《常用的分布式路由选择算法全解析》
一、距离矢量路由选择算法
1、基本原理
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- 距离矢量路由选择算法（Distance - Vector Routing Algorithm）是一种基于贝尔曼 - 福特（Bellman - Ford）算法的分布式路由算法，每个路由器维护一张路由表，表中包含到达各个目的网络的距离（通常以跳数衡量）和下一跳路由器，路由器会定期向相邻路由器发送自己的路由表信息，在一个简单的网络中，路由器A可能会告诉相邻的路由器B，它到网络X的距离是3跳，下一跳是路由器C。
- 收到相邻路由器的路由表信息后，路由器会根据这些信息更新自己的路由表，如果路由器B从路由器A收到到达网络X的新信息，并且这个信息表明通过A到达X的路径比B当前已知的路径更优（例如距离更短），那么B就会更新自己的路由表，将到X的下一跳指向A，并更新距离值。
2、优点
- 实现相对简单，路由器只需要与相邻路由器交互信息并进行简单的计算就可以更新路由表，这使得在小型网络中，距离矢量路由算法易于部署和管理，在一个企业内部的局域网中，如果网络拓扑结构相对简单且变化不频繁，距离矢量路由算法能够快速地构建出合理的路由表。
- 对路由器的资源要求相对较低，由于算法的计算复杂度不高，不需要大量的存储空间和强大的计算能力，所以适用于一些性能较低的路由器设备。
3、缺点
- 收敛速度慢，当网络拓扑发生变化时，例如某条链路断开或者新的路由器加入网络，这个变化的信息需要在网络中逐跳传播，由于每个路由器都要等待相邻路由器的更新信息，然后再更新自己并将新信息传递给其他相邻路由器，可能会导致路由环路的产生，路由器A认为通过路由器B可以到达某个网络，而路由器B认为通过路由器A可以到达，这样就形成了一个环路，导致数据包在网络中无限循环。
- 计数到无穷问题，在出现路由环路时，如果没有特殊的机制，路由器可能会不断增加到某个目的网络的距离值，直到达到一个无穷大的数值，这会导致网络资源的浪费并且使网络无法正常通信。
二、链路状态路由选择算法
1、基本原理
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- 链路状态路由选择算法（Link - State Routing Algorithm）要求每个路由器了解整个网络的拓扑结构，每个路由器首先会发现自己的邻居路由器，然后测量到邻居路由器的链路成本（例如链路带宽、延迟等），路由器会构建一个包含自己以及邻居路由器信息的链路状态数据包（LSP），这个数据包中包含路由器的标识、邻居关系以及链路成本等信息。
- 路由器将LSP发送给网络中的所有其他路由器，所有路由器收到网络中各个路由器的LSP后，就可以构建出整个网络的拓扑图，基于这个拓扑图，路由器使用迪杰斯特拉（Dijkstra）算法计算出到达每个目的网络的最短路径，并构建自己的路由表。
2、优点
- 收敛速度快，由于每个路由器都拥有整个网络的拓扑信息，当网络拓扑发生变化时，只需要重新计算受影响的最短路径，而不需要像距离矢量算法那样逐跳传递更新信息，在一个大型的广域网中，如果某条链路断开，路由器可以迅速根据新的拓扑结构重新计算路由，减少网络中断的时间。
- 不会产生路由环路，因为每个路由器都是基于整个网络的拓扑结构计算最短路径，而不是基于相邻路由器的信息逐步更新，所以不会出现像距离矢量算法那样的路由环路问题。
3、缺点
- 对路由器资源要求较高，路由器需要存储整个网络的拓扑信息，并且要进行复杂的迪杰斯特拉算法计算，这需要大量的存储空间和较强的计算能力，在一些资源有限的路由器上可能无法很好地运行。
- 网络中LSP的泛洪可能会消耗大量的网络带宽，尤其是在大型网络中，当大量路由器同时发送LSP时，可能会导致网络拥塞。
三、路径矢量路由选择算法
1、基本原理
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- 路径矢量路由选择算法（Path - Vector Routing Algorithm）结合了距离矢量和链路状态算法的一些特点，每个路由器不仅维护到达目的网络的距离，还维护到达目的网络的路径信息，路由器A在其路由表中记录到达网络X的路径是经过路由器B、C等。
- 路由器之间交换路由信息时，传递的是路径矢量信息，当一个路由器收到其他路由器的路径矢量信息后，会根据一些策略（如防止环路的策略、路径策略等）来决定是否接受和更新路由表。
2、优点
- 可以有效地防止路由环路，通过记录路径信息，路由器可以很容易地检测到是否存在环路情况，如果路由器A收到一个到达某个网络的路径信息，其中包含了自己的标识，那么就可以判断存在环路并拒绝这个路由更新。
- 具有一定的策略性，网络管理员可以根据网络的需求制定不同的路径策略，在某些跨国企业网络中，可以根据不同国家或地区的网络政策，设置某些路径为优先路径或者禁止某些路径的使用。
3、缺点
- 路由表可能会比较复杂，由于要记录路径信息，相比距离矢量算法，路由表的规模会更大，这对路由器的存储空间有一定的要求。
- 路径信息的交换和处理需要一定的计算资源，当网络规模较大时，处理大量的路径矢量信息可能会导致路由器性能下降。
距离矢量、链路状态和路径矢量路由选择算法在不同的网络场景下各有优劣，网络管理员需要根据网络的规模、性能要求、拓扑变化频率等因素来选择合适的分布式路由选择算法。
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