计算机网络原理 距离矢量路由

距离矢量路由的工作原理
距离矢量路由（Distance Vector Routing）是一种基于距离信息的路由算法。

其工作原理如下：
1. 初始状态：每个路由器都会初始化自己的路由表，表中包含与邻居路由器的距离信息。

初始时，每个路由器只知道相邻路由器的距离。

2. 距离计算：路由器通过交换路由表与邻居路由器进行距离信息的交换。

通过接收邻居路由器的路由表，路由器可以计算到达目标路由器的最小距离，并更新自己的路由表。

3. 距离更新：当路由器计算出新的到达目标路由器的最小距离时，它会更新自己的路由表。

此时，路由器需要将更新后的路由表发送给邻居路由器。

4. 路由表更新：在收到邻居路由器发送的更新后的路由表时，路由器会比较新旧路由表之间的差异，并更新自己的路由表。

如果新的路由表中的距离信息更优，则将新路由表的信息更新到自己的路由表中。

5. 路由信息传播：通过以上步骤的循环迭代，路由器会逐渐更新自己的路由表，直到收敛到最优解。

最终，每个路由器都会知道到达所有目标路由器的最短路径，并能够转发数据包到最佳路径。

需要注意的是，距离矢量路由算法存在一些问题，比如计数问题（counting-to-infinity）和毒性逆转问题（poison reverse）。

为了解决这些问题，距离矢量路由算法通常会采用一些增强手段，如拆分-水平拆分路由协议（Split Horizon with Poison Reverse）和拆分-视窗拆分路由协议（Split Horizon with Route T ag）。

路由器的工作原理一、概述路由器是一种网络设备，用于在计算机网络中转发数据包。

它基于网络层的IP 协议，根据目的IP地址来决定数据包的传输路径，并将数据包从源主机传输到目的主机。

路由器在互联网中起着至关重要的作用，它连接了不同的网络，并通过路由表来确定数据包的最佳路径。

二、路由器的组成部分1. 中央处理器（CPU）：负责处理路由器的各种功能和任务，包括数据包的转发、路由表的更新等。

2. 存储器：用于存储路由器的操作系统、配置文件、路由表等信息。

3. 接口：用于与其他设备进行物理连接，包括以太网接口、串口、光纤接口等。

4. 路由表：存储了路由器所知道的网络和对应的下一跳信息，用于决定数据包的转发路径。

5. 数据包转发引擎：用于根据路由表中的信息，将数据包从一个接口转发到另一个接口。

三、路由器的工作过程1. 数据包的接收与解析：当路由器接收到一个数据包时，它首先会解析数据包的头部，提取出目的IP地址。

2. 路由表的查询：路由器会根据目的IP地址在路由表中进行查询，找到与目的IP地址匹配的路由项。

3. 下一跳的确定：根据路由表中的信息，路由器确定数据包的下一跳，即将数据包转发到哪个接口。

4. 数据包的转发：路由器将数据包从接收接口转发到下一跳的接口，同时更新数据包的TTL（生存时间）。

5. 路由表的更新：路由器会定期地更新路由表，以保持网络拓扑的正确性和数据包的最佳路径。

四、路由器的工作原理1. 路由算法：路由器使用路由算法来确定数据包的最佳路径。

常见的路由算法包括静态路由、动态路由和距离矢量路由等。

静态路由是由网络管理员手动配置的，适用于网络拓扑稳定的情况；动态路由是通过路由协议自动学习和更新路由表的，适用于网络拓扑变化频繁的情况；距离矢量路由是基于距离和方向来确定最佳路径的，每个路由器只知道自己到达目的地的距离和方向。

2. 路由表的构建：路由器通过路由协议和邻居路由器交换路由信息，从而构建和更新路由表。

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。

距离矢量路由协议和链路状态路由协议距离矢量路由协议和链路状态路由协议是计算机网络中常见的两种路由协议。

它们分别通过不同的方式来确定网络中数据包的最佳传输路径。

本文将对这两种路由协议进行深入探讨，从协议原理、工作方式、优缺点等几个方面进行比较分析，以便读者更好地理解两种路由协议的异同之处。

一、距离矢量路由协议距离矢量路由协议（Distance Vector Routing Protocol）是一种基于距离度量的路由选择协议，它根据每条路径的距离（即跳数或者成本）来确定最佳路径。

常见的距离矢量路由协议有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）等。

1.1原理距离矢量路由协议的原理比较简单，每个路由器会周期性地向它的邻居路由器发送路由更新信息，包括自己所知道的所有网络地址及到达这些地址的距离。

邻居路由器收到这些更新信息后，会根据这些信息更新自己的路由表。

如果某个路由器的路由表发生变化，它就会通知它的邻居路由器。

通过这种方式，路由表信息会在整个网络中传播，直到所有路由器的路由表都收敛到最优状态。

1.2工作方式距离矢量路由协议的工作方式是分散式的，每个路由器只知道它直接相连的邻居路由器的路由信息，并且根据这些信息来计算到达其他网络的最佳路径。

因此，距离矢量路由协议的路由表只包含了直接相连的邻居路由器的信息，而不包含整个网络的拓扑结构信息。

1.3优缺点距离矢量路由协议的优点是实现比较简单，对网络带宽和处理器资源的需求较低。

但是它也存在很多缺点，比如收敛速度慢、不适合大型网络、易受环路影响等。

二、链路状态路由协议链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）是另一种常见的路由选择协议，它根据网络中每个路由器的链路状态信息来计算最佳路径。

常见的链路状态路由协议有OSPF（Open Shortest PathFirst）和IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）等。

距离矢量路由算法原理实验【实验目的】1、要求实验者利用路由选择算法模拟软件提供的通信功能，模拟距离矢量路由选择算法的初始化、路由信息扩散过程和路由计算方法；2、掌握距离矢量算法的路由信息扩散过程；3、掌握距离矢量算法的路由计算方法。

【预备知识】1、路由选择算法的特征、分类和最优化原则2、路由表的内容、用途和用法3、距离矢量算法的基本原理【实验环境】1、分组实验，每组4~10人。

2、拓扑：虚线表示节点之间的逻辑关系，构成一个逻辑上的网状拓扑结构。

3、设备：小组中每人一台计算机。

4、实验软件：路由选择算法模拟软件（routing.exe ）【实验原理】路由选择算法模拟软件根据给定的拓扑结构，为实验者提供基本的本地路由信息，并能发送和接收实验者所组织的路由信息，帮助实验者完成路由选择算法的路由信息扩散过程、路由计算过程和路由测试过程。

1、模拟软件的功能（图2-1）● 在局域网内根据小组名称和成员数量建立一个模拟网络拓扑结构，每个成员模拟拓扑中的一台路由器，路由器上的本地路由信息由实验软件提供。

● 向实验者指定的发送对象发送实验者自行组织的发送内容。

● 提示实验者有数据需要接收，并显示接收内容。

路由节点N路由节点0 路由节点2 路由节点N-1 局域网（Ethernet ）N = 4 ~ 10●为实验者提供记录路由计算结果的窗口——路由表窗口。

●为实验者提供分组逐站转发方法来验证路由选择的结果。

图2-1 路由选择算法模拟软件主界面2、模拟软件的使用方法1）建立小组通过建立小组，每个小组成员可以获得本节点的编号和本地直连链路信息。

a）4～10人一组，在实验前自由组合形成小组。

小组人数尽量多些，每人使用一台计算机。

启动实验软件后点击“建立小组”按钮。

（图2-2）图2-2 选择建立小组b）在建立小组的窗口内填入小组名称和成员数量。

同一小组成员必须填写同样的小组名称和成员数量才能正确建立小组。

（图2-3）图2-3 建立小组窗口图2-4 小组建立过程c）点击“加入”按钮后，实验软件以广播形式将组名广播出去。

距离矢量路由算法距离矢量路由算法是一种常用的路由协议算法，用于在一张网络拓扑图中计算一个节点到其它节点的最短路径，从而实现数据包的转发和路由选择。

本文将详细介绍距离矢量路由算法的原理、实现和优化方法。

一、距离矢量路由算法原理距离矢量路由算法是一种分布式算法，它的核心思想是每个节点通过交换路由信息来建立一个网络的路由表，并根据这张表来进行数据包的转发。

在距离矢量路由算法中，每个节点都会维护一个距离向量，它表示从当前节点到其它节点的距离。

距离向量包含三部分信息：到达某个节点的距离、中转节点和前缀信息。

其中，到达某个节点的距离可以采用最小跳数、带权重的跳数或延迟时间等方式来衡量。

在距离矢量路由算法中，每个节点都会周期性地向邻居节点广播自己的距离向量，并接收邻居节点的距离向量。

通过比较邻居节点的距离向量和自己的距离向量来更新自己的路由表。

如果邻居节点的距离更小，则更新路由表；如果邻居节点的距离更大，则不做任何操作。

这样，所有的节点都会逐步收敛到一个稳定状态，每个节点的路由表也会被更新成最优路由。

二、距离矢量路由算法实现距离矢量路由算法的实现通常可以分为两个阶段：初始化和更新。

在初始化阶段，每个节点都会初始化自己的距离向量和路由表，并向邻居节点发送距离向量。

在更新阶段，每个节点会周期性地接收邻居节点的距离向量，比较并更新自己的路由表，然后向邻居节点发送自己的距离向量。

具体实现的过程如下：1. 初始化阶段：（1）每个节点都向其它节点广播自己的距离向量，并保存邻居节点的距离向量。

（2）每个节点都根据邻居节点的距离向量更新自己的路由表，并确定最短路径。

2. 更新阶段：（1）每个节点周期性地向邻居节点发送自己的距离向量。

（2）每个节点周期性地接收邻居节点的距离向量，并比较以更新自己的路由表。

（3）如果某个节点的距离向量发生了变化，则它会向其它节点广播自己的距离向量。

三、距离矢量路由算法优化距离矢量路由算法是一种简单有效的路由协议算法，但也存在一些问题。

计算机网络中的路由与转发原理计算机网络的发展已经成为了现代社会不可或缺的一部分，而其中的路由与转发技术则是网络通信的核心。

本文将详细介绍计算机网络中的路由与转发原理，并分步骤进行阐述。

一、引言计算机网络中的路由与转发是指在网络中进行数据传输时，通过选择最佳路径将数据包从源主机到目标主机进行传送的过程。

路由与转发技术的高效与否对网络通信速度和质量有着重要的影响。

二、路由与转发的基本概念1. 路由器（Router）路由器是位于网络中的专用设备，它根据网络规则和配置表决定数据包的转发路径。

路由器通常具有多个网络接口，能够连接不同的网络。

2. 转发（Forwarding）转发是指路由器根据数据包的目标地址选择合适的接口将数据包发送到下一个节点的过程。

转发过程包括查找路由表、匹配目标地址和转发数据包。

三、路由与转发的步骤1. 数据包的源主机向目标主机发送数据包。

2. 路由器接收到数据包后，首先进行数据包的解析，提取出数据包的目标地址。

3. 路由器查找路由表，根据目标地址找到最佳路径。

路由表中通常包含目标地址和下一跳的信息。

4. 路由器根据路由表中的信息选择合适的接口将数据包发送到下一个节点。

5. 下一个节点（也可能是路由器）继续进行转发过程，直到数据包到达目标主机。

四、路由与转发的原理1. 路由选择算法路由选择算法是指在路由器中根据路由表决定最佳路径的算法。

常见的路由选择算法有静态路由、动态路由和距离矢量路由等。

2. 路由表的生成与更新路由表的生成与更新是指路由器根据网络拓扑和路由选择算法自动计算和更新路由表的过程。

路由器可以通过协议交换路由信息，如开放最短路径优先协议（OSPF）和边界网关协议（BGP）等。

3. 网络地址转换（NAT）网络地址转换是指在进行路由与转发时，将源主机的内部地址转换成外部可用的公共地址的过程。

NAT技术可以有效地解决IPv4地址不足的问题。

五、路由与转发的优化与改进1. 多路径路由多路径路由是指在选择最佳路径时，考虑路由器之间的拥塞情况和网络负载，选择多个路径进行数据传输，从而提高网络的带宽利用率和传输效率。

计算机网络中的数据传输与路由在计算机网络中，数据传输和路由是至关重要的概念。

数据传输是指将数据从一个节点发送到另一个节点的过程，而路由则是决定数据在网络中的传输路径。

本文将探讨计算机网络中的数据传输和路由的基本原理和技术。

一、数据传输数据传输是计算机网络中的核心操作之一。

在网络中，数据以数据包的形式进行传输。

数据包是一种将数据划分成固定大小的块，并包含有关传输的控制信息的结构。

数据传输的过程可以分为以下几个步骤：1. 数据封装：在发送端，数据被封装成包括数据部分和控制信息部分的数据包。

控制信息包括源和目的地址等。

2. 数据传输：数据包通过网络传输。

在传输过程中，数据包经过多个网络设备，如路由器和交换机。

3. 数据接收：数据包到达目的地后，被解封，提取数据并进行处理。

在数据传输过程中，需要考虑网络传输的可靠性和效率。

传输可靠性是指数据在传输过程中能够被正确接收的能力。

为了实现传输可靠性，常用的技术包括错误检测和纠错编码。

传输效率是指在给定带宽和延迟条件下，网络能够传输的数据量。

为了提高传输效率，可以采用流控制和拥塞控制等技术。

二、路由路由是决定数据在网络中传输路径的过程。

在计算机网络中，数据可以通过多条路径传输，路由的目标是选择一条最佳路径。

路由的过程可以分为以下几个步骤：1. 路由发现：当一台主机发送数据时，需要确定数据包的目的地。

路由发现是指在网络中寻找目标主机或目标网络的过程。

常用的路由发现协议有静态路由和动态路由。

2. 路由选择：一旦找到目的地，就需要选择最佳的路径进行数据传输。

路由选择是根据一定的算法和指标，如距离、负载和速度等，从所有可能的路径中选择一条最佳路径。

3. 路由转发：一旦选择了最佳路径，数据将被发送到下一个节点。

在路由传输过程中，每个节点都会根据路由表进行转发决策。

实现有效的路由有助于提高网络的可靠性和性能。

常见的路由算法包括距离矢量路由算法和链路状态路由算法。

此外，网络中还存在多种路由协议，如RIP、OSPF和BGP等。

04741计算机网络原理知识点整理-应用题> 网络层 > 路由选择 > 距离矢量路由算法:每个路由器均存储一张以网络中其他路由器为索引的路由选择表, 路由选择表中列出了当前已知路由器到每个目标路由器的最佳距离,以及所使用的线路, 说有结点定期跟相邻结点交换路由选择信息> 数据链路层 > 基本数据链路协议 > 顺序接收管道协议:1,发送方连续发送信息帧而不必等待确认帧的返回 2,发送方在重发表中保存每个发送帧的备份3,重发表按先进先出的队列规则操作4,接收方接收到每一个正确信息帧后返回一个确认帧 5,确认帧包含一个唯一的序号6,接收方保存一个接收次序表,包含最后正确收到的信息帧序号 7,发送方收到相应信息帧的确认帧后,从重发表中删除该信息帧的备份 8,接收方因接收某一帧出错,对后面再发送的帧均不接受而丢弃基本数据链路协议 > 停等协议 >数据链路层 >1, 当前发送帧作为待确认帧保留在缓冲存储器2, 发送信息帧时启动计时器3, 收到无差错帧后返回ACK确认帧4, 收到有差错帧后舍弃5, 规定时间内收到ACK确认帧,计时器清零,发送下一帧 6, 规定时间未收到ACK确认帧,重发缓冲存储器中待确认帧>数据链路层 > 基本数据链路协议 > 顺序管道协议 1, 连续发送不必等待确认帧返回2, 重发表保存所有已发送帧的备份3, 重发表先进先出4, 每正确接收一个帧返回确认帧5, 每个确认帧包含唯一序号6, 接收次序表包含最后正确收到的帧序号7, 收到确认帧后,重发表中删除相应帧备份8, 接收某一帧出错,后面的帧都丢弃>数据链路层 > 基本数据链路协议 > 选择重传协议 1, 当某帧接收出错后,继续接收之后正确的帧存放到缓冲区 2, 要求发送方重发出错的那一帧3, 收到重新传来的帧后,和缓冲区中其余帧按顺序提交高层>数据链路层 > 链路控制规程 > 面向字符的同步控制协议(BSC) 数据块格式: (BCC为块校验字符)1, 不带报头的单块报文或分块传输的最后一块报文SYN | SYN | STX | 报文 | ETX | BCC 2, 带报头的单块报文SYN | SYN | SOH | 报头 | STX | 报文 | ETX | BCC 3, 分块传输中的第一块报文SYN | SYN | SOH | 报头 | STX | 报文 | ETB | BCC 4, 分块传输中的中间报文SYN | SYN | STX | 报文 | ETB | BCC 反向监控报文有四种格式1, 肯定确认和选择响应SYN | SYN | ACK2, 否定确认和选择相应SYN | SYN | NAK3, 轮询/选择请求SYN | SYN | P/S前缀 | 站地址 | ENQ4, 拆链SYN | SYN | EOT链路控制规程 > 面向比特的同步控制协议(HDLC) >数据链路层 >HDLC特点:1, 协议不依赖于任何一种字符编码集2, 数据报文可透明传输, 0比特插入法3, 全双工通信,不必等待确认帧便可连续发送数据,传输效率高 4, 所有帧均采用循环冗余码(CRC)校验,对帧编号,防止漏收或重份,传输可靠性高 5, 传输控制功能与处理功能分离,灵活性高HDLC帧格式:01111110 | 8位 | 8位 | N位 | 16位 | 01111110标志F |地址,,控制,,信息，,帧校验序列FCS | 标志F 1, 标志字段(F): 01111110比特模式,用以标志帧的起始位置 2, 地址字段(A): 内容取决于所采用的操作方式3, 控制字段(C):4, 信息字段(I):5, 帧校验序列字段(FCS):HDLC帧类型:1, 信息帧(I帧): 用于传送有效信息或数据, 控制字段第一位为0 2, 监控帧(S帧): 用于差错控制和流量控制, 控制字段第1,2位为10 3, 无编号帧(U帧): 用于提供对链路的建立,拆除以及多种控制功能> 网络层 > 网络互联 > 透明网桥的操作过程:1, 过滤数据库,确定该目的MAC地址是否在除端口x以外的其他端口中 2, 如果目的MAC地址没有列到x意外的其他端口中,则将该帧送往x端口以外的所有端口进行扩散3, 如果目的MAC地址在过滤数据库的某个端口而且此端口是非阻塞的,就把该帧通过此端口转发到它所连接的LAN中> 网络层 > 网络互联 > 路由协议RIP: 路由信息协议, 简单的距离向量路由协议OSPT: 开放最短路径协议, 链路状态路由协议, 动态路由算法> 网络层 > 因特网的互联层协议 >ICMP: 互联网控制报文协议IGMP: 因特网组管理协议IP协议IP数据报头:1, 版本: 4位, 记录了数据报对应的协议版本号2, IHL: 4为, 代表头部的总长度, 以32位字节为一个单位 3, 服务类型: 8位, 使主机可以告诉子网它想要什么样的服务 4, 总长: 16位, 指头部和数据的总长,最大长度是65535(2^16)5, 标识: 16位, 属于哪个分组6, DF: 代表不要分段7, MF: 代表还有进一步分段8, 分段偏移: 13位, 标明分段在当前数据报的什么位置 9, 生命期: 8位, 用来限制分组声明周期的计数器 10, 协议: 8位, 说明将分组发送给哪个传输进程 11, 头校验和: 16位, 仅用来校验头部12, 源地址: 32位, 产生ip数据报的目的主机地址 13, 目的地址: 32位, ip数据报的目的主机地址 14, 选项: 可变长> 传输层 > 传输控制协议:TCP段结构:源端口: 16比特, 标明发送端地址目的端口: 16比特, 标明接收端地址序列号: 32比特, TCP对字节流中的每个字节都编号确认号: 32比特, 准备接收的字节序列号,意味着该字节序列号前的字节都已正确接收头长度: 4比特, 随可变长选线的改变而改变,接收方可以根据该数据确定TCP数据的起始位置标志: 6比特, 该字段包含对其他字段的说明或对控制功能的标志(ACK,URG,FIN,PSH,RST,SYN)窗口: 16比特, 通知接收方还可以发送的数据字节数,接收方可以根据该值改变其发送窗口的大小校验和: 16比特, 进行传输层的差错校验紧急数据指针: 16比特, 当标志位中的值为URG时,表示有紧急数据选项: 可变长度,数据: 可变长度, 用户提供的数据UDP段结构:源端口: 16比特, 标明发送端地址目的端口: 16比特, 标明接收端地址长度: 16比特, 指明包括UDP头在内的数据段总长度校验和: 16比特, 可选项, 当不用是置为全0数据: 可变长度UDP常用端口:域名解析: DNS: 53简单文件传输: TFTP: 69简单网络管理: SNMP: 161即时通讯: QICQ: 8000> 应用层 > 域名系统 > IPv4IP地址由网络标识和主机标识两部分组成A类: 前8位网络号,第一位0,后24位主机号,范围:0.0.0.0-127.255.255.255,大型网络 B类: 前16位网络号,前两位10,后16位主机号,范围128.0.0.0-191.255.255.255,中型网络C类: 前24位网络号,前三位110,后8位主机号,范围192.0.0.0-223.255.255.255,小型网络> 应用层 > 电子邮件协议SMTP: 简单邮件传输协议, 25POP3: 邮局协议, 110IMAP: 消息访问协议, 143设发送方连续发送0、1、2…号帧，在发送至4号帧时开始接收到0号帧的确认信息，当发送至5号帧时，接收到1号帧的否认返回信息，要求选择重发1号帧，假设1号帧之后的各帧均能被正确接收。