计算机网络——网络层-距离向量路由算法

计算机网络系列博文——目录

距离向量(Distance-Vector,DV)路由选择算法

  • 迭代,异步,分布式路由选择算法;

特点

分布式
每个节点都从其邻居处接收信息,执行计算,而后将计算结果分发给邻居;

迭代式
计算过程一直持续到邻居间无更多信息交换为止;
此算法是自我终止的,没有算法应当停止的信号;

异步
不要求所有节点间同步操作;

基本概念

Bellman-Ford方程
x到y的带权最短路径长度 = min(x的邻居v){x到v的权重+v到y的带权最短路径长度}

d_x(y)=min_{x的邻居v}\{ c(x,v) + d_v(y) \}

距离向量
节点x的距离向量维护节点x到其它所有节点的估计距离;

松弛操作
当更新到节点v的最短路径后,更新到节点v邻居的当前最短路径

DV路由选择算法原理

  • 每个节点维护一个距离向量;

  • 距离向量中,到邻居节点的距离是准确值;

  • 节点在每次迭代中向所有邻居发送自身的距离向量;

  • 节点每次收到邻居发送的距离向量,就根据Bellman-Ford方程校正自身的距离向量;

  • 校正过程即是最短路径问题中的松弛操作;

  • 只要所有节点以异步方式交换距离向量,每个节点的距离向量值都会收敛到精确最短路径值;

  • 距离向量收敛后,只要链路没有更新,节点就不会向邻居发出新距离向量报文,也不会收到邻居的报文,算法进入静止状态;

路由选择环路问题

  • 某链路w权重增加后,非相邻节点a可能要在多次迭代后才获知这一事实(因为链路w在节点a预期的某条最短路径上),而该链路的邻接节点b可以立刻获知这一事实;
    在路由表多次迭代直至稳定之前,会导致路由选择环路问题:
  • b将把分组发往a,期望a能以较低代价转发分组,而a会把分组发往b,因为a预期的最短路径通过链路w,而此时a的距离向量还未完全反映w权重大量上升这一事实;

路由选择环路问题的解决方案

毒性逆转

  • 对涉及两个节点的路由选择环路问题可通过毒性逆转技术解决;
  • 若节点a通过节点b到达节点c,则节点a将虚假但善意地告诉b:a到c的距离是无穷大,从而避免环路问题;
  • 等价地,节点a在告所节点b自己到节点c的费用时,可附带通过自己到c的路径上的下一跳路由,这使得节点b能判断a是否是通过b自身到达c的,也能起到毒性逆转的作用;
  • 毒性逆转技术对涉及到三个或更多节点的选择环路问题无能为力;

最大度量

  • 通过限制分组最大跳步数TTL可在一定程度上减轻路由选择环路问题的影响

LS与DV路由选择算法对比

  • LS算法中,每个节点a经广播通告所有节点:a与a邻居的链路权重;
  • DV算法中,每个节点a仅与a的邻居节点交流,通告邻居:a到所有其它节点的最低费用估计;
  • LS要求发送大量报文以通告整个网络的情况;
  • DV收敛速度较慢,且有路由选择环路问题;
  • LS每个路由器的计算是隔离的,相对健壮;
  • DV中,一个损坏的路由器会将错误信息扩散至全网;

DV,LS各有所长,都在因特网中得到应用,并且,LS和DV基本上是因特网实践中仅有的两种算法。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,125评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,293评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,054评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,077评论 1 291
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,096评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,062评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,988评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,817评论 0 273
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,266评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,486评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,646评论 1 347
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,375评论 5 342
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,974评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,621评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,796评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,642评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,538评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容