路由演算法網路

㈠ 什麼是路由啊 路由的組成 以及路由的演算法

路由：路由（routing）是指分組從源到目的地時，決定端到端路徑的網路范圍的進程。路由工作在OSI參考模型第三層——網路層的數據包轉發設備。路由器通過轉發數據包來實現網路互連。雖然路由器可以支持多種協議（如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協議），但是在我國絕大多數路由器運行TCP/IP協議。路由器通常連接兩個或多個由IP子網或點到點協議標識的邏輯埠，至少擁有1個物理埠。路由器根據收到數據包中的網路層地址以及路由器內部維護的路由表決定輸出埠以及下一跳地址，並且重寫鏈路層數據包頭實現轉發數據包。路由器通過動態維護路由表來反映當前的網路拓撲，並通過網路上其他路由器交換路由和鏈路信息來維護路由表。

路由器的組成：

1. RAM（隨機存儲器）

   功能：存放路由表；存放ARP告訴緩存；存放快速交換緩存；存放分組交換緩沖；存放解壓後的IOS；路由器加電後，存放running配置文件；

   特點：重啟或者斷電後，RAM中的內容丟失。

2. NVRAM（非易失性RAM）

   功能：存儲路由器的startup配置文件；存儲路由器的備份。

   特點：重啟或者斷電後內容不丟失。

3. FLASH（快速快閃記憶體）

   功能：存放IOS和微代碼。

   特點：重啟或者斷電後內容不丟失；可存放多個IOS版本（在容量許可的前提下）；允許軟體升級不需替換CPU中的晶元。

4. ROM(只讀存儲器)

   功能：存放POST診斷所需的指令；存放mini-ios；存放ROM監控模式的代碼。

   特點：ROM中的軟體升級需要更換CPU的晶元（還好這種情況比較少遇到)

5. CPU（中央處理器）

   衡量路由器性能的重要指標，負責路由計算，路由選擇等。

6. 背板：

   背板能力是一個重要參數，尤其在交換機中。

路由演算法：又名選路演算法，可以根據多個特性來加以區分。演算法的目的是找到一條從源路由器到目的路由器的「好」路徑（即具有最低費用的路徑[1]）。演算法設計者的特定目標影響了該路由協議的操作；具體來說存在著多種路由演算法，每種演算法對網路和路由器資源的影響都不同；由於路由演算法使用多種度量標准（metric），從而影響到最佳路徑的計算。

演算法分類：主要有RIP、IGRP（IGRP為 Cisco公司的私有協議）；鏈路狀態路由協議基於圖論中非常著名的Dijkstra演算法，即最短優先路徑（Shortest Path First， SPF）演算法，如OSPF。在距離向量路由協議中，路由器將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器；而在鏈路狀態路由協議中，路由器將鏈路狀態信息傳 遞給在同一區域內的所有路由器。 根據路由器在自治系統（AS）中的位置，可將路由協議分為內部網關協議 （Interior Gateway Protocol，IGP）和外部網關協議（External Gateway Protocol，EGP，也叫域 間路由協議）。域間路由協議有兩種：外部網關協議（EGP）和邊界網關協議（BGP）。EGP是為一個簡單的樹型拓撲結構而設計的，在處理選路循環和設置 選路策略時，具有明顯的缺點，已被BGP代替。

㈡ 路由演算法的技術要素

路由演算法還應該是靈活的，即它們應該迅速、准確地適應各種網路環境。路由演算法可以設計得可適應網路帶寬、路由器隊列大小和網路延遲。
路由演算法的核心是路由選擇演算法，設計路由演算法時要考慮的技術要素有：
1、選擇最短路由還是最佳路由；
2、通信子網是採用虛電路操作方式還是採用數據報的操作方式；
3、採用分布式路由演算法還是採用集中式路由演算法；
4、考慮關於網路拓撲、流量和延遲等網路信息的來源；
5、確定採用靜態路由還是動態路由。
優化指路由演算法選擇最佳路徑的能力，根據metric的值和權值來計算。例如有一種路由演算法可能使用跳數和延遲，但可能延遲的權值要大些。當然，路由協議必須嚴格定義計算metric的演算法。

㈢ OSPF路由協議的路由演算法是什麼

ospf路由協議是用於網際協議（ip）網路的鏈路狀態路由協議。該協議使用鏈路狀態路由演算法的內部網關協議（igp），在單一自治系統（as）內部工作。
作為一種鏈路狀態的路由協議，ospf將鏈路狀態廣播數據包lsa（link
state
advertisement）傳送給在某一區域內的所有路由器，這一點與距離矢量路由協議不同。運行距離矢量路由協議的路由器是將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。

㈣ 網路層路由演算法有幾種，請簡述其

靜態路由演算法主要有：
洪泛法（Flooding）
隨機走動法（Random Walk）
最短路徑法（Shortest Path，SP）
基於流量的路由演算法(Flow-based Routing，FR)</ol>動態路由演算法主要有：
距離矢量演算法（RIP）
鏈路狀態演算法（OSPF）
平衡混合演算法（EIGRP）</ol>

㈤ 計算機網路路由演算法

關於路由器如何收集網路的結構信息以及對之進行分析來確定最佳路由，有兩種主要的路由演算法：
總體式路由演算法和分散式路由演算法。採用分散式路由演算法時，每個路由器只有與它直接相連的路由器的信息——而沒有網路中的每個路由器的信息。這些演算法也被稱為DV（距離向量）演算法。採用總體式路由演算法時，每個路由器都擁有網路中所有其他路由器的全部信息以及網路的流量狀態。這些演算法也被稱為LS（鏈路狀態）演算法。

㈥ 路由演算法的要求是什麼。

距離向量路由演算法(Bellman-Ford Routing Algorithm)，也叫做最大流量演演算法(Ford-Fulkerson Algorithm)，其被距離向量協議作為一個演算法，如RIP, BGP, ISO IDRP, NOVELL IPX。使用這個演算法的路由器必須掌握這個距離表(它是一個一維排列-「一個向量」)，它告訴在網路中每個節點的最遠和最近距離。在距離表中的這個信息是根據臨近接點信息的改變而時時更新的。表中數據的量和在網路中的所有的接點(除了它自己本身)是等同的。這個表中的列代表直接和它相連的鄰居，行代表在網路中的所有目的地。每個數據包括傳送數據包到每個在網上的目的地的路徑和距離/或時間在那個路徑上來傳輸(我們叫這個為「成本」)。這個在那個演算法中的度量公式是跳躍的次數， 等待時間，流出數據包的數量，等等。
在距離向量路由演算法中，相鄰路由器之間周期性地相互交換各自的路由表備份。當網路拓撲結構發生變化時，路由器之間也將及時地相互通知有關變更信息。

㈦ 路由演算法的類型有

路由演算法有很多種，如果從路由表對網路拓撲和通信量變化的自適應能力的角度劃分，可以分為靜態路由演算法和動態路由演算法兩大類，這兩大類又可細分為幾種小類型，比較典型常見的有以下幾種：

一、靜態路由演算法

1.Dijkstra演算法（最短路徑演算法）

Dijkstra(迪傑斯特拉)演算法是典型的單源最短路徑演算法，用於計算一個節點到其他所有節點的最短路徑。主要特點是以起始點為中心向外層層擴展，直到擴展到終點為止。Dijkstra演算法是很有代表性的最短路徑演算法，在很多專業課程中都作為基本內容有詳細的介紹，如數據結構，圖論，運籌學等等。Dijkstra一般的表述通常有兩種方式，一種用永久和臨時標號方式，一種是用OPEN,CLOSE表的方式，這里均採用永久和臨時標號的方式。注意該演算法要求圖中不存在負權迴路。

Dijkstra演算法執行步驟如下：

步驟一：路由器建立一張網路圖，並且確定源節點和目的節點，在這個例子里我們設為V1和V2。然後路由器建立一個矩陣，稱為「鄰接矩陣」。在這個矩陣中，各矩陣元素表示權值。例如，[i,j]是節點Vi與Vj之間的鏈路權值。如果節點Vi與Vj之間沒有鏈路直接相連，它們的權值設為「無窮大」。

步驟二：路由器為網路中的每一個節點建立一組狀態記錄。此記錄包括三個欄位：

前序欄位———表示當前節點之前的節點。

長度欄位———表示從源節點到當前節點的權值之和。

標號欄位———表示節點的狀態。每個節點都處於一個狀態模式：「永久」或「暫時」。

步驟三：路由器初始化（所有節點的）狀態記錄集參數，將它們的長度設為「無窮大」，標號設為「暫時」。

步驟四：路由器設置一個T節點。例如，如果設V1是源T節點，路由器將V1的標號更改為「永久」。當一個標號更改為「永久」後，它將不再改變。一個T節點僅僅是一個代理而已。

步驟五：路由器更新與源T節點直接相連的所有暫時性節點的狀態記錄集。

步驟六：路由器在所有的暫時性節點中選擇距離V1的權值最低的節點。這個節點將是新的T節點。

步驟七：如果這個節點不是V2（目的節點），路由器則返回到步驟5。

步驟八：如果節點是V2，路由器則向前回溯，將它的前序節點從狀態記錄集中提取出來，如此循環，直到提取到V1為止。這個節點列表便是從V1到V2的最佳路由。

2.擴散法
事先不需要任何網路信息；路由器把收到的每一個分組，向除了該分組到來的線路外的所有輸出線路發送。將來會有多個分組的副本到達目的地端，最先到達的，可能是走了「最優」的路徑常見的擴散法是選擇性擴散演算法。

3.LS演算法

採用LS演算法時，每個路由器必須遵循以下步驟：

步驟一：確認在物理上與之相連的路由器並獲得它們的IP地址。當一個路由器開始工作後，它首先向整個網路發送一個「HELLO」分組數據包。每個接收到數據包的路由器都將返回一條消息，其中包含它自身的IP地址。

步驟二：測量相鄰路由器的延時（或者其他重要的網路參數，比如平均流量）。為做到這一點，路由器向整個網路發送響應分組數據包。每個接收到數據包的路由器返回一個應答分組數據包。將路程往返時間除以2，路由器便可以計算出延時。（路程往返時間是網路當前延遲的量度，通過一個分組數據包從遠程主機返回的時間來測量。）該時間包括了傳輸和處理兩部分的時間——也就是將分組數據包發送到目的地的時間以及接收方處理分組數據包和應答的時間。

步驟三：向網路中的其他路由器廣播自己的信息，同時也接收其他路由器的信息。

在這一步中，所有的路由器共享它們的知識並且將自身的信息廣播給其他每一個路由器。這樣，每一個路由器都能夠知道網路的結構以及狀態。

步驟四：使用一個合適的演算法，確定網路中兩個節點之間的最佳路由。

路由演算法有哪些類型？路由演算法與路由協議的區別

在這一步中，路由器選擇通往每一個節點的最佳路由。它們使用一個演算法來實現這一點，如Dijkstra最短路徑演算法。在這個演算法中，一個路由器通過收集到的其他路由器的信息，建立一個網路圖。這個圖描述網路中的路由器的位置以及它們之間的鏈接關系。每個鏈接都有一個數字標注，稱為權值或成本。這個數字是延時和平均流量的函數，有時它僅僅表示節點間的躍點數。例如，如果一個節點與目的地之間有兩條鏈路，路由器將選擇權值最低的鏈路。

二、動態路由演算法

1.距離向量路由演算法

距離向量路由演算法，也叫做最大流量演演算法，其被距離向量協議作為一個演算法，如RIP、BGP、ISO IDRP、NOVELL IPX。使用這個演算法的路由器必須掌握這個距離表(它是一個一維排列-「一個向量」)，它告訴在網路中每個節點的最遠和最近距離。在距離表中的這個信息是根據臨近接點信息的改變而時時更新的。表中數據的量和在網路中的所有的接點(除了它自己本身)是等同的。這個表中的列代表直接和它相連的鄰居，行代表在網路中的所有目的地。每個數據包括傳送數據包到每個在網上的目的地的路徑和距離/或時間在那個路徑上來傳輸(我們叫這個為「成本」)。這個在那個演算法中的度量公式是跳躍的次數，等待時間，流出數據包的數量，等等。在距離向量路由演算法中，相鄰路由器之間周期性地相互交換各自的路由表備份。當網路拓撲結構發生變化時，路由器之間也將及時地相互通知有關變更信息。其優點是演算法簡單容易實現。缺點是慢收斂問題，路由器的路徑變化需要像波浪一樣從相鄰路由器傳播出去，過程緩慢。

每一個相鄰路由器發送過來的路由表都要經過以下步驟：

步驟一：對地址為X的路由器發過來的路由表，先修改此路由表中的所有項目：把」下一跳」欄位中的地址改為X，並把所有」距離」欄位都加1。

步驟二：對修改後的路由表中的每一個項目，進行以下步驟：

（1）將X的路由表(修改過的)，與S的路由表的目的網路進行對比。若在X中出現，在S中沒出現，則將X路由表中的這一條項目添加到S的路由表中。

（2）對於目的網路在S和X路由表中都有的項目進行下面步驟：

1）在S的路由表中，若下一跳地址是x，則直接用X路由表中這條項目替換S路由表中的項目。

2）在S的路由表中，若下一跳地址不是x，若X路由表項目中的距離d小於S路由表中的距離，則進行更新。

步驟三：若3分鍾還沒有收到相鄰路由器的更新表，則把此相鄰路由器記為不可到達路由器，即把距離設置為16。

2.鏈路狀態最短路由優先演算法SPF

1）發現鄰居結點，並學習它們的網路地址；

2）測量到各鄰居節點的延遲或者開銷；

3）創建鏈路狀態分組；

4）使用擴散法發布鏈路狀態分組；

5）計算到每個其它路由器的最短路徑。

㈧ 距離矢量路由演算法 （計算機網路題

通過B到個點的距離為：(11，6，14，18，12，8)，因為B到A的距離為5，C到B的距離為6所以C到A的距離更新為5+6=11，C到B的距離沒變為6，C通過B到C的距離為6+8=14，C通過B到D的距離為6+12=18，C通過B到E距離6+6=12，C通過B到F距離為6+2=8。

通過D到個點的距離為：(19，15，9，3，12，13)，通過D到A的距離為3+16=19，通過D到B的距離為3+12=15，通過D到C的距離為6+3=9，通過D到D的距離為3，通過D到E的距離為3+9=12，通過D到F的距離為3+10=13。

通過E到個點的距離為：(12，11，8，14，5，9)，通過E到A的距離為5+7=12，通過E到B的距離為5+6=11，通過E到C的距離為5+3=8，通過E到D的距離為5+9=14，通過E到Eden距離為5，通過E到F的距離為9。

取到達每一目的地的最小值(C除外)得到: (11， 6，0，3, 5，8)就得出了新的路由表。輸出的路線輸出線路是: (B,，B， -，D，E， B)。

(8)路由演算法網路擴展閱讀：

路由演算法的度量標准：

路由演算法使用了許多種不同的度量標准去決定最佳路徑。復雜的路由演算法可能採用多種度量來選擇路由，通過一定的加權運算，將它們合並為單個的復合度量、再填入路由表中，作為尋徑的標准。

通常所使用的度量有：路徑長度、可靠性、時延、帶寬、負載、通信成本等。

路徑長度：

路徑長度是最常用的路由。一些路由協議允許網管給每個網路連接人工賦以代價值，這種情況下，路由長度是所經過各個鏈接的代價總和。

可靠性：

可靠性，在路由演算法中指網路連接的可依賴性（通常以位誤率描述），有些網路連接可能比其它的失效更多，網路失效後，一些網路連接可能比其它的更易或更快修復。

路由延遲：

路由延遲指分組從源通過網路到達目的所花時間。很多因素影響到延遲，包括中間的網路連接的帶寬、經過的每個路由器的埠隊列、所有中間網路連接的擁塞程度以及物理距離。

帶寬

帶寬指連接可用的流通容量。在其它所有條件都相等時，10Mbps的乙太網鏈接比64kbps的專線更可取。雖然帶寬是鏈接可獲得的最大吞吐量，但是通過具有較大帶寬的鏈接做路由不一定比經過較慢鏈接路由更好。

負載：

負載指網路資源，如路由器的繁忙程度。負載可以用很多方面計算，包括CPU使用情況和每秒處理分組數。持續地監視這些參數本身也是很耗費資源的。

通信代價：

通信代價是另一種重要的metric，尤其是有一些公司可能關心運作費用甚於關心性能。即使線路延遲可能較長，他們也寧願通過自己的線路發送數據而不採用昂貴的公用線路。

參考資料來源：網路-路由演算法