计算机网络网络层路由算法PPT课件

（2）改进方法：当数据包被泛洪到其
他路由器时并没有被立即排入队列等待，
首先放到保留区。在它被转发出去前另
一个来自同一源路由器的链路状态数据
包也到来，就比较他们的序号来判定转
发哪一个。 .
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路由器B的状态包缓冲区 特殊情况：如果一个重复数据包到来时，原来 的数据包仍然在缓冲区。此时标志位的变化。C 的副本从F到达，那么标志位变为100011.
对于大型网络，两级层次结构可能不 够，一般将区域组织成簇，将簇组织 成区，将区组织成群。
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两级分层实例
区域1
区域2
1A完整表
1A层次表
区域3 区域4 区域5
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优点：随着区域数与每个区域中 路由器数量之比值的增加，节省 下来的空间也随之增加。
缺点：增加了路径长度。
经科学发现，对于一个包含N个路 由器的网络，最优的层数是lnN， 每个路由器所需的路由器表项是
计算新路由：利用Dijikstra算法。
链路状态路由算法优点：没有慢收敛问题。
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5.2.6 层次路由
原理：路由器被划成了区域，每个路 由器知道如何将数据包路由到自己所 在区域内的目标地址，但是对于其他 区域的内部结构毫不知情，当不同的 网络相互连在一起，很自然地就会将 每个网络当做一个独立的区域，一个 网络中的路由器并不知道其他路由器 的拓扑结构。
Dijksstra算法
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4
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5.2.3 泛洪算法
泛洪：将每一个入境数据包发送到了 除该数据包到达的那条线路外的每条 出境线路。
缺点：产生大量重复数据包。
措施 ：（1）设置跳计数器；
（2）跟踪数据包。
优点：确保数据包被传送到每个网络中 的节点；
泛洪途径的鲁棒性非常好；
即使大量路由器被炸成碎片路由器也
elnN个。当然由分层引起的路径 长度的实际增长非常小。
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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
的Y不知道自己是否在这条路径上。
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链路状态路由算法
发现邻居，了解其网络地址
设置到每个邻居节点的距离或成 本度量值。
构造一个包含所有刚刚获知的链 路信息包。
将这个包发送给所有其他的路由 器，并接受来自其他路由器的信 息包。
计算每个到其他路由器的最短路
径。
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发现邻居 在每一条点到点的线路上发送一
么J到K的最优路径也必须遵循同
样的路径。
B
汇集树： A
C
D F
E G
H
I J
路由器B的汇集树
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5.2.2 最短路径算法
基本想法：构造一张网络图中每 个节点代表一个路由器，每条边 代表一条通信线路或链路，为了 选择给定路由器之间的路由，只 需找出他们的最短路径。
最短路径：
度量方法：跳数，以千米为单位 的距离。标准测试包的平均延迟。
个特殊的HELLO数据包，线路另一端 的路由器返回一个应答说明自己是谁。
两个或多个路由器通过一个广播 链路连接的情况：
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设置链路成本
一种与带宽成反比；
链路延迟是成本的组成部分。
方法：通过线路给另一边发送一个特 殊的ECHO数据包，要求对方立即发 回，通过测量往返时间再除以2，发送 路由器可以得到一个合理的延迟估算 值。
（spannቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn. g tree）扩散
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路由器收到广播分组，看到来那条路 径是否是用来给广播源发送分组的那 条线路，是，转发到其他所有线路上， 否则，丢弃。
逆向路径转发的优点：有效而且易于
实现。
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组播路由
定义：给明确定义的组发送消息称为 组播。
如果组的分布是密集的我们可以通过 修剪广播生成树把不通往组成员的链 路从树种减掉。修剪结果得到的是一 颗有效的组播生成树。
∞ 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
构造链路状态包
内容：发送方的标示符，接着是一个 序号和年龄，邻居列表。
创建时间：周期性，发生重要事情时。
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一个网络示例
链路状态包
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分发链路状态数据包
（1）泛洪法：为了控制泛洪规模，每 个数据包包含一个序号，序号随着每个 数据包发出逐一递增，路由器记录下它 所看到的所有（源路由器，序号）对， 当一个新的链路状态数据包到达时，路 由器检查这个数据包是否已经出现在上 述观察到的列表中，若是新的数据包， 则转发，若重复或过时则丢弃。
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。
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交换距离信息更新路由表示例
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无穷计算问题
A BCD E
A BCD E
∞∞∞ 1 ∞∞ 12∞ 123 123
（a）
非自适应---不会根据当前测量或 者估计的流量和拓扑结构，来调 整它的路由决策。所用的路由选 择是在预先离线情况下计算好的， 并在网络启动时被下载到路由器 中的。
自适应---根据拓扑结构、通信量 的变化来改变其路由选择。
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5.2.1 优化原则
最优路径一般陈述：如果路由器J
在路由器I到K的最优路径上，那
能找到一条路径使得数据包到达目的
地。
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距离矢量路由算法 （Distance Vector Routing）
工作原理 :每个路由器维护一张表，表中 给出了到每个目的路由器的已知最短 “距离”和相应输出线路,并通过与相 邻路由器交换距离信息来更新表。
“距离” :到目的路由器的跳数、估计的 时间延迟、路由排队的分组估计总数或 类似的值。
路由算法（Routing Algorithm）
是网络层软件的一部分，负责所收 到数据包发送到哪一条线路上。
路由选择算法应具有下列特性：正 确性、简单性、鲁棒性、稳定性、公 平性和最优性。 路由算法应该能够处理拓扑结构和流 量方面的各种变化，而不能要求所有 主机停止所有工作。
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路由选择算法可以分为两大类：