实践与经验
引 言 赵明
（天津现代职业技术学院，天津３００２２２）
摘要：论述路由器在网络通信中的２Ｃ．作原理。引出了路由器在通信时的路径选择问题。奉文从以下 几个方面进行阐述：路由器的定艾和功能、路由器的优点和缺点、路由器的工作原理以及路 由选择时三种最短路径的算法 关键词：路由器；路径选择；最短路径
十几年来，路由器的发展有起有伏。９Ｏ年代中 期。传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈．ＡＴＭ交
换机取而代之．成为ＩＰ骨干网的核心，路由器变成了
配角；进入９０年代末期，Ｉｎｔｅｍｅｔ规模进一步扩大，流 量每半年翻一番．ＡＴＭ网叉成为瓶颈．路由器东山再 起；Ｇｂｐｓ路由交换机在１９９７年面世后．人们叉开始 以Ｇｂｐｓ路由交换机取代ＡＴＭ交换机。架构以路由器
为核心的骨干网。
ｌ 路由器的定义和功能
要解释路由器的概念。首先得知道什么是路由。
所谓“路由”。是指把数据从一个地方传送到另一个地 方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作
的机器。它的英文名称为Ｒｏｕｔｅｒ，是一种连接多个网 络或网段的网络设备．它能将不同网络或网段之间的 数据信息进行“翻译”．以使它们能够相互“读懂”对方 的数据，从而构成一个更大的网络。
路由器有两大典型功能．即数据通道功能和控制 功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输
出链路调度等，一般由特定的硬件来完成：控制功能
一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交
换、系统配置、系统管理等。
２ 路由器的优点和缺点
（１）优点
●路由器通常比桥更灵活。它能以价格、线速、线
路延迟等因素在多条路径中做出选择，并可配置等价
路径来分散负载； ●路由器在子网间提供了一一个“火墙”，它可防止
广播风暴和一个子网的偶然事件对其他子网的影响。 路由器网络比桥网络更容易管理： ●基于路由器的网络支持任何拓扑结构，且更易
于适应网络的增长和复杂性的提高； ●路由器提供了冗余的网络路径，并且发挥其特
路由算法是路由协议必须高效地提供其功能，尽量减少软件和应用的开销。
路由器使用路由算法来找到到达目的地的最佳路由。
关于路由器如何收集网络的结构信息以及对之进行分析来确定最佳路由，有两种主要的路由算法： 总体式路由算法和分散式路由算法。采用分散式路由算法时，每个路由器只有与它直接相连的路由器的信息——而没有网络中的每个路由器的信息。这些算法也被称为DV（距离向量）算法。采用总体式路由算法时，每个路由器都拥有网络中所有其他路由器的全部信息以及网络的流量状态。这些算法也被称为LS（链路状态）算法。
收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时，路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络，引发重新计算最佳路径，最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。
路由算法的核心是路由选择算法，设计路由算法时要考虑的技术要素有：
1、选择最短路由还是最佳路由；
2、通信子网是采用虚电路操作方式还是采用数据报的操作方式；
3、采用分布式路由算法还是采用集中式路由算法；
4、考虑关于网络拓扑、流量和延迟等网络信息的来源；
5、确定采用静态路由还是动态路由。
各路由算法的区别点包括：静态与动态、单路径与多路径、平坦与分层、主机智能与路由器智能、域内与域间、链接状态与距离向量。
链接状态算法（也叫做短路径优先算法）把路由信息散布到网络的每个节点，不过每个路由器只发送路由表中描述其自己链接状态的部分。
距离向量算法（也叫做 Bellman-Ford算法）中每个路由器发送路由表的全部或部分，但只发给其邻居。
也就是说，链接状态算法到处发送较少的更新信息，而距离向量算法只向相邻的路由器发送较多的更新信息。
metric是路由算法用以确定到达目的地的最佳路径的计量标准，如路径长度。
路由选择协议（Routing protocol）
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 路由算法分类
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。
