最短路徑算法Dijkstra算法在路由選擇中的應用.pdf

計算機與網絡

江蘇聯合職業技術學院徐州機電工程分院 王恒青 江蘇聯合職業技術學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計目標以及種類，從最短路徑算法的基本原理出發，舉實例推演了Dijkma算法的

運算過程，且對最短路徑樹的找出過程進行了解釋。

[關鍵詞】路由選擇最短路徑Dijks吼算法最小時延

0．路由算法的設計目標 (1)初始化

路由算法在路由協議中起著至關重要的作用，采用何種算 令N表示網絡結點的集合。先令N={1}。對所有不在N中

法往往決定了最終的尋徑結果，因此選擇路由算法一定要仔 的結點x，寫出

細。通常需要綜合考慮5個設計目標： …fZ(1，x)若結點x與結點1不直接相連

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

(2)簡潔性：算法設計簡潔，利用最少的軟件和開銷，提供 在用計算機進行求解時，可以用一個比任何路徑長度大得

最有效的功能。 多的數值代替。對于上述例子，可以使R(x)=99。

(3)堅固性：路由算法處于非正常或不可預料的環境時，如 (2)尋找—個不在N中的結點y，其R∽值為最小。把Y加入

硬件故障、負載過高或操作失誤時，都能正確運行。最好的路由

器算法通常能在各種網絡環境下都是可靠的。 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 R(x)+．Min[R(x)，R劬+地，x)】

到一致的過程。收斂慢的路由算法會造成路徑循環或網絡中 (3)重復步驟2，直到所有的網絡結點都在N中為止。

斷。 表1是對圖1的網絡進行求解的詳細步驟。可以看出，上

(5)靈活性：路由算法可以快速、準確地適應各種網絡環 述的步驟(2謗乓執行了5次。表中帶圓圈的數字是在每一次執行

境。 步驟(2)時所尋找的具有最小值的R劬值。當第5次執行步驟(2)

1．路由算法種類 并得出了結果后。所有網絡結點都已包含在N之中，整個算法

路由算法按照種類可分為：靜態和動態、單路和多路、平等 即告結束。

和分級、源路由和透明路由、域內和域問、鏈路狀態和距離向 表1計算圖1的網絡的最短路徑

量。 步驟 N R(2)R0) 尉4) R(5) R(6)

鏈路狀態算法(也稱最短路徑算法)發送路由信息到互聯

初始化 {1) 2 5 l 09, ∞

網上所有的結點，然而對于每個路由器，僅發送它的路由表中

描述了其自身鏈路狀態的那一部分。本質上說，鏈路狀態算法 I {1,4l 2 4 ① 2 ∞

只是將少量更新信息發送至網絡各處。由于鏈路狀態算法收斂

2 {1,4,5l 2 3 1 ② 4

快，通常不易產生路由循環。另一方面，鏈路狀態算法要求有更

強的CPU能力和更多的內存空間，相對其他算法在實現時費用 3 11,2’4'5l② 3 l 2 4

會高些。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

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