链路状态路由算法模拟毕设论文.doc

前 言 随着网络技术和通讯技术的高速发展，不同网络的大区域的连接是必需的，而路由器是连接不同网络的重要网络设备，因此对路由技术的不断研究尤其重要。路由技术是网络中的一个重要技术，一个好的路由算法可以减少网络开销、提高网络的可靠性。为了更好地研究基于链路状态的网络路由技术，对链路状态路由算法的模拟是一个有效的途径。 本文主要对基于链路状态的网络路由技术进行研究，我的主要工作是归纳和整理网络路由技术相关知识并研作出链路状态路由算法的模拟，这个模拟有助于更好更深层次地理解链路状态路由。 在内容方面，这份论文分5个部分。第1部分绪论，简单介绍了网络体系结构的相关基础知识。第2部分紧接着计算机网络基础知识介绍了网络路由技术基础，内容还包括了链路状态路由和距离向量路由的优缺点。第3部分重点介绍链路状态路由原理的五个过程。第4部分介绍算法模拟部分，根据路由原理设计了一个链路状态路由算法的模拟。最后一个部分是总结与展望。 由于网络路由技术发展非常迅速，涉及的知识面广，加之作者水平有限，虽然艰苦努力，但文中难免有错漏之处，希望各位老师能给予批评和指正。 1 绪论 随着网络技术的深入，新型网络应用不断涌现，小型小区的网络已经不能再满足大众的要求。而路由器是连接各种不同网络的核心设备，要保证各网络用户之间正常的相互通信路由技术至关重要。不同的路由算法有它的优缺点，链路状态路由算法有收敛快等优点，因此无论是理论上还是应用上，对链路状态路由算法的研究对网络通信有着重大的意义。 路由器是工作在网络层的设备，用于实现网络互联。路由选择是IP协议的一项重要功能，它完成Internet中IP报文的正确转发。在Internet中，完成路由选择的设备是网络路由器。网络路由器有两大功能：一是将IP报文正确发送下一个路由器；二是根据路由算法（或协议）与其他路由器不断交换路由信息，更新路由表，这是路由器最主要的工作。 1.1 网络体系结构 现代的计算机网络都采用了层次化的结构，但是不同的体系结构划分的层次数是不尽相同的，层与层之间的功能划分也不一样。下面将介绍两种参考模型，一种是在理论上起指导意义的分层模型框架——开放式系统互联参考模型OSI/RM；另一种是应用非常广泛的网络级互联参考模型——TCP/IP参考模型。 1.1.1 应用OSI参考模型的必要性 在网络上，多个厂商生产的多种计算机及网络设备（包括大型主机、PC、服务器、无盘工作站、路由器、交换机、网络打印机等）之间要想进行通信，必须使它们采用相同的信息交换规则，这和在路上跑的各种牌子和型号的车都必须遵守相同的交通规则的道理是一样的。今天的网络浩大繁杂，网络设备品种繁多，使用的协议也是多种多样的。如果这些不同的厂商生产的不同网络设备，以及在这些网络设备上使用的不同的操作系统和应用软件没有一个统一的数据信息交换规则，那么我们的网络就没有办法相互通信了，互联网就不会具有今天的规模。所以在网络上应用标准化的信息交换规则，已经成文网络继续向前发展的重要依据和前提条件。 我们把在计算机网络中用于规定数据信息的格式及如何发送和接收信息的一套规则称为网络协议（network protocol）或通信协议（communication protocol）。为了减少网络协议设计的复杂性，网络设计者并不是设计一个单一、巨大的协议为所有形式的通信规定完整的细节，而是采用把通信问题划为为许多个小问题，然后为每个小问题设计一个单独的协议的方法。这样做使得每个协议的设计、分析、编码和测试都比较容易。所以我们使用分层模型（laying model）这种设计方法来开发网络协议。本质上，分层模型给出了把通信问题划分为几个层次，一个或几个小问题对应于其中的一层设计方法。 同时，网络的故障排除也要求对网络的通信规则进行分层的设计。通过使用层次结构，我们可以把网络的故障定位在数据通信的某一阶段，而不是在通信的整个过程中寻找故障点，这大大提高了定位故障点的准确度，加快了故障排除的速度。 由于上述原因，国际标准化组织（ISO）指定了标准化开放式计算机网络层次结构模型—开放式系统互联（OSI）参考模型。 开放式是指能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行互联通信。正是由于该参考模型具有很强的开放性，现在网络的发展和开发都不约而同地以它为基础。 OSI参考模型包括体系结构、服务定义和协议规范三个具体方面。 OSI参考模型的体系结构定义了一个七层模型，用以进行进程间的通信，并作为一个框架来协调各层标准的制定。OSI参考模型的服务定义描述了各层所提供的服务，以及层与层之间的抽象接口和交互用的服务原语。OSI参考模型各层的协议规范精确地定义了应当放松何种控制信息及通过何种过程解释该控制信息。 我们需要明确的是，OSI参考模型并不是