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網(wǎng)絡(luò)中如何選擇最佳路由路徑
2023-01-29 15:03:53?  來源：??  閱讀：次
路由算法可以根據(jù)多個特性來加以區(qū)分。首先，算法規(guī)劃者的特定方針影響了該路由協(xié)議的操作；其次，存在著多種路由算法，每種算法對網(wǎng)絡(luò)和路由器資源的影響都不同；路由算法運用多種metric，影響到路由途徑的計算。下面分析了這些路由算法的特性。

路由算法通常具有下列規(guī)劃方針的一個或多個：
◆優(yōu)化◆簡單、低耗◆健壯、穩(wěn)定◆快速聚合◆靈活性
優(yōu)化指路由算法挑選***路由途徑的才能，根據(jù)metric的值和權(quán)值來計算。例如有一種路由算法或許運用跳數(shù)和推遲，但或許推遲的權(quán)值要大些。當(dāng)然，路由協(xié)議有必要嚴(yán)格界說計算metric的算法。路由算法也可以規(guī)劃得盡量簡單。換句話說，路由協(xié)議有必要高效地提供其功能，盡量削減軟件和使用的開銷。當(dāng)實現(xiàn)路由算法的軟件有必要運行在物理資源有限的計算機上時高效尤其重要。路由算法有必要健壯，即在出現(xiàn)不正?；虿恍蓄A(yù)見事件的情況下有必要仍能正常處理，例如硬件故障、高負(fù)載和不正確的實現(xiàn)。因為路由器位于網(wǎng)絡(luò)的連接點，當(dāng)它們失效時會產(chǎn)生重大的問題。***的路由算法通常是那些經(jīng)過了時刻考驗，證實在各種網(wǎng)絡(luò)條件下都很穩(wěn)定的算法。此外，路由算法有必要能快速聚合，聚合是所有路由器對***路由途徑達(dá)成一致的進(jìn)程。當(dāng)某網(wǎng)絡(luò)事件使途徑斷掉或不行用時，路由器經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)路由更新信息，促進(jìn)***路由途徑的重新計算，最終使所有路由器達(dá)成一致。聚合很慢的路由算法或許會產(chǎn)生路由環(huán)或網(wǎng)路中斷。在路由環(huán)中，某分組在時刻t1到達(dá)路由器1，路由器1已經(jīng)更新并知道到達(dá)意圖的***路由途徑是以路由器2為下一跳，于是就把該分組轉(zhuǎn)發(fā)給路由器2。但是路由器2還沒有更新，它認(rèn)為***的下一跳是路由器1，于是把該分組發(fā)回給路由器1，結(jié)果分組在兩個路由器間來回傳遞直到路由器2收到路由更新信息或分組超過了生存期。路由算法還應(yīng)該是靈活的，即它們應(yīng)該迅速、準(zhǔn)確地習(xí)慣各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。例如，假定某網(wǎng)段斷掉了，當(dāng)知道問題后，很多路由算法對通常運用該網(wǎng)段的途徑將迅速挑選次佳的途徑。路由算法可以規(guī)劃得可習(xí)慣網(wǎng)絡(luò)帶寬、路由器隊列大小和網(wǎng)絡(luò)推遲。

2、算法類型

各路由算法的區(qū)別點包含：
◆靜態(tài)與動態(tài)◆單途徑與多途徑◆平整與分層◆主機智能與路由器智能◆域內(nèi)與域間◆鏈接狀況與距離向量

(1)靜態(tài)與動態(tài)
靜態(tài)路由算法很難算得上是算法，只不過是開始路由前由網(wǎng)管建立的表映射。這些映射自身并不改變，除非網(wǎng)管去改動。運用靜態(tài)路由的算法較簡單規(guī)劃，在網(wǎng)絡(luò)通信可預(yù)測及簡單的網(wǎng)絡(luò)中工作得很好。因為靜態(tài)路由體系不能對網(wǎng)絡(luò)改變做出反映，通常被認(rèn)為不適用于現(xiàn)在的大型、易變的網(wǎng)絡(luò)。九十年代首要的路由算法都是動態(tài)路由算法，經(jīng)過分析收到的路由更新信息來習(xí)慣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改變。假如信息表示網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了變化，路由軟件就重新計算路由并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息滲入網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)路由器重新計算并對路由表做相應(yīng)的改變。動態(tài)路由算法可以在適當(dāng)?shù)牡胤揭造o態(tài)路由作為補充。例如，***可選路由（router of last resort），作為所有不行路由分組的去路，保證了所有的數(shù)據(jù)至少有方法處理。

(2)單途徑與多途徑
一些雜亂的路由協(xié)議支持到同一意圖的多條途徑。與單途徑算法不同，這些多途徑算法允許數(shù)據(jù)在多條線路上復(fù)用。多途徑算法的優(yōu)點很明顯：它們可以提供更好的吞吐量和可靠性。

(3)平整與分層
一些路由協(xié)議在平整的空間里運作，其它的則有路由的層次。在平整的路由體系中，每個路由器與其它所有路由器是對等的；在分層次的路由體系中，一些路由器構(gòu)成了路由主干，數(shù)據(jù)從非主干路由器流向主干路由器，然后在主干上傳輸直到它們到達(dá)方針?biāo)趨^(qū)域，在這里，它們從的主干路由器經(jīng)過一個或多個非主干路由器到達(dá)終點。路由體系通常規(guī)劃有邏輯節(jié)點組，稱為域、自治體系或區(qū)間。在分層的體系中，一些路由器可以與其它域中的路由器通信，其它的則只能與域內(nèi)的路由器通信。在很大的網(wǎng)絡(luò)中，或許還存在其它等級，骨干級的路由器構(gòu)成了路由主干。分層路由的首要優(yōu)點是它模擬了多數(shù)公司的結(jié)構(gòu)，從而能很好地支持其通信。多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)生在小組中（域）。因為域內(nèi)路由器只需求知道本域內(nèi)的其它路由器，它們的路由算法可以簡化，根據(jù)所運用的路由算法，路由更新的通信量可以相應(yīng)地削減。

(4)主機智能與路由器智能
一些路由算法假定源結(jié)點來決議整個途徑，這通常稱為源路由。在源路由體系中，路由器只作為存貯轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，無意識地把分組發(fā)向下一跳。其它路由算法假定主機對途徑一無所知，在這些算法中，路由器基于自己的計算決議經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的途徑。前一種體系中，主機具有決議路由的智能，后者則為路由器具有此才能。主機智能和路由器智能的折衷實際是***路由與額外開銷的平衡。主機智能體系通常能挑選更佳的途徑，因為它們在發(fā)送數(shù)據(jù)前探索了所有或許的途徑，然后基于特定體系對“優(yōu)化”的界說來挑選***路由途徑。然而確認(rèn)所有途徑的行為通常需求很多的探索通信量和很長的時刻。

(5)域內(nèi)與域間
一些路由算法只在域內(nèi)工作，其它的則既在域內(nèi)也在域間工作。這兩種算法的本質(zhì)是不同的。其遵從的理由是優(yōu)化的域內(nèi)路由算法沒有必要也成為優(yōu)化的域間路由算法。

(6)鏈接狀況與距離向量
鏈接狀況算法（也叫做短途徑優(yōu)先算法）把路由信息散布到網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點，不過每個路由器只發(fā)送路由表中描述其自己鏈接狀況的部分。距離向量算法（也叫做Bellman-Ford算法）中每個路由器發(fā)送路由表的全部或部分，但只發(fā)給其鄰居。也就是說，鏈接狀況算法到處發(fā)送較少的更新信息，而距離向量算法只向相鄰的路由器發(fā)送較多的更新信息。因為鏈接狀況算法聚合得較快，它們相對于距離算法產(chǎn)生路由環(huán)的傾向較小。在另一方面，鏈接狀況算法需求更多的CPU和內(nèi)存資源，因而鏈接狀況算法的實現(xiàn)和支持較昂貴。雖然有差異，這兩種算法類型在多數(shù)環(huán)境中都可以工作得很好。

3、路由的metric
路由表中含有由交換軟件用以挑選***路由途徑的信息。但是路由表是怎樣建立的呢？它們包含信息的本質(zhì)是什么？路由算法怎樣根據(jù)這些信息決議哪條途徑更好呢？路由算法運用了許多不同的metric以確認(rèn)***路由途徑。雜亂的路由算法可以基于多個metric挑選路由，并把它們結(jié)組成一個復(fù)合的metric。常用的metric如下：
◆途徑長度◆可靠性◆推遲◆帶寬◆負(fù)載◆通信價值
途徑長度是最常用的路由metric。一些路由協(xié)議允許網(wǎng)管給每個網(wǎng)絡(luò)鏈接人工賦以價值值，這種情況下，路由長度是所經(jīng)過各個鏈接的價值總和。其它路由協(xié)議界說了跳數(shù)，即分組在從源到意圖的路途中有必要經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，如路由器的個數(shù)?？煽啃裕诼酚伤惴ㄖ兄妇W(wǎng)絡(luò)鏈接的可依賴性（通常以位誤率描述），有些網(wǎng)絡(luò)鏈接或許比其它的失效更多，網(wǎng)路失效后，一些網(wǎng)絡(luò)鏈接或許比其它的更易或更快修復(fù)。任何可靠性因素都可以在給可靠率賦值時計算在內(nèi)，通常是由網(wǎng)管給網(wǎng)絡(luò)鏈接賦以metric值。路由推遲指分組從源經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)意圖所花時刻。很多因素影響到推遲，包含中間的網(wǎng)絡(luò)鏈接的帶寬、經(jīng)過的每個路由器的端口隊列、所有中間網(wǎng)絡(luò)鏈接的擁塞程度以及物理距離。因為推遲是多個重要變量的混合體，它是個比較常用且有效的metric。帶寬指鏈接可用的流轉(zhuǎn)容量。在其它所有條件都相等時，10Mbps的以太網(wǎng)鏈接比64kbps的專線更可取。雖然帶寬是鏈接可獲得的***吞吐量，但是經(jīng)過具有較大帶寬的鏈接做路由不一定比經(jīng)過較慢鏈接路由更好。例如，假如一條快速鏈路很忙，分組到達(dá)意圖所花時刻或許要更長。
負(fù)載指網(wǎng)絡(luò)資源，如路由器的繁忙程度。負(fù)載可以用很多方面計算，包含CPU運用情況和每秒處理分組數(shù)。繼續(xù)地監(jiān)視這些參數(shù)自身也是很消耗資源的。通信價值是另一種重要的metric，尤其是有一些公司或許關(guān)系運作費用甚于性能。即使線路推遲或許較長，他們也寧愿經(jīng)過自己的線路發(fā)送數(shù)據(jù)而不采用昂貴的公用線路。

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