通信交換技術(shù)知識(shí)點(diǎn)精講之路由選擇算法

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       下面是由希賽小編提供的通信交換技術(shù)知識(shí)點(diǎn)精講之路由選擇算法，希望對(duì)學(xué)友們有所幫助。具體內(nèi)容如下：

       路由選擇算法

       (1)用圖表示網(wǎng)絡(luò)

       路由問(wèn)題就是解決分組交換網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)交換機(jī)應(yīng)該如何進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題.因此有必要先研究網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？梢杂脠D論中的“圖”（Graph)來(lái)表示一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò)，用圖的“頂點(diǎn)”表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用連接頂點(diǎn)的“邊”表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的鏈路，如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖G表示為G=(V,E),其中，F(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合，E是鏈路的集合。

       通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的一條有向通路（Path),可用一組鏈路的有序集（L1,L2,……，Ln）來(lái)表示。在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，該通路稱為“分組傳送路徑”（Route)。因此，所謂“路由算法”或“路徑選擇算法”，就是指確定分組從它的源點(diǎn)到達(dá)目的點(diǎn)的有向傳輸通路的法則。

       現(xiàn)在面臨的問(wèn)題是：

       ①采用什么算法來(lái)選擇合適的路徑？

       ②依據(jù)什么信息來(lái)進(jìn)行這種選擇？

       ③應(yīng)該如何執(zhí)行這種選擇的策略？

       ④用什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)判所選擇路徑的好壞？

       下面就討論路由選擇的一般原理以及幾種不同的路由選擇策略和算法。理想的路由選擇算法圖5-16網(wǎng)絡(luò)

       一個(gè)理想的路由選擇算法應(yīng)滿足如下要求。

       ①算法必須是正確的和完整的。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)中的路由表，都必須給出到所有可能的目的節(jié)點(diǎn)的下一節(jié)點(diǎn)，并且沿著各交換機(jī)中路由表所指引的路由，分組一定能夠最終到達(dá)目的計(jì)算機(jī)所在的那個(gè)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)，并且該交換機(jī)可以根據(jù)自己的路由表識(shí)別出目的計(jì)算機(jī)直接與自己相連，因此不會(huì)再向其他交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)該分組。

       ②算法在計(jì)算上應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單。對(duì)于數(shù)據(jù)報(bào)分組交換方式，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都要對(duì)每個(gè)分組進(jìn)行路由選擇的計(jì)算，路由的計(jì)算必然增加分組的轉(zhuǎn)發(fā)處理時(shí)延，因此應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)箅。另外，路由選擇的計(jì)算不應(yīng)使網(wǎng)絡(luò)通信資源增加太多的額外開銷。若為了計(jì)算合適的路由必須使用網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的大量狀態(tài)信息，就會(huì)加大額外開銷。

       ③算法應(yīng)能適應(yīng)分組流量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，也就是說(shuō)，要有自適應(yīng)性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某些鏈路的流量過(guò)大時(shí)，算法應(yīng)能自適應(yīng)地改變路由，以均衡各鏈路的負(fù)載。當(dāng)某個(gè)或某些節(jié)點(diǎn)、鏈路發(fā)生故障不能工作，或者修理好了再投人運(yùn)行時(shí)，算法能及時(shí)地改變路由。有時(shí)稱這種自適應(yīng)性為“頑健性”（Robustness)。

       ④箅法應(yīng)具有穩(wěn)定性。在網(wǎng)絡(luò)通信流童和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄬?duì)穩(wěn)定的情況下，路由算法應(yīng)收斂于一個(gè)可以接受的解，而不應(yīng)產(chǎn)生過(guò)多的振蕩。所謂振蕩，是指由算法得出的路由在一些路由之間來(lái)回不停地變化。

       ⑤算法應(yīng)是公平的。這就是說(shuō)，算法應(yīng)對(duì)所有用戶（除對(duì)少數(shù)優(yōu)先級(jí)髙的用戶）都是平等的。例如，若使某一對(duì)用戶的端到端時(shí)延為最小，但卻不考慮其他的廣大用戶，這就明顯地不符合公平性的要求。

       ⑥算法應(yīng)是最佳的。這里的“最佳”是指以最低的“代價(jià)"（Cost)來(lái)實(shí)現(xiàn)的路由算法。這里特別需要注意的是，在研究路由選擇時(shí)，“代價(jià)”并#一定指“錢”。通常是給每一條鏈路指定一定的代價(jià)，而這個(gè)代價(jià)又是由一個(gè)或多個(gè)因素（幾個(gè)因素綜合起來(lái)）決定的，如鏈路長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)率、鏈路容量、是否要保密、傳輸時(shí)延等，甚至還可以是一天中某一個(gè)小時(shí)內(nèi)的通信流量、節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)被占用的程度、鏈路的差錯(cuò)率情況等。可以根據(jù)用戶的具體情況來(lái)設(shè)置每一條鏈路的“代價(jià)”。從這里坷以看出，不存在一種絕對(duì)的最佳路由算法。所謂“最佳”只能是相對(duì)于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。

       一個(gè)實(shí)際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近理想的算法。在不同的應(yīng)用條件下，對(duì)以上提出的六個(gè)方面也可有不同的側(cè)重。

       2.路由策略的分類

       路由選擇算沬是解決如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)，按照一定的性能準(zhǔn)則，計(jì)算分組傳送路徑的問(wèn)題。而路由策略則是解決路由的選擇能否適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)變化的問(wèn)題。這兩者不可混淆。一般說(shuō)來(lái)，路由選擇算法僅是路由策略的一部分。倘若從路由的選擇能否隨網(wǎng)絡(luò)的變化而自適應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整變化來(lái)區(qū)分，則路由策略可分為兩大類，即非自適應(yīng)路由選擇策略與自適應(yīng)路由選擇策略。

       非自適應(yīng)路由選擇也叫做靜態(tài)路由選擇，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單和開銷較小，但不能及時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)（包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜土髁糠植迹┑淖兓Ｗ赃m應(yīng)路由選擇也叫做動(dòng)態(tài)路由選擇，其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜。下面兩小節(jié)將分別進(jìn)行介紹。

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