计算机网络1-距离矢量路由算法模拟

距离矢量路由算法实验

一、实验要求

 

 

网络拓扑图

 

实验过程描述

1、将上面的网络拓扑图保存待用

例如，可用二维数组保存，数组下标或索引可隐含表示网络节点。数组元素保存网络拓扑图边上的权值

2、为每个网络节点初始化并保存一张路由表

例如，可以用单链表表示一个网络节点的路由表，单链表的每个结点存储一个表项信息；表项信息是一个三元组（目的节点，下一跳，开销），可用结构体表示。结构体包括四个字段：目的节点，下一跳，开销，指向下一个结点的指针。以网络节点A为例，它的初始路由表仅包含两个表项，如下所示：

 

可将所有网络节点的路由表头指针保存在一个一维数组中，数组下标或索引可隐含表示网络节点。

3、给每个网络节点一次执行距离矢量路由更新的机会，可用一个循环达到此效果

例如，当A执行距离矢量路由更新时，它需要它的邻居B和G的路由表，这里可忽略B和G发送路由表的操作，直接使用即可。

A更新前的路由表不能丢弃，原因有二：一、需要与更新后的路由表比较，看是否有变化；二、在A的邻居节点执行距离矢量路由更新时，它使用的是A的旧表，尽管此方式并非实际所用，但我们要求采用此种方式模拟所有节点同时进行路由更新的效果。

距离矢量路由更新的过程见书。

需要记录这一次路由更新过程中，每个节点的路由表是否发生变化。可用一个布尔变量来标记，初始化这个布尔变量为“假”，若出现一个网络节点的路由表发生变化的情况就置为“真”。

4、若布尔变量为“真”，则累加一次更新记录，并重复开始步骤3；若为“假”，则所有节点的路由表稳定了，可以输出一个节点从初始到稳定的所有路由表数据以及更新次数。

 

二、实验分析与设计

1.用c语言来实现（结构化程序设计）

根据上述实验内容来做。一点一点实现即可。

2.实验中的注意点和难点。

    （1）注意内存回收，不要造成内存泄漏。即每一个malloc都要与一个free对应，申请的内存用完后要记得释放。

    （2）全局变量的使用要注意，因为程序中哪儿都可以修改全局变量的值。

    （3）要注意模块化，主函数要短小精悍，将每个功能都用一个函数实现。

三、实验源代码

 

/*距离矢量路由算法实验模拟 
输入：网络拓扑图，表示网络中结点之间的联系 
输出：一个节点（结点A）从初始到稳定的所有路由表数据以及更新次数。 
*/
#include
using namespace std;
#define N 8


struct Node
{
	int destination;
	int nextJump;
	int cost;
	struct Node* nextNode;
};
typedef Node* NodePtr;

int graph[N][N];			//保存网络拓扑图 
NodePtr routeHeaders[N]; 	//旧路由表  保存路由表头指针 
NodePtr newRouteHeaders[N];	//新的路由表
int gxcount = 0;			//更新次数 
bool isChange=false;		//更新一次后，路由表是否改变 

void InitGraph();			//初始化网络拓扑图 
void InitRouteTable();		//初始化路由表 
void ShowRouteTable(NodePtr head);		//打印某个结点的路由表 
NodePtr CopyRouteTable(NodePtr head);	//复制某个结点的路由表，返回头指针 
void DeleteRouteHeaders(NodePtr head);	//删除以head为头结点的路由表，该实验主要用来删除旧表 
void Update();				//进行更新，由旧表得到新表 



int main()
{
	InitGraph();
	InitRouteTable();
	
	while(1)
	{
		isChange = false;
		Update();
		ShowRouteTable(routeHeaders[0]);
		gxcount++;
		if(!isChange)	break;
		
	} 
	cout<<"更新次数为："<

    cout<<"说明更新"<<(gxcount-1)<<"次后已经稳定"<0)
			{
				NodePtr newNode = (NodePtr)malloc(sizeof(Node)) ;
				newNode->destination = j;
				newNode->nextJump = j;
				newNode->cost = graph[i][j];
				newNode->nextNode = routeHeaders[i];
				routeHeaders[i] = newNode;
			}	
		}	
		
	}
} 

void ShowRouteTable(NodePtr head)
{
	NodePtr tmp=head;
	cout<<"目的网络"<<"\t"<<"距离"<<"\t"<<"下一跳"<destination+65)<<"\t\t"<cost<<"\t"<nextJump+65)<nextNode;
	}
}

NodePtr CopyRouteTable(NodePtr head)
{
	NodePtr newTable=NULL,tmp=head;
	while(tmp)
	{
		NodePtr t1 = (NodePtr)malloc(sizeof(Node));
		t1->destination = tmp->destination;
		t1->nextJump = tmp->nextJump;
		t1->cost = tmp->cost;
		
		t1->nextNode = newTable;
		newTable = t1;
		
		tmp = tmp->nextNode;
	}
	
	return newTable;
} 

//更新路由表 
void Update()
{
	 
	for(int i=0; i0)
			{
				//如果i与j相邻，则获取j的路由表并修改相应信息 
				NodePtr t = routeHeaders[j];
				NodePtr head = NULL;
				while(t) 
				{
					NodePtr np = (NodePtr)malloc(sizeof(Node));
					np->destination = t->destination;
					np->nextJump = j;			//下一跳为j 
					np->cost = t->cost+graph[i][j];		//代价要加一 
					np->nextNode = head;
					head = np;
					
					t = t->nextNode; 
				} 
				
				//根据获得的路由表去更新路由信息
				 
				NodePtr t2 = head;				//t2指向获取的路由表 
				while(t2)
				{
					NodePtr t1 = newTable;	//t1指向i的新路由表的表头 
					
					int destination  = t2->destination;
					while(t1 && (t1->destination!=destination) )	t1=t1->nextNode;
					if(t1==NULL)	
					{	
						//如果旧表中没有该目的网络destination，则把该项目添加到新路由表中
						if(t2->destination != i)	//并且目的网络不能是自己 
						{
							isChange=true;
							NodePtr n1 = (NodePtr)malloc(sizeof(Node));
							n1->destination = t2->destination;
							n1->nextJump = t2->nextJump;
							n1->cost = t2->cost;
						 
							n1->nextNode = newTable;
							newTable = n1;
						}
						
					}else{
						//旧表中有该目的网络destination
						if(t1->nextJump == j) //且下一跳地址是j，则把收到的项目更新到新路由表中 
						{
							if(	t1->cost !=  t2->cost)isChange=true;
							t1->cost =  t2->cost;
						} else{
							//若收到的项目中的距离小于原来的cost，则更新 
							if(t2->cost < t1->cost)
							{
								isChange=true;
								t1->cost = t2->cost;
								t1->nextJump = t2->nextJump;
							}	
							//否则什么也不做 
						}
					} 
					
					t2 = t2->nextNode;
				}				
			 	
			}
		}
		 
		newRouteHeaders[i] = newTable;	
	}
	
	
	for(int i=0; inextNode;
		while(t1)
		{
			free(t1);
			t1=t2;
			if(t2)	t2=t2->nextNode;
		}
		
}

 

 

 

 

 

四、实验运行结果

 

五、总结与体会

1.因为这学期来，实际写代码的时间比较少，都已经生疏了。所以这次实验自己做的并不顺利，中间停停写写好几次才做出来，甚至其中有过几次要放弃。所幸自己最后还是坚持下来并且做出来了。

2.自己在做的过程中，发现自己的基本码代码能力还是不够强，所以以后还是要多多练习。希望自己以后再看这些代码的时候，会认为这些代码很low，会将代码进行更多的改进。

3.通过此次实验，对距离矢量路由算法有了比较清楚的认识。所以说实践是学习知识的最好途径，以后要多动手做实验，以便于更好的理解理论。