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4.5.1&4.5.2 选路算法

时间:2023-05-11 18:22:48浏览次数:36  
标签:4.5 费用 算法 选路 链路 节点 路由 路由器

一些基本概念:

默认路由器:与主机直接相连的路由器,又叫第一跳路由器。每当主机发送一个分组时,都先传送给它的默认路由器。 

源路由器:源主机的默认路由器。

目的路由器:目的主机的默认路由器。

路由算法——全局路由算法:所有路由器拥有完整的网络拓扑信息和链路费用信息。——>链路状态路由算法LS:必须知道网络中每条链路的费用。

路由算法——分布式路由算法:以迭代的、分布式的方式计算最低费用路径。节点只有与其直接相连链路的费用信息,不需拥有所有网络链路费用的完整信息。——>距离向量路由算法DV:每个节点维护到网络中所有其他节点的费用(距离)的估计向量。

路由算法——静态路由算法:路由确定后基本不再变化。只有人工干预调整时,可能有一些变化。

路由算法——动态路由算法:当网络的流量负载或拓扑发生变化时,路径可能发生改变。 可以周期性地或直接地响应拓扑或链路费用的变化。


链路状态选路算法LS

  1. 所有节点知道网络拓扑,以及每条链路的费用信息。通过链路状态广播来实现(“泛洪”),所有节点拥有相同的信息 。拥有这些信息后,运用Dijkstra算法选路,获得路由表。
  2. 基本思想:以源节点为起点,每次找出一个到源节点的费用最低的节点,直到把所有的目的节点都找到为止。
  3. 术语:

         c(x,y) :表示从节点x到y的链路费用;

         D(v):表示从源节点到目的节点v的当前路径的费用;

         p(v):表示从源节点到目的节点v的路径上的前驱节点(例如w是v的前驱节点);

         每个节点都用(D(v),p(v))表示

         N’:表示已经找到最低费用路径的节点集合。 

      4. 例子:

    5.复杂度:O(n2


距离向量路由算法DV 

    1.Bellman-Ford方程: 

    dx(y) = minv{c(x,v)+ dv(y)} 

    其中:

    dx(y):节点x到节点y的最低费用路径的费用。

    v: 节点x的邻居节点。

    c(x,v)+ dv(y):x与某个邻居v之间的直接链路费用c(x,v),加上邻居v到y的最小费用。即x经v到节点y的最小的路径费用。

    minv :从所有经直接相连邻居节点v到节点y的费用中选取的最小路径费用。

    2.节点距离向量表

(初始路由选择表中,因为还未从邻居节点收到通告,所以被初始化为无穷大)

    节点x的距离向量Dx ,即节点x到每个目的节点y的估计费用; Dx = [Dx(y):y在N中] 

    节点x每个邻居的距离向量Dv ,即x的邻居v到每个目的节点y的估计费用,Dv = [Dv(y):y在N中]

    3.距离向量的更新

    当节点x收到一个邻居v的新距离向量,先保存,并用B-F公式更新自己的距离向量: Dx(y) = minv{c(x,v)+ Dv(y)} 

    若距离向量未发生变化,则不向邻居节点发送更新。

    当距离向量不再变化,算法终止,此时Dx(y)收敛到dx(y),即得到节点x到节点y的最低费用路径。

    4.“好消息”传播快,即节点之间链路费用减少后能迅速静止

    5.“坏消息”传播很慢,即链路费用增加后迭代到静止的次数很多,会出现“计数到无穷”问题。——>毒性逆转


LS算法与DV算法比较

    1.消息复杂度:

    LS算法:知道网络每条链路的费用,需发送O(nE)个报文;当一条链路的费用变化时,必须通知所有节点

    DV算法:迭代时,仅在两个直接相连邻居之间交换报文;当链路费用改变时,只有该链路相连的节点的最低费用路径发生改变时,才传播已改变的链路费用。 

    2.收敛速度:

    LS算法:收敛快,一次性算出。需要O(nE)个报文和O(n2)的搜寻,可能会振荡;

    DV算法:收敛较慢。可能会遇到选路回环,或计数到无穷的问题。

    3.健壮性:当一台路由器发生故障、操作错误或受到破坏时,会发生什么情况?

    LS算法:路由器向其连接的一条链路广播不正确费用,路由计算基本独立(仅计算自己的转发表),有一定健壮性。

    DV算法:一个节点可向任意或所有目的节点发布其不正确的最低费用路径,一个节点的计算值会传递给它的邻居,并间接地传递给邻居的邻居。一个不正确的计算值会扩散到整个网络。 

 

标签:4.5,费用,算法,选路,链路,节点,路由,路由器
From: https://www.cnblogs.com/05-ReFrain-19/p/17359897.html

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