最短路徑算法Dijkstra算法在路由選擇中的應(yīng)用.pdf

計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)

江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐州機(jī)電工程分院 王恒青 江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐州生物工程分院 宋如敏

[摘要】本文介紹了路由算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)以及種類，從最短路徑算法的基本原理出發(fā)，舉實(shí)例推演了Dijkma算法的

運(yùn)算過程，且對最短路徑樹的找出過程進(jìn)行了解釋。

[關(guān)鍵詞】路由選擇最短路徑Dijks吼算法最小時(shí)延

0．路由算法的設(shè)計(jì)目標(biāo) (1)初始化

路由算法在路由協(xié)議中起著至關(guān)重要的作用，采用何種算 令N表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的集合。先令N={1}。對所有不在N中

法往往決定了最終的尋徑結(jié)果，因此選擇路由算法一定要仔 的結(jié)點(diǎn)x，寫出

細(xì)。通常需要綜合考慮5個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)： …fZ(1，x)若結(jié)點(diǎn)x與結(jié)點(diǎn)1不直接相連

(1)最優(yōu)化：指路由算法選擇最佳路徑的能力。 ‘q”一I∞ 若結(jié)點(diǎn)x與結(jié)點(diǎn)1不直接相連

(2)簡潔性：算法設(shè)計(jì)簡潔，利用最少的軟件和開銷，提供 在用計(jì)算機(jī)進(jìn)行求解時(shí)，可以用一個(gè)比任何路徑長度大得

最有效的功能。 多的數(shù)值代替。對于上述例子，可以使R(x)=99。

(3)堅(jiān)固性：路由算法處于非正常或不可預(yù)料的環(huán)境時(shí)，如 (2)尋找—個(gè)不在N中的結(jié)點(diǎn)y，其R∽值為最小。把Y加入

硬件故障、負(fù)載過高或操作失誤時(shí)，都能正確運(yùn)行。最好的路由

器算法通常能在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下都是可靠的。 中的較小的值去更新原有的R(x)值，即：

(Cs-1)

(4)快速收斂：收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達(dá) R(x)+．Min[R(x)，R劬+地，x)】

到一致的過程。收斂慢的路由算法會(huì)造成路徑循環(huán)或網(wǎng)絡(luò)中 (3)重復(fù)步驟2，直到所有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都在N中為止。

斷。 表1是對圖1的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行求解的詳細(xì)步驟?？梢钥闯?#xff0c;上

(5)靈活性：路由算法可以快速、準(zhǔn)確地適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán) 述的步驟(2謗乓執(zhí)行了5次。表中帶圓圈的數(shù)字是在每一次執(zhí)行

境。 步驟(2)時(shí)所尋找的具有最小值的R劬值。當(dāng)?shù)?次執(zhí)行步驟(2)

1．路由算法種類 并得出了結(jié)果后。所有網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)都已包含在N之中，整個(gè)算法

路由算法按照種類可分為：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)、單路和多路、平等 即告結(jié)束。

和分級(jí)、源路由和透明路由、域內(nèi)和域問、鏈路狀態(tài)和距離向 表1計(jì)算圖1的網(wǎng)絡(luò)的最短路徑

量。 步驟 N R(2)R0) 尉4) R(5) R(6)

鏈路狀態(tài)算法(也稱最短路徑算法)發(fā)送路由信息到互聯(lián)

初始化 {1) 2 5 l 09, ∞

網(wǎng)上所有的結(jié)點(diǎn)，然而對于每個(gè)路由器，僅發(fā)送它的路由表中

描述了其自身鏈路狀態(tài)的那一部分。本質(zhì)上說，鏈路狀態(tài)算法 I {1,4l 2 4 ① 2 ∞

只是將少量更新信息發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)各處。由于鏈路狀態(tài)算法收斂

2 {1,4,5l 2 3 1 ② 4

快，通常不易產(chǎn)生路由循環(huán)。另一方面，鏈路狀態(tài)算法要求有更

強(qiáng)的CPU能力和更多的內(nèi)存空間，相對其他算法在實(shí)現(xiàn)時(shí)費(fèi)用 3 11,2’4'5l② 3 l 2 4

會(huì)高些。不論在哪一種路由選擇算法中都要用到求最短路徑算 4 2 ③ 1 2 4

{1,2，3,4，51

法。最出名的求最

總結(jié)

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