传递。
后一种情况有时又称作会话路由选择（Session Routing），因为在整个用户会话过程中，传输路径必须保持有效（例如终端上的登录会话或文件传输期间）。
不管是针对每个分组单独地选择路由，还是只有建立新连接的时候才选择路由，我们总希望路由选择算法中具有这些特性：正确性、简单性、健壮性、稳定性、公平性和最优性。
正确性和简单性不需要多加解释，但对健壮性的要求则并不显然。
一旦一个重要的网络投入运行，它有可能需要连续无误的运行数年。
在这期间，将会出现各种各样的硬件和软件错误。
主机、路由器和线路可能会增加或撤除，网络拓扑结构也可能会发生多次变化。
路由选择算法应该能够妥善处理拓扑结构和流量的变化，而不会使所有主机都停止工作，并且每当某台路由器崩溃时，不需要重新启动该网络。
稳定性也是路由选择算法的一个重要目标。
有些路由算法不管运行了多长时间，都不可能会趋于平衡。
一个稳定的算法则会使其达到平衡，并且保持平衡状态不变。
公平性和最优性是显而易见的，但它们又通常是相互矛盾的。
路由算法可以分成两大类：非自适应的和自适应的。
非自适应的算法（Nonadaptive Algorithm）不会根据当前测量或者估计的流量和拓扑结构来做路由选择。
网络层的路由算法概述
⽹络层的路由算法概述概念什么是转发？分组到达, 取出⽬标地址,查看转发表, 将分组转发出去⼀个节点的局部操作什么是转发表？转发表的每⼀⾏必须包含从要到达的⽬的⽹络，到输出端⼝和某些MAC地址信息（如下⼀跳以太⽹地址）的映射。
什么是路由？根据分组中包含的信息（⽬标地址）找到转发路径，是建⽴路由表的过程，要使⽤路由算法数据报的路由每⼀个到达的分组虚电路的路由建⽴虚电路时会话路由：会话期间，⼀直保持什么是路由表？⽹络号到下⼀跳 (IP addresses)不同于数据链路层转发表的格式不同转发表的更新⽅法不同回忆⼀下数据链路层是啥样⼦的呢？转发表⽬标的物理地址和转发的端⼝号表的更新⼿⼯配置反向学习MAC Port#⽽⽹络层是这样的：转发表⽬标⽹络到下⼀跳地址(or 接⼝)表的更新直接连接⼿⼯配置 (static route)通过路由协议（dynamically route）NetNum NextHop/Interface#⽬标Correctness(正确性) Simplicity (简单性) Robustness (健壮性) Stability (稳定性) Fairness (公平性) Optimality (最优性)分类静态路由算法根据⽹络初始状态进⾏路由选择不能适应⽹络拓扑的变化⼿⼯配置转发表动态路由算法根据⽹络当前信息量和拓扑结构进⾏路由选择周期更新对链路通信代价变化及时响应需要路由协议交换信息优化原则优化原理：如果路由器 J 在从路由器 I 到 K 的最佳路径上则从 J to K 的最佳路也在同⼀路上从所有源到给定⽬标的最佳路由的集合称为汇集树 (sink tree)路由算法的⽬标就是 discover the sink tree for all router。
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。
计算机网络中的路由选择算法技术
计算机网络中的路由选择算法技术计算机网络是由许多不同计算机和网络设备组成的互联网。
路由选择算法是计算机网络中最重要的技术之一，它是为了保证网络互联互通和数据信息传输的正常进行而产生的。
路由选择算法定义路由选择算法是将一组规则应用于确定数据信息从一点传输到另外一个点的过程。
它是一个决定哪个路由路径将被选中来传输数据信息的过程。
路由选择算法是计算机网络中最重要的技术，它可以使数据信息在网络上的传输达到最优化。
路由选择算法的分类路由选择算法可以分为静态路由和动态路由两种类型。
静态路由是指路由器在启动时就已经设定好了路由表。
而动态路由则动态地维护路由表信息，使得网络不断地自适应、自动化、快速地进行数据信息的传输。
动态路由根据最优路径，选择网络中的最佳路径。
静态路由的优缺点静态路由虽然相对简单，但是其安全性和速度相对较低，无法胜任复杂网络的运行。
当网络的规模增大、网络拓扑结构复杂、流量变化明显等都会对静态路由表现出极大的劣势。
另一方面，静态路由具备一定的灵活性和适应性，能够根据网络变化进行适当的调整，从而保持其高效性。
动态路由的优缺点与静态路由不同，动态路由除了能够自动更新路由路径，还可以根据实际运行情况按照用户的实际需求选择最优路径。
在大规模网络的情况下，动态路由的路由选择技术更加先进，能够根据网络流量和网络拓扑结构进行自适应调整，保证了网络的快速、安全、可靠地传输。
常见的路由选择算法1. 链路状态路由选择算法 (Link State Routing Protocols)链路状态路由选择算法是根据每个路由器对整个网络的全局知识来进行路由选择的，它通过发现和检测网络拓扑的所有细节，实现了最佳路径的选择，其使用的协议是OSPF和IS-IS。
2. 距离向量路由选择算法 (Distance Vector Routing Protocols)距离向量路由选择算法使用了一种简单的技术来选择最适合的路由路径，它使用了DV算法和BGP协议，通过将链路的距离路由信息通告给相邻路由器，使得路由器动态维护一张路由表。
计算机网络-网络层-路由算法
计算机⽹络-⽹络层-路由算法计算机⽹络-⽹络层-路由算法最优化原则1.最佳路径的每⼀部分也是最佳路径如果路由器J在从路由器I到K的最优路径上，那么从J到K的最优路径必定沿着同样的路由路径2.通往路由器的所有最佳路径的并集是⼀棵称为汇集树3.路由算法的⽬的为所有路由器找出并使⽤汇集树最短路径路由Dijkstra算法1.每个节点⽤从源节点沿已知最佳路径到该节点的距离来标注，标注分为临时性标注和永久性标注2.初始时，所有节点都为临时性标注，标注为⽆穷⼤3.将源节点标注为0，且为永久性标注，并令其为⼯作节点4.检查与⼯作节点相邻的临时性节点，若该节点到⼯作节点的距离与⼯作节点的标注之和⼩于该节点的标注，则⽤新计算得到的和重新标注该节点5.在整个图中查找具有最⼩值的临时性标注节点，将其变为永久性节点，并成为下⼀轮检查的⼯作节点6.重复第四、五步，直到⽬的节点成为⼯作节点泛洪算法描述⼀种将数据包发送到所有⽹络节点的简单⽅法,每个节点通过将其发送到所有其他链接之外来泛洪在传⼊链接上接收到的新数据包，它属于静态算法问题重复的数据包，由于循环可能会⽆限多节点需要跟踪已泛洪的数据包以阻⽌洪泛即使在跳数上使⽤限制也会成倍爆炸两种解决措施每个数据包的头中包含⼀个跳计数器，每经过⼀跳后该计数器减1，为0时则丢弃该数据包记录哪些数据包已经被扩散了，从⽽避免再次发送这些数据包。
⽅法：1.每个数据包头⼀个序号，每次发送新数据包时加12.每个路由器记录下它所看到的所有(源路由器，序号)对3.当⼀个数据包到达时，路由器检查这个数据包，若是重复的，就不再扩散了选择性扩散它是⼀种泛洪⽅法的⼀种改进，将进来的每个数据包仅发送到与正确⽅向接近的线路上扩散法应⽤情况扩散法的⾼度健壮性，可⽤于军事应⽤分布式数据库应⽤中，可⽤于同时更新所有的数据库可⽤于⽆线⽹络中扩散法作为衡量标准，⽤来⽐较其它的路由算法距离⽮量算法描述距离向量是⼀种分布式路由算法，最短路径计算跨节点分配，属于动态算法，被⽤于RIP协议。
路由选择及其算法阻塞控制阻塞控制方法
路由选择及其算法阻塞控制阻塞控制方法路由选择及其算法通信子网络源节点和目的节点提供了多条传输路径的可能性。
网络节点在收到一个分组网络层后，要确定向一下节点传送的路径，这就是路由选择。
在数据报方式中网络节点要为每个分组路由做出选择；而在虚电路方式中，只需在连接建立时确定路由。
确定路由选择的策略称路由算法。
设计路由算法时要考虑诸多技术要素。
首先是路由算法所基于的性能指标，一种是选择最短路由，一种是选择最优路由；其次要考虑通信子网是采用虚电路还是数据报方式；其三，是采用分布式路由算法，即每节点均为到达的分组选择下一步的路由，还是采用集中式路由算法，即由中央点或始发节点来决定整个路由；其四，要考虑关于网络拓扑，流量和延迟等网络信息的来源；最后，确定是采用动态路由选择策略，还是选择静态路由选择策略。
1、静态路由选择策略静态路由选择策略不用测量也无须利用网络信息，这种策略按某种固定规则进行路由选择。
其中还可分为泛射路由选择、固定路由选择和随机路由选择三种算法。
网络层(1)泛射路由选择法：这是一种最简单的路由算法。
一个网络节点从某条线路收到一个分组后，再向除该条线路外的所有线路重复发送收到的分组。
结果，最先到达目的节点的一个或若干个分组肯定经过了最短的路线，而且所有可能的路径都被同时尝试过。
这种方法可用于诸如军事网络等强壮性要求很高的场合，即使有的网络节点遭到破坏，只要源、目间有一条信道存在则泛射路由选择仍能保证数据的可靠传送。
另外，这种方法也可用于将一条分组从数据源传送到所有其它节点的广播式数据交换中，它还可用来进行网络的最短传输延迟的测试。
(2)固定路由选择：这是一种使用较多的简单算法。
每个网络节点存储一张表格，表格中每一项记录对应着某个目的节点或链路。
当一个分组到达某节点时，该节点只要根据分组的地址信息便人固定的路由表中查出对应的目的节点及所应选择的下一节点。
固定路由选择法的优点是简便易行，在负载稳定，拓扑结构变化不大的网络中运行效果很好。
计算机网络的路由选择算法有哪些详解各种路由选择算法的优缺点
计算机网络的路由选择算法有哪些详解各种路由选择算法的优缺点计算机网络中，路由选择算法是决定数据包从源节点到目标节点的路径的重要机制。
不同的路由选择算法具有各自的优缺点，对网络性能和效率起着不同的影响。
本文将详细介绍几种常见的路由选择算法，并分析它们的优缺点。
一、静态路由选择算法静态路由选择算法是指在网络拓扑结构不变的情况下，通过手动配置网络设备的路由表来实现路由选择。
常见的静态路由选择算法有默认路由、固定路由和策略路由。
1. 默认路由默认路由是指将所有非本网络的数据包都转发到同一个默认下一跳节点的路由选择方式。
优点是简单、易于管理和实施，适用于规模较小、拓扑结构比较简单的网络。
缺点是没有考虑到网络负载和拥堵情况，无法实现灵活的数据传输。
2. 固定路由固定路由是通过手动配置网络设备的路由表来设置固定路径的路由选择方式。
优点是对特定网络流量的传输进行了有效控制，可以实现较高的性能。
缺点是需要手动配置，对网络规模较大的情况不适用；且不能动态适应网络拓扑的变化。
3. 策略路由策略路由是通过设置一系列策略和条件来实现路由选择的方式。
根据不同的路由策略，将数据包送往最佳的路径。
优点是可以根据具体需求进行动态路由选择，适应不同的网络状况。
缺点是配置复杂，容易出错。
二、动态路由选择算法动态路由选择算法是根据网络拓扑结构的变化和网络负载状态，通过节点之间的路由协议自动学习和更新路由表的选择方式。
常见的动态路由选择算法有距离矢量路由算法（Distance Vector Routing）、链路状态路由算法（Link State Routing）和路径矢量路由算法（Path Vector Routing）。
1. 距离矢量路由算法（DVR）距离矢量路由算法是一种基于每个节点之间距离向量的选择算法，典型的代表是RIP（Routing Information Protocol）。
其优点是简单、易于实施。
缺点是计算复杂度高，收敛速度慢，对大型网络不适用。
计算机网络中的路由选择算法
计算机网络中的路由选择算法在计算机网络中，路由选择算法起着至关重要的作用。
它决定了数据包在网络中的传输路径，直接影响到网络的性能和效率。
本文将对计算机网络中常用的路由选择算法进行探讨，并分析其优缺点。
一、距离矢量算法距离矢量算法是最早被广泛使用的路由选择算法之一。
该算法基于每个节点根据自身的距离向量，即到达其他节点的距离估计，来进行路由选择。
每个节点将自己的路由表通过广播的方式告知其邻居节点，邻居节点根据收到的路由表信息更新自己的路由表。
距离矢量算法的优点是实现简单，占用的计算和存储资源较少。
然而，由于每个节点只能获得邻居节点的路由表信息，并且信息是通过广播方式传播的，导致算法收敛速度慢、容易产生路由环路等问题。
二、链路状态算法链路状态算法是另一种常用的路由选择算法。
与距离矢量算法不同，链路状态算法基于节点之间的直接相连关系来决定路由选择。
每个节点会周期性地广播自己的链路状态信息，包括与邻居节点的链路状态和到达邻居节点的开销。
通过收集到的链路状态信息，每个节点可以计算出最短路径树，即网络中到达其他节点的最短路径。
链路状态算法通过这种方式为每个节点提供了全局网络的拓扑信息，进而能够进行更为准确的路由选择。
链路状态算法的优点是收敛速度快、计算精确。
然而，它需要大量的计算和存储资源来维护节点之间的链路状态信息，同时需要更复杂的算法来计算最短路径树。
此外，链路状态信息的广播也会产生较大的网络开销。
三、路径矢量算法路径矢量算法是距离矢量算法和链路状态算法的结合。
每个节点维护到其他节点的路径矢量，即到达其他节点的路径和开销信息。
节点通过交换路径矢量信息来更新自己的路由表，并选择最优的路径进行数据包的传输。
路径矢量算法继承了距离矢量算法的简单性和占用资源少的特点，同时也克服了距离矢量算法的路由环路等问题。
然而，路径矢量算法仍然存在信息不准确的问题，因为路径矢量信息是基于节点之间的交换得到的，可能受限于节点自身的限制而不完全准确。
路由和路由选择算法
路由和路由选择算法在计算机网络中，路由是指将数据从一个网络节点传输到另一个网络节点的过程。
而路由选择算法是指通过选择最佳路径，将数据从源节点转发到目标节点的算法。
一、路由的基本概念1.路由器：负责将数据包从一个网络传输到另一个网络的设备，具备转发、路由、分组、交换等功能。
2.路由表：也称为路由选择表，记录了目标网络地址、下一跳地址和路由度量等信息。
路由器根据路由表的信息来选择最佳路径进行数据转发。
3.IP地址：每个网络节点都有一个唯一的标识符，用于在网络中进行寻址和路由选择。
二、路由选择算法的分类1.静态路由选择算法：路由器的路由表由管理员手动配置，不会根据网络状态的变化自动调整。
常见的静态路由选择算法有默认路由、静态路由和策略路由。
-默认路由：将所有未知目标地址的数据包转发到一个预先定义的出口。
适用于简单网络结构或者将所有对外流量集中管理的场景。
-静态路由：根据网络的物理拓扑结构手动配置路由表，适用于小型网络或网络拓扑结构稳定的场景。
-策略路由：根据管理员设定的特定策略进行路由选择，往往与网络安全或负载均衡相关。
2.动态路由选择算法：路由器可以自动获取网络状态信息，并根据这些信息调整路由表，以选择最佳路径。
常见的动态路由选择算法有距离向量路由选择算法（RIP）和链路状态路由选择算法（OSPF）。
-RIP：路由信息协议，属于距离向量路由选择算法，通过广播向邻居路由器传播路由信息。
RIP路由选择基于跳数（跳数越少，越接近目标网络），存在计数到无穷等问题。
- OSPF：开放最短路径优先协议，属于链路状态路由选择算法，通过广播链路状态信息，每个路由器根据链路状态信息计算最短路径。
OSPF 路由选择通过Dijkstra算法计算最短路径，更加精确和稳定。
三、路由选择算法的评价指标1.路径长度：通常使用跳数（经过的路由器数量）或者实际距离（网络链路的物理长度或带宽）来衡量路径的好坏。
2.收敛速度：指网络从故障中恢复正常状态所需要的时间，收敛速度快的算法可以更快地选择备选路径进行数据传输。
路由选择与算法
BGP路由选择协议工作过程 （1）BGP边界路由器初始化； （2）BGP路由选择协议分组。 其中打开分组用来与邻近的另一个BGP发言人建立 关系；更新分组用来发送某一路由的信息，以及列 出要撤销的多条路由；保活分组用来确定打开报文， 以及周期性地证实相邻边界路由器的存在；通知分 组用来发送检测到的差错。
例如路由器的访问IP地址为192、168、 例如路由器的访问IP地址为192、168、1、1。在 IP地址为192 IE中写入192、168、1、1就会出现如下的登陆界 IE中写入192、168、 中写入192 面。
输入其访问帐号和访问密码就进入路由器的访问界 面了。主要对其网络参数、DHCP服务器和安全规 面了。主要对其网络参数、DHCP服务器和安全规 则进行设置就可以轻松的进行上网了。 则进行设置就可以轻松的进行上网了。 选择“网络参数”选项，然后选择LAN LAN口参数设 选择“网络参数”选项，然后选择LAN口参数设 会出现下面的设置画面。 置，会出现下面的设置画面。该选项主要是对路由 器的参数进行设置。 器的参数进行设置。
此外有的还需要对DHCP服务器等进行设置， 此外有的还需要对DHCP服务器等进行设置，但我 DHCP服务器等进行设置 们平时几乎用不到， 们平时几乎用不到，因此就不再多做介绍 了。
路由信息协议RIP 路由信息协议是内部网关协议中使用的最广泛的一种协议， 它是一种分布式、基于距离向量的路由选择协议，其特点是 协议简单。 路由信息协议是用于TCP/IP系统和其他网络环境的距离矢量 路由选择协议。因为每一个自治系统里的路由器都要与同一 系统的其他路由器交换路由表信息，当内部路由器的数目增 加时，网络的RIP信息交换会大幅度的增加。 路由刷新报文主要内容是由若干个（V,D）组成的表。 （V,D）表中V代表矢量vector，标识该路由器可以到达的 目的网络或目的主机；D代表距离distance，指出该路由器 到达目的网络或目的主机的距离。距离D对应该路由上的跳 数（hop count）。 路由信息协议工作过程如下：（1）路由表的路由器之间交换路由信 息的协议。1989年发布了主要的外部网关协议：边界 网关协议（BGP）。新版本BGP-4是在1995年发布的。 BGP-4采用了路由向量路由协议。在配置BGP时，每一 个自治系统的管理员要选择至少一个路由器作为该自治 系统的“BGP发言人”。一个BGP发言人与其他自治系 统中的BGP发言人要交换路由信息，就要先建立TCP连 接，然后在此连接上交换BGP报文以建立BGP会话。利 用BGP会话交换路由信息，使用TCP连接提供了可靠的 服务，可以简化路由选择协议。
路由算法介绍
路由算法介绍网络层的作用：1、路由选择2、网络互连3、拥塞控制4、为上层提供服务网络层的主要功能是将分组从源机器路由到目标机器。
完成路由选择的路由算法是网络层设计的最主要内容。
路由算法：它负责确定一个进来的分组应该被传送到哪一条输出线路上。
如果是数据报子网，将在每一个分组到达时作此决定如果是虚电路子网，是在虚电路建立时决定，该连接上所有分组都将沿此线路传输路由算法设计必须考虑的问题：正确性简单性健壮性稳定性公平性最优性路由算法的原则：按照某种指标(传输延迟,所经过的站点数目等)找到一条从源节点到目标节点的较好路径。
静态算法：不会根据当前测量或者估计的流量和拓扑结构，来调整它们的路由决策，所有的路由选择是预先在离线情况下计算好的，在网络启动的时候被下载到路由器中。
1、最短路径路由：如图所示，图中的每个节点代表一台路由器，每条弧代表一条通信线路，线路上的数字是它的开销。
现在我们想找到从A到D的最短路径。
过程：（1）节点A标记为永久节点，依次检查每一个与A相邻的节点，并检查它们与A之间的距离。
（2）如果新的标记距离小于该节点原来的标记，说明找到了一条更短路径，该节点需要重新标记，作为暂时性标记（3）检查整个图中所有有暂时性标记的节点，使其中具有最小标记的那个节点成为永久节点，并且作为下一个工作节点。
（4）重复上述过程，直到没有新的永久节点为止。
如下图所示2、扩散法：每一个进来的分组将被发送到除了它进来的那条线路之外的每一条输出线路上。
产生的问题：会产生大量的重复分组。
解决办法：在数据包头设一个计数器初值，每经过一个节点自动减1，计数值为0 时，丢弃该数据包在每个节点上建立登记表，则数据包再次经过时丢弃缺点：重复数据包多，浪费带宽优点：可靠性高，可用于并发数据库更新。
极好的健壮性，可用于军事应用。
常作为衡量标准，评价其它路由算法现代计算机网络通常使用动态的路由算法（自适应算法），而不是上面介绍的静态路由算法，因为静态路由算法不会考虑到网络的当前负载情况。
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7
A
1
B 1C
8
2
E2D
DE(A,D) = c(E,D) +DD(A, w) = 2+3 = 5
DE(A,B)＝14 ？
Cost to destination via
DE() A B D
A 1 14 5 B 785 C 694 D 4 11 2
Байду номын сангаас
2.DV算法
主要数据结构：每个节点维护的距离表(distance table)。 •一个节点能得到的信息
与其直接相连链路的成本 来自邻接节点。
• DV算法 估算的延迟作为性能指标 Bellman-Ford算法的一个版本
Bellman-Ford算法： 已用于BGP、ISO的IDRP、Novell IPX和最早的ARPAnet
Distance Vector (DV) Algorithm. At each node, X:
Cost via DY X Z X 28 Z 91
Cost via DZ X Y X 73 Y 91
Cost via DX Y Z Y 28 Z 37
Cost via DX Y Z Y 24 Z 51
Cost via DX Y Z Y 73 Z 91
3.相关问题
• DV算法：链路成本变化及链路故障
包交换网络中的路由技术元素
性能标准
网络信息源
网络信息更新时间
跳计数 成本 延迟 吞吐量
None Local Adjacent node All nodes
连续 定期 主负载变化 拓扑变化
决策时间
包（数据报） 会晤（虚电路）
决策地点
每个节点（分布） 中心节点（集中） 原始节点（源）
3.性能标准
最小跳计数(minimum-hop)标准：
(, -)
(2,A)
B (4,B)
A
E
G (6,A)
(2,A)
B
(4,B)
A
E
G (5,E)
(9,B)
C
选择当前工作节点B
F (, -) D (, -)
H
标值其他节点到源的距离
(, -)
(9,B)
C
选择当前工作节点E
F (6,E) D (, -)
H
标值其他节点到源的距离
(, -)
(2,A)
B (4,B)
•无信息(扩散法) 无更新之说
•局部信息 更新基本上是连续的。
•其他信息源(邻接节点，全部节点)
固定策略
自适应策略
从不更新信息
不时更新信息
二.静态路由算法
1.最短路由选择
•测量路径长度的方法
最小跳计数 最短距离 信道带宽 传输延迟 平均通信量
子网图：节点代表路由器； 弧线代表两个路由器之间的一条链路;
• Dijkstra算法 找出一个节点到所有其他节点的最短路径.
例：使用Dijkstra算法计算AD的最短路经
B
7
22
A
E2
6
14
G
C
3
3
F
D
22
H
测量每一条链路的长度 初试化
(2,A)
B
(, -)
A
E
(, -)
C
选择当前工作节点A
F (, -) D (, -)
G
H
标值其他节点到源的距离
(6,A)
集中式路由 源路由
为每个包单独作路由决策
当建立虚电路时作路由决策
每个节点都负责为到达 的包选择一条输出链路 由某些指定节点(如网络 控制中心)负责决策 路由决策实际上由源 站点而非网络作出。
5.网络信息源和更新时间
大多数路由决策要求根据网络拓扑、交通负载和链 路成本等知识作出决定。
信息更新时间：这是信息源和路由决策的函数
Y
的
Cost via
Cost via
距 离
DY
X
Z
DY X Z
DY
表X 46
X 16
X
1 4
X
Cost via
XZ
16
Y 1 Z
50
Cost via DY X Z
X 13
Z 的 距
DZ
Cost via
XY
离 表
X
50 5
Cost via DZ X Y X 50 5
C(X, Y)
time
changed
迭代的(iterative)
计算过程循环进行，直到相邻 节点没有可交换的信息为止。
异步的(asynchronous)
并不要求所有节点相互锁步操作。
考虑X经直接邻居Z到达Y。
设：Dx(Y, Z)：为X经邻接节点Z到达y的距离
Dx(Y,Z) = c(X, Z) + minw{Dz(Y, w)}
(1)
其中w为Z的所有直接邻居(包括X)
•自适应路由的前提：节点间交换网络状态信息
•缺点
路由决策复杂 依赖于状态信息 不能太快和太慢
加重网络节点的处理负担 加重网络的交通负担
•优点
可提高网络性能 有助于拥塞控制
2.路由算法的特性
•正确性(correctness) •简单性(simplicity) •健壮性(robustness) •稳定性(stability) •最优性(optimality) •公平性(fairness) •有效性(efficiency)
X 4 X 60 X 60 X 60 51 X 60 51
Cost via
Cost via
Cost via
Cost via
Cost via
DZ X Y DZ X Y DZ X Y DZ X Y DZ X Y
X 50 5 X 50 5 X 50 61 X 50 61 X 50
C(X, Y)
time
changed
t0
t1
t2
t3
t4
水平分裂法的失败情况
1
A
1
C
A通知C到D的距离为；
B
B通知C到D的距离为；
1 当C-D链路失效后，C到D不可达；
1
A选择经过B到D且距离为3；
D
B选择经过A到D且距离为3；
A 、B相互交换最短距离直到无穷大。
四. 链路状态路由
基本思想：
•采用延迟作为性能标准； •每个节点为每条链路维护一个近似的延迟； •节点每10秒计算每条出境链路的平均延迟； •如有重大变化，则采用扩散法通知其他节点； •每当接收到来自其他节点的信息时，用Dijkstra 算法重新计算路由表。
算法的操作是同步进行的，所有节点同时接收来自邻 居的消息，计算新距离表条目；如有变化通知邻居。
• DV算法实例
初始化
Y
最左列为x, y, z初始化后的距离表
2
1
X收到来自y, z的更新信息
后，重新计算距离表
X
7
Z
收到Z的消息后： Dx(y, z) = C(x, z) + minwDz(y, w) = 8
1 Initialization: 2 for all adjacent nodes v: 3 DX(*,v) = 4 DX(v,v) = c(X,v) 5 for all destinations, y 6 send minwD(y,w) to each neighbor
/* w over all X's neighbors */ 7
2
3
6
1
4
5
2
3
1
4
5
6 (c)节点2、3、4、 5在所有出境线路 发送包
三. 距离向量算法(DV, distance vector routing)
1. 基本思想
•DV算法的特点 分布的(distributed)
每个节点接收来自与其直接邻接 节点的信息执行路由计算；将计 算结果回传给直接邻接的节点。
一. 路由选择概述
B的内部结构
C
A
D
B
Routing table
Network layer switching/routing
B-A data ink
B-A physical
B-C data link
B-C physical
B-D data link
B-D physical
关键问题
谁确定路由表？ 用什么信息确定路由表项？ 何时修改路由表项？ 何地存放路由信息？ 如何控制路由表大小？ 为什么路由表能确定一条路径？
15 for all destinations y: DX(y,V) = DX(y,V) + d 16 17 else if (update received from V wrt destination Y) 18 /* shortest path from V to some Y has changed */ 19 /* V has sent a new value for its minw DV(Y,w) */ 20 /* call this received new value is "newval" */ 21 for the single destination y: DX(Y,V) = c(X,V) + newval 22 23 if we have a new minw DX(Y,w)for any destination Y 24 send new value of minw DX(Y,w) to all neighbors 25 26 forever
X 4 6 X 60 6 X 60 6 X 60 8 X 60 8