经典路由算法
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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。
路由器转发算法带例题路由器转发算法是指在计算机网络中,路由器根据接收到的数据包的目的地址,决定将数据包转发到哪个出口端口的算法。
它是网络中的关键技术之一,能够实现网络中数据的快速、准确传输。
常见的路由器转发算法有以下几种:1. 静态路由算法:静态路由算法是指管理员手动配置路由器的路由表,将目的地址与出口端口的对应关系预先设定好。
当路由器接收到数据包时,根据目的地址查找路由表,找到对应的出口端口进行转发。
例如,假设路由器的路由表如下:目的地址出口端口192.168.1.0 1192.168.2.0 2当路由器接收到一个目的地址为192.168.1.100的数据包时,根据路由表可以得知该数据包需要通过出口端口1进行转发。
2. 动态路由算法:动态路由算法是指路由器通过与相邻路由器交换路由信息,自动学习网络拓扑和最优路径,并更新自己的路由表。
常见的动态路由算法有距离矢量路由算法(Distance Vector Routing)和链路状态路由算法(Link State Routing)。
距离矢量路由算法中,路由器通过周期性地交换路由表信息,计算到达目的地址的最短路径。
每个路由器根据相邻路由器发送过来的路由表信息,更新自己的路由表。
链路状态路由算法中,路由器通过交换链路状态信息,计算网络中的最短路径树。
每个路由器根据收集到的链路状态信息,计算出到达目的地址的最短路径,并更新自己的路由表。
3. 自适应路由算法:自适应路由算法是指路由器根据网络拥塞情况和链路质量动态调整路由选择。
常见的自适应路由算法有最小带宽算法、最短延迟算法和最小负载算法等。
最小带宽算法中,路由器根据链路的带宽情况选择最大带宽的路径进行转发。
最短延迟算法中,路由器根据链路的延迟情况选择最短延迟的路径进行转发。
最小负载算法中,路由器根据链路的负载情况选择负载最小的路径进行转发。
总结起来,路由器转发算法根据不同的需求和网络情况,选择合适的算法来实现数据包的转发。
最短路径路由算法1. 引言最短路径路由算法是计算机网络中的一种重要算法,用于确定网络中两个节点之间的最短路径。
在网络通信中,选择最短路径可以大大提高数据传输的效率和可靠性。
本文将介绍最短路径路由算法的原理、常见算法以及应用领域。
2. 原理概述最短路径路由算法是基于图论的算法。
它将网络抽象成一个有向图,其中节点表示网络中的路由器或交换机,边表示节点之间的连接。
每条边都有一个与之相关的权重,表示在该路径上传输数据的代价。
最短路径路由算法的目标是找到网络中两个节点之间的最短路径,即路径上的所有边的权重之和最小。
3. 常见算法3.1 Dijkstra算法Dijkstra算法是最短路径路由算法中最经典的算法之一。
它通过逐步确定从源节点到其他节点的最短路径来实现最短路径的计算。
算法的核心思想是维护一个距离表,记录从源节点到其他节点的当前最短距离。
通过不断更新距离表中的值,最终得到源节点到目标节点的最短路径。
3.2 Bellman-Ford算法Bellman-Ford算法是另一种常见的最短路径路由算法。
与Dijkstra 算法不同,Bellman-Ford算法可以处理带有负权边的图。
算法通过进行多次迭代,逐步更新节点之间的最短距离,直到收敛为止。
Bellman-Ford算法的优势在于可以处理具有负权边的情况,但由于需要进行多次迭代,算法的时间复杂度较高。
3.3 Floyd-Warshall算法Floyd-Warshall算法是一种全局最短路径算法,用于计算图中任意两个节点之间的最短路径。
算法通过动态规划的方式,逐步更新节点之间的最短距离。
Floyd-Warshall算法的时间复杂度较高,但由于可以同时计算所有节点之间的最短路径,因此在网络规模较小的情况下,仍然是一个有效的算法。
4. 应用领域最短路径路由算法在计算机网络中有广泛的应用。
其中,最为典型的应用之一就是Internet路由器的路由选择。
Internet由大量的路由器组成,路由器之间的通信需要选择最短路径,以保证数据的快速传输和网络的稳定性。
1.1机会网路典型路由算法研究机会网络是一种节点分布稀疏、网络拓扑结构不断发生变化的间歇性通信网络。
数据以多跳方式,采用“接收-携带-转发”的机制传输给目的节点,如果中间节点没有合适的可供传输的路径或节点,则无法立刻将数据转发出去,而是保存在节点缓存中,等到出现合适的传输机会之后,再将消息转发出去。
而现有的有线网络和无线自组织网络中基于TCP/IP 协议的端到端路由协议已经不再适用于机会网络。
因此,如何在机会网络中寻找一条时延尽可能低、消耗尽可能小、传输成功率尽可能高的路径,将消息准确传递到目的节点,是机会网络中一个极具挑战性的问题。
从不同角度出发,机会网络的路由策略有不同的分类方式[27]。
按照消息传输方式可分为洪泛路由策略和转发路由策略;按照路由所使用报文的份数可分为单报文路由策略和多报文路由策略;按照节点所掌握的网络拓扑信息还可分为确定性路由策略和随机性路由策略。
本文按照消息传输方式不同将目前的路由协议分为如下几类:直接传输路由策略(Direct Transmission)、基于泛洪的路由策略(Flooding Based)、基于情景感知的路由策略(Context Based)、基于社区的路由策略(Community Based)、基于编码的路由策略(Coding Based)、基于预测的路由策略(Predicted Based)。
1.1.1基于副本或泛洪的路由策略直接传输(Direct Transmission,DT)路由在运行过程中,不产生消息副本,消息一直保存在源节点缓存中,直到源节点在运动过程中遇到目的节点,才将消息转发给目的节点。
DT 路由协议由于没有进行路由优化处理,也没有产生任何副本消息,因此传输时延很大。
为了减少网络中消息的传输时延,研究人员提出了基于泛洪的路由协议,通过消息携带节点产生大量的消息副本,转发给每一个相遇的节点,完成消息的投递。
根据网络中消息副本数量的多少,还可以将基于泛洪的路由分为两大系列:泛洪路由和限制性泛洪路由。
sdn路由算法
SDN(软件定义网络)的路由算法是一种基于软件的网络管理和控制方法,它将网络控制和数据转发功能分离,并使用集中式的控制器来管理网络中的所有交换设备。
SDN路由算法主要有以下几种:
1. 单路径路由算法:最常见的路由算法,通过确定单一的最佳路径将数据包从源节点发送到目标节点。
常用的单路径路由算法有最短路径算法、Bellman-Ford算法和Dijkstra算法等。
2. 多路径路由算法:在拓扑图中存在多条连接路径时,多路径路由算法可以同时利用这些路径,从而提高网络容量和性能。
常见的多路径路由算法有ECMP(等价多路径)和OSPF(开放最短路径优先)等。
3. 负载均衡路由算法:通过在网络中分配负载,将数据流量均衡地分发到多个路径上,从而避免单一路径过载的问题。
常用的负载均衡路由算法有随机路由、带宽感知路由和最短队列优先路由等。
4. 多组播路由算法:用于将组播数据从源节点发送到多个目标节点的路由算法。
常见的多组播路由算法有DVMRP(分布式组播路由协议)、PIM(组播协议独立模式)和CAMP(核心光网络依赖链路状态的自适应组播路由协议)等。
5. 安全路由算法:用于保护网络免受恶意攻击和未经授权的访问。
安全路由算法可以包括防火墙、访问控制列表(ACL)和
流量监测等技术,以保障网络的安全性和可靠性。
这些SDN路由算法可以根据网络的需求和拓扑结构选择合适的算法,以实现最佳的网络性能和效率。
常见的路由算法常见的路由算法路由算法是指为了用于在互联网之类的分组通讯网络中的数据包进行寻址所使用的一种算法。
其目的是为了能够掌握网络拓扑结构,更有效的使用网络资源,提供更好的服务质量,在众多的路由算法中,下面列出了一些常见的。
1. 链路状态路由协议(Link State Routing Protocol)链路状态路由协议是一种以网络中所有的节点为基础的路由协议,它的特点是在所有节点之间建立并保持一个网络状态数据库,每个节点首先会发出一个链路状态数据包来描述自己知道的其他节点的相关信息,并通过该信息计算出一张最短路径树。
LSRP一般都有洪泛问题,产生洪泛的原因在于每个节点的发出的链路状态数据包要发到整个网络中,所以数据包会不断传播,产生大量网络流量。
常见的LSRP有OSPF等。
2. 距离向量路由协议(Distance Vector Routing Protocol)距离向量路由协议是一种以自身节点所连接的邻居节点的路由信息为基础的协议,每个节点只知道自己所连接的邻居节点的路由信息,而不知道整张网络的拓扑结构。
DVRP算法通过递归与相邻节点交换距离向量信息来分配最短路径,因此它能够在网络中改变路由波动时使整个路由表保持一致。
常见的DVRP有RIP等。
3. 混合路由协议(Hybrid Routing Protocol)混合路由协议是链路状态和距离向量路由协议的混合体,它采用链路状态路由协议的优点,建立了一张网络拓扑地图;同时又采用距离向量路由协议的算法对网络进行遍历,它使用距离向量路由协议的性质表明每个路由器只需要与它的成邻接的路由器通信,这样可以大大减小链路状态路由协议产生的洪泛问题。
4. 路由发现协议(Route Discovery Protocol)路由发现协议通常是物理网络发挥作用的协议。
当网路中有一个新的路由器被连接时,路由器会通过路由发现协议来发现新路由器,这样数据就可以经过新路由器并到达目的地。
计算机网络路由基础知识介绍路由器的工作原理和路由算法计算机网络是指通过通信线路将分布在不同地理位置的计算机互相连接起来,实现信息传输和资源共享。
而路由是计算机网络中至关重要的一个概念,它涉及到数据的传输路径选择和网络的拓扑结构。
本文将介绍路由器的工作原理和常见的路由算法。
一、路由器的工作原理路由器是计算机网络中用于实现分组交换的设备,其主要功能是根据网络层的地址信息,将数据包从源主机传输到目标主机。
路由器的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 数据包接收:路由器通过其接口从网络中接收到达的数据包。
2. 数据包解封:路由器将数据包的首部信息解封,获得源主机地址和目标主机地址等信息。
3. 路由选择:根据路由表中的路由信息,路由器选择最佳的路径将数据包发送到目标主机。
4. 数据包转发:路由器根据路由选择的结果,将数据包发送到下一个路由器或目标主机。
5. 数据包封装:路由器将数据包进行封装,添加新的首部信息,以便下一个路由器或目标主机进行正确的解析。
二、路由算法路由算法是指路由器根据一定的规则和算法来选择最佳的传输路径。
常见的路由算法有以下几种:1. 静态路由算法:静态路由算法是指管理员手动配置路由器的路由表,不会根据网络拓扑结构和流量变化进行动态调整。
这种算法适用于网络稳定且不会频繁变化的情况。
2. 动态路由算法:动态路由算法是指路由器根据网络拓扑结构和流量变化动态调整路由表。
常见的动态路由算法有距离向量路由算法(Distance Vector Routing)和链路状态路由算法(Link State Routing)等。
- 距离向量路由算法:距离向量路由算法是一种分布式的路由选择算法,它通过互相交换邻居节点的路由表,通过比较和更新距离信息来选择最佳路径。
常见的距离向量路由协议有RIP(Routing Information Protocol)和IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)等。
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。
距离矢量路由算法距离矢量路由算法(Distance Vector Routing Algorithm)是一种常用的路由算法,用于确定分组在网络中的最佳路径。
这种算法根据每个路由器收到的更新消息计算出到达其他路由器的最佳路径,并相应地更新自己的路由表。
以下是关于距离矢量路由算法的详细介绍。
1.算法原理2.距离和跳数3. Bellman-Ford算法距离矢量路由算法的基础是Bellman-Ford算法。
该算法通过迭代的方式计算出每个路由器到达其他路由器的最短路径。
算法的核心思想是每个路由器通过交换距离矢量消息来更新自己的路由表,直到没有进一步的更新为止。
4.路由表更新每个路由器周期性地向邻居路由器发送距离矢量消息,该消息包含自己的路由表信息。
邻居路由器收到消息后,将其与自己的路由表进行比较,更新自己的路由表。
如果发现更短的路径,邻居路由器将更新自己的路由表,并将该更新消息发送给其他邻居。
这样,所有路由器最终会达到一致的路由表。
5.路由循环问题- 毒性逆转(Poison Reverse):当路由器发现条路径不可达时,会将该路径的距离设置为无穷大(或者一个特定值),然后将这个信息广播给邻居路由器。
这样,其他路由器就不会继续使用该路径。
- 分割涣散(Split Horizon):路由器向邻居路由器发送更新消息时,会忽略到达该邻居路由器的路径。
这样可以避免将更新消息发送回原始发送者,从而防止路由循环的发生。
6.收敛性和稳定性距离矢量路由算法的目标是实现路由表的收敛,即所有路由器都拥有一致的路由表。
然而,由于距离矢量路由算法是分布式的,并且每个路由器只知道邻居的信息,所以可能存在路由振荡和慢收敛的问题。
为了提高算法的稳定性,可以采用触发更新和定时更新的机制,以及引入拓扑改变的计数器。
-触发更新:当路由器检测到它的路由表发生了变化时,会立即发送更新消息给邻居路由器,以便快速传播变化。
-定时更新:路由器周期性地发送更新消息,即使没有路由表的变化。
计算机网络的路由和转发技术计算机网络是当今信息交流的重要手段,而其中的路由和转发技术则扮演着至关重要的角色。
本文将介绍计算机网络中的路由和转发技术,并探讨其在网络通信中的作用和应用。
一、路由和转发的概念路由(Routing)是指在计算机网络中确定数据从源节点到目标节点的路径的过程。
它涉及到选择合适的路径以便数据包能够有效地从源节点传输到目标节点。
路由的基本目标是选择最佳路径,以实现网络资源的高效利用和数据传输的稳定性。
转发(Forwarding)则是路由的一部分过程,它发生在每个网络节点上,负责将数据包从一个接口转发到下一个合适的接口,使数据最终到达目标节点。
转发是根据路由表中存储的信息进行决策的,它的目标是快速而准确地转发数据包,实现网络的高速传输。
二、路由协议的分类在计算机网络中,路由协议用于确定数据包的路径和路由表的生成,根据其工作原理和应用场景的不同,可以分为以下几类。
1. 静态路由协议静态路由协议是一种人工配置的路由协议,网络管理员手动指定路径和路由表项。
静态路由协议适用于网络规模较小或网络环境相对稳定的情况下,具有配置简单、消耗较少的优点,但对网络拓扑的变化响应较慢。
2. 动态路由协议动态路由协议使用算法来自动决策最佳路径,并与其他路由器交换信息以更新路由表。
常见的动态路由协议有RIP(Routing Information Protocol)、OSPF(Open Shortest Path First)、BGP(Border Gateway Protocol)等,它们能够根据网络拓扑的变化和实时数据量调整路由路径,具有适应性强的优点。
三、经典的路由转发算法和技术路由转发算法和技术是路由器在接收到数据包后进行决策和转发的关键过程,下面介绍几种经典的算法和技术。
1. 源路由算法源路由算法是一种通过源节点指定完整路径的路由方式,源节点在发送数据包时就将完整路径信息包含在数据包中。
这种算法在网络规模较小、稳定性较高的情况下使用较多,但对网络负载较大。
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。
路由协议算法路由协议算法是计算机网络中非常重要的一部分,它决定了数据包在网络中的传输路径,对于网络的性能和效率起着至关重要的作用。
在本文中,我们将介绍几种常见的路由协议算法,并分析它们的特点和应用场景。
首先,我们来介绍最常见的路由协议算法之一,距离矢量路由算法(Distance Vector Routing Algorithm)。
这种算法基于每个节点维护到其他节点的距离信息,并通过不断地交换距离信息来更新路由表。
距离矢量路由算法的优点是实现简单,适用于小型网络,但缺点是收敛速度慢,容易产生路由环路。
其次,我们介绍链路状态路由算法(Link State Routing Algorithm)。
这种算法通过每个节点向全网广播自己的链路状态信息,然后利用Dijkstra算法计算最短路径。
链路状态路由算法的优点是收敛速度快,能够避免路由环路,但缺点是消耗大量的带宽和计算资源。
此外,还有一种常见的路由协议算法是路径向量路由算法(Path Vector Routing Algorithm)。
这种算法是BGP(Border Gateway Protocol)所采用的算法,它综合了距离矢量和链路状态两种算法的优点,能够实现高效的路由选择和故障处理。
除了上述几种常见的路由协议算法之外,还有一些新的算法正在不断涌现,如SDN(Software Defined Networking)中的集中式路由算法、基于人工智能的路由优化算法等。
这些新算法在提高网络性能和安全性方面有着巨大的潜力。
总的来说,路由协议算法在网络中起着至关重要的作用,它直接影响着数据包的传输效率和网络的稳定性。
不同的算法适用于不同的网络环境和应用场景,网络管理员需要根据实际情况选择合适的路由协议算法,并不断优化和调整路由策略,以确保网络的高效运行。
在未来,随着网络规模的不断扩大和网络应用的不断丰富,我们相信会有更多更先进的路由协议算法出现,为网络性能的提升和网络安全的保障提供更多可能性。
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。
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。
经典路由算法
一、先验式路由协议(DSDV)
先验式路由协议是一种基于表格的路由协议。
在这种协议中,每个节点维护一张或多张表格,这些表格包含到达网络中其它所有节点的路由信息。
当检测到网络拓扑结构发生变化时,节点在网络中发送路由更新信息。
收到更新信息的节点更新自己的表格,以维护一致的、及时的、准确的路由信息。
不同的先验式路由协议的区别在于拓扑更新信息在网络中传输的方式和需要存储的表的类型。
先验式路由协议不断的检测网络拓扑和链路质量的变化,根据变化更新路由表,所以路由表可以准确地反映网络的拓扑结构。
源节点一旦需要发送报文,可以立即得到到达目的节点的路由。
(DSDV、OLSR路由协议等很多普通的因特网路由协议)它们查找路由是不依赖于路径上的节点是否要发包,而是每个节点维护一张包含到达其它节点的路由信息的路由表。
节点间通过周期性的交换路由信息来不断更新自身的路由表,以便能够及时的反映网络拓扑结构和变化,以维护一致的、及时的、准确的路由信息。
DSDV:目的节点序列距离矢量协议(待补充)
可以解决路由成环问题,每一个节点维持一个到其它节点的路由表,表的内容为路由的“下一跳”节点。
1)给每条路径增加了一个序列号码
2)每个目的节点会定期广播一个单调递增的偶数序列号号码
3)当一个节点发现它到某个目的节点的路径断开时,它把到这个节点的距离
设为无穷大。
并且将这条路径的序列号加1(此时为奇数),然后向网络中
广播这个更新包。
当这条路径修复时,它又将序列号加1然后广播出去。
换另一种方式来说,每个节点都保持着一张路由表,路由表中的每一项记录了
它到目的节点的距离和序列号,也就是(s,d)。
我们假设有一目的节点为D,当
以下任何一情况发生时,都会发送更新:
1)D定期将自己的序列号加2并广播出去,即(S,0)
2)如果节点X要通过Y到达节点D,当X和Y之间的连接断开后,X将到D的路径的序列号加1,同时将路径值设为∞,然后将信息发送给邻居。
参考资料:/candycat1992/article/details/8100146 CSDN博客DSDV协议
DSDV创新之处是为每一条路由设置一个序列号,序列号大的路由为优选路由,序列号相同时,跳数少的路由为优选路由。
正常情况下,节点广播的序列号是单调递增的偶数,当节点B发现到节点D的路由(路由序列号为s)中断后,节点B 就广播一个路由信息,告知该路由的序列号变为s+l,并把跳数设置为无穷大,这样,任何一个通过B发送信息的节点A的路由表中就包括一个无穷大的距离,这一过程直到A收到一个到达D的有效路由(路由序列号为s+1-1)为止。
在此方案中,网络内所有的移动终端都建立一个路由表,包括所有的目的节点到达各个目标节点的跳跃次数(或标识距离矢量的路径矩阵)。
每个路由记录都有一个由目标节点设定的序列号。
序列号使移动终端可以区分当前有效路由路径和已过时的路由路径。
路由表周期性地做全网更新以维护全网的通信有效性。
通常,为了减少由于路由表更新而产生的大量路由信息传递,减少网络路由开销,可以采用两种路由更新方式。
1)第一种是全清除方式:
即通过多个网络协议数据单元将路由更新信息在全网中传输。
如果网络内终端出现移动,则产生的新路由分组信息不定期的传达至网络内所有终端。
2)第二种是部分更新方式:
或称为增量更新方式,即在最后一次全清除传输后,只传递那些涉及变化了的路
由信息进行传输,这些信息通常被放置在一个标准的NPDU里,从而减少路由信息的传递量。
在增量更新方式中移动终端可以增加另外一个附加的表来存储路由更新信息。
新路由信息的广播信息包含目标节点的地址,到每个目标节点的跳数、接收信息的序列号,以及独有的广播序列号。
新路由信息适用最新的序列号。
如果两次更新具有相同的序列号,则具有较小的距离矢量阵的路由具有优先权。
因为它代表路径最短(或跳数最少)。
在通常情况下,从源节点到目的节点可能存在多条路径,在最佳路由路径的确定过程中,移动终端跟踪不同路由路径的时间,最佳路由路径就是时间最短的路径。
在找到最佳路径之前,该时间呈收敛性涨落。
一旦路径确定,这些信息就存放到每一个终端的路由表中,直到节点收到新的路由信息。
二、反应式路由协议(AODV)
反应式路由选择协议是一种当需要一条从源节点到目的节点的路径进行数据发送时才查找路由的路由选择方式。
节点并不保存整个网络的及时准确的路由信息。
当源节点要向目的节点发送报文时,源节点在网络中发起路由查找过程,找到相应的路由后,才开始发送报文。
为了提高效率,节点可以将找到的路由保存在缓存中供后续发送使用。
反应式路由协议按需路由的特点可以较好地适应节点移动较为频繁的无线网络环境,节点发生移动后,只需要更新需要发送数据的相关路径的路由信息即可。
AODV: adhoc on-demand distance vetor routing 无线自组网按需平面距离矢量路由协议
当一个节点需要给网络中的其他节点传送信
息时,如果没有到达目标节点的路由,则必须先以
多播的形式发出路由请求消息RREQ (route request
packet)。
RREQ报文中记录着发起节点和目标节点
的网络层地址。
邻近节点收到RREQ,首先判断目标节点是否
为自己。
如果是,则向发起节点发送路由应答消息
RREP (route reply packet);如果不是,则首先在路
由表中查找是否有到达目标节点的路由,如果有,
则向源节点单播RREP,否则继续转发RREQ进行
查找。
直至发现目的节点。
在网络资源充分的情况下,AODV协议可以通过定期广播hello报文来维护路由,一旦发现某一个链路断开,节点就发送ERROR报文通知那些因链路断开而不可达的节点删除相应的记录或者对已存在的路由进行修复。
在AODV中,整个网络都是静止的除非有连接建立的需求。
这就是说一个网络节点要建立连接时才广播一个连接建立的请求。
其他的AODV节点转发这个请求消息,并记录源节点,和回到源节点的临时路由。
当接收连接请求的节点
知道到达目的节点的路由时,就把这个路由信息按照先前记录的回到源节点的临时路由发回源节点。
于是源节点就开始使用这个经由其他节点并且有最短跳数的路由。
当链路断掉,路由错误就被回送给源节点,于是源节点就重新发起路由查找的过程。
参考资料:https:///item/AODV/7811971?fr=aladdin百度百科AODV
三、基于位置的路由协议(GPSR)
GPSR路由协议:greedy perimeter stateless routing
GPSR路由算法是使用地理位置信息实现路由(非辅助作用)的一种算法,它使用贪婪算法来建立路由。
当节点S需要向节点D转发数据分组的时候,它首先在自己的所有邻居节点中选择一个距节点D最近的节点作为数据分组的下一跳,然后将数据传送给它。
该过程一直重复,直到数据分组到达目的节点D或某个最佳主机。
贪心算法:在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。
也就是说,不从整体最优上加以考虑,只做出在某种意义上的局部最优解。
贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解,关键是贪心策略的选择,选择的贪心策略必须具备无后效性,即某个状态以前的过程不会影响以后的状态,只与当前状态有关。
一般步骤是:
1.建立数学模型来描述问题;
2.把求解的问题分成若干个子问题;
3.对每一子问题求解,得到子问题的局部最优解;
4.把子问题的局部最优解合成原来问题的一个解。
参考资料:/qq_32400847/article/details/51336300从零开始学贪心算法
空洞问题:
产生或收到数据的节点向以欧氏距离计算出的最靠近目的节点的邻节点并向其转发数据,但由于数据可能会到达没有比现节点更接近目的点的区域(称为空洞),导致数据无法传输。
解决方法:当出现这种情况时,空洞周围的节点能够探测到,并利用右手法则沿空洞周围传输来解决此问题。
优点:
1)该协议避免了在节点中建立、维护、存储路由表,只依赖直接邻节点进行路由
选择,几乎是一个无状态的协议;
2)且使用接近于最短欧氏距离的路由,数据传输时延小;并能保证只要网络连通
性不被破坏,一定能够发现可达路由。
缺陷:需要GPS定位系统或其他定位方法协助计算节点位置信息。
参考资料:/showcontent_38756.htm无线网状网络的路由协议分析。