【计算机网络】路由选择算法----分类

路由选择算法(routing algorithm)

   目的：确定一条通过路由器网络好的路径

   通过，一条好的路径指的是最低开销的路径。我们用图(graph) G = 来描述路由选择问题。因此，我们可以使用图论中的一些算法，如Dijkstra算法等等。在上图中可以看到一个计算机网络的抽象图模型。一条边的开销可反映出对应链路的物理长度，上图中未标出边的值。
对于E中的任一条边(x , y)，我们用c(x , y) 表示节点x和y间边的开销。
   如果节点对边(x , y)不属于E，则置c(x , y) = ∞。此外，我们在这里考虑的是无向图(即图的边没有方向)，因此边(x , y)与(y , x)是相同的并且c(x , y) = c(y , x)。然而，我们将学习的算法能够很容易的扩展到在每个方向有不同开销的有向链路场合。如果(x , y)属于 E ，节点y 也被称为节点 x的邻居(neighbor)。

   我们所寻找的路径(path) 是一个节点序列(x1,x2,x3,x3…,xn).
这样对每一个边(x1,x2) , (x2,x3) , … , (xn-1,xn) 是 E 中的边。路径(x1,x2,…,xn)的开销是沿着路径所有边的开销的总和，即c(x1,x2) + c(x2,x3) + … + c(xn-1,xn)。每一条路径都有开销，这些路径中的一条或者多条是最低开销路径(least-cost path)。
   如图5-3，源节点u和目的节点u之间的最低开销路径是(u,x,y,w)。具有的路径开销是3。若在图中的所有边具有相同的开销，则最低开销路径就是最短路径(shortest path)，即在源和目的地之间具有最少链路数量的路径。

一般而言，路由选择算法的一种分类方式是根据该算法是集中式还是分散式来划分。

• 集中式路由选择算法(centralized routing algorithm)
     以所有节点之间的连通性及所有链路的开销为输入。集中式算法具有关于连通性和链路开销方面的完整信息。具有全局状态信息的算法常被称为链路状态(Link State，LS)算法，因为该算法必须知道网络中每条链路的开销。
• 分散式路由选择算法(decentralized routing algorithm)
     路由器以迭代、分布式的方式计算出最低开销路径。没有节点拥有关于所有网络链路开销的完整信息。每个节点仅有与其直接相连链路的开销信息，而可以直接开始工作。然后，通过迭代计算过程以及与相邻节点的信息交换，一个节点逐渐计算到达某目的地的节点或一组目的节点的最低开销路径。其中的一个栗子便是，距离向量算法(Distance-Vector，DV)算法。之所以叫作DV算法，是因为每个节点维护到网络中所有其他节点的开销(距离)估计的向量。

   路由选择算法的第二种广义分类方式是根据算法是静态的还是动态的来进行分类。
   在**静态路由选择算法(static routing algorithm)**中，路由随时间的变化是非常缓慢，通常是人工进行调整。**动态路由选择算法(dynamic routing algorithm)**随着网络流量负载或拓扑发生变化而改变路由选择路径。一个动态算法可以周期性地运行或更容易受诸如路由选择循环、路由振荡之类的问题影响。

   路由选择算法的第三种分类方式是根据它是负载敏感还是负载迟钝的进行划分。
   负载敏感算法(load-senstive algorithm)，链路开销会动态地变化以反映出底层链路的当前拥塞水平。如果当前拥塞的一条链路与高开销相联系，则路由选择算法趋向于绕开该拥塞链路来选择路由。如ARPAnet路由。
当今的因特网路由选择算法(如RIP、OSPF和BCP)都是负载迟钝的，因为某条链路的开销不明确地反映出当前(或最近)的拥塞水平。