Walker星座中一种新的最短路径路由算法

６期王莹等：Ｗａｌｋｅｒ星座中一种新的最短路径路由算法１０４９

影节点（加，ｓ出＞，按照式（３）计算ｖ咒，用Ｓｄｓ代替表１中的跗就

可以计算出ｄ口．

记录使（ｖｎ＂ｋｈｎ）数值较小的ｄｖ、ｄｈ、可ｎ和＾ｎ，完成方向

估计．

３．２．２第一方向的选择

经过方向估计计算后，得到从当前节点到目的节点下一

跳的两个可能选择方向ｄｖ、ｄｈ以及最小跳数（ｖｎ＋＾ｎ）．为了

使从当前节点到目的节点的路径尽可能短，在两个可能的选

择方向ｄｖ和ｄｈ之间选择第一方向ｆａ，

，，ｆ１选择轨间链路

。

Ｉ一１选择轨内链路

从当前节点（户Ｊ幽＞到目的节点（加，甜＞的基于跳数最小的路径都在如图３所示的平行四边形内，平行四边形以当前节点为顶点、如方向的边长为＂０７１、ｄｈ方向的边长为｜ｌＩ行．而且在该平行四边形的内部选择路径的下一跳节点时，只能是幽或者ｄｈ方向的下一节点．

卫

图３路径所在的平行四边形

Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｏｇｒａｍｐｏｓｓｉｂｌｅｐａｔｈｓｌｏｃａｔｅｉｎ

从当前节点（户Ｊ涵＞到目的节点（ｐａ，ｓａ）的路径长度为

Ｊｈ

—Ｄｄ一∑工』＋硼－ＬＣｏｎｓｔ（５）由于所有同轨道面内的星际链路距离相同，因此等式右

＾ｏ

边第二项为常数，要使Ｄ。最小，则要求∑厶最小，所以，在寻找最短路径的时候，只需要关注轨间链路的选择．引入矩阵Ａ惭＋。，。＾一，该矩阵的第１列元素为当前节点沿着ｄｖ方向经过研（研＝０，１，．．?，ｖｎ）跳到达第（研＋１）个节点过程中，各节点沿ｄ＾方向选择下一跳时的轨间链路长度；第』列元素为第（Ｊ一１）列元素各链路终点沿ｄ＾方向选择下一跳时的轨间链路长度．

为保证路径的跳敦最少，矩阵内某元素在选择下一元素时，只能沿着维数增加的方向进行．寻找矩阵Ａ汩＋。，。ｈ中每

ｈ

一列元素４盯，使得∑ａｕ最小．如果相邻两列元素的行号相同，则ｆｄ＝１，否则。似＝一１．

４算法性能分析

Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法是寻找最短路径的经典算法，本文从算法的运算量和有效性两个方面将缩水最短路径路由算法与Ｄｉ—ｊｋｓｔｒａ算法进行比较．仿真运行在主频２．５Ｇ的ＰＣ机上，采用ＳＴＫ（ＳａｔｅｌｌｉｔｅＴｏｏｌＫｉｔ）和ＯＰＮＥＴ两种平台，由ＳＴＫ得到仿真参考星座的轨道参数，将轨道参数导入ＯＰＮＥＴ中，对比分析两种算法的性能．

仿真参考星座为Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ参考星座，由６个轨道平面组成，每轨道平面８颗卫星，轨道倾角５２。，轨道高度１４１４ｋｍ，每颗卫星与同轨道的前后邻居、相邻轨道的左右邻居各有一条星际链路．

从算法的实现来看，缩水最短路径路由算法利用Ｗａｌｋｅｒ星座拓扑规律的特点，缩小了寻找最短路径过程中的搜索空间．以参数为Ｍ＊Ｎ／Ｎ／Ｏ的Ｗａｌｋｅｒ星座为例，本算法的搜索空间局限在ｒＭ／２］×ｒⅣ／２］的平行四边形内部，而Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法是一种全搜索算法，其搜索空间为Ｍ＊Ⅳ．在本文８＊６／６／０的Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ参考星座中，计算卫星节点（１，１＞至其它节点的最短路径，两种算法所花费时间如图４所示．图中横坐标

图４算法运算时间曲线图

Ｆｉｇ．４ＴｉｍｅｔＷＯａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｃｏｓｔＶＳｔ

表示一个周期中采样的时刻点，单位为百秒，纵坐标表示算法运行所花费的时间，单位为毫秒．由于卫星星际链路长度随时间变化，因此在不同的抽样时刻运算时间有跳跃．从图中易得，在绝大多数时刻，Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法所耗费的时间远大于缩水最短路径路由算法．

在算法的有效性比较上，选择Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ星座中距离较远和较近的两组卫星对：源端（１，１），目的端为（４，２＞；源端＜１，１＞，目的端为（２，５＞．分别采用缩水最短路径路由算法和Ｄｉｊｋ—ｓｔｒａ算法计算两点在一个周期内的最短路径距离，如图５、图６（见下页）所示．

ｔ／ｈｕｎｄｒｅｄｓｅｃｏｎｄｓ

图５（１，１）与＜４．２＞路径距离曲线

Ｆｉｇ．５Ｐａｔｈｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎ（１，１＞ａｎｄ（４，２＞ＶＳｔ

图中横坐标表示一个周期中采样的时刻点，单位为百秒，纵坐标表示卫星对之间的路径距离，单位为千千米．从图５可以看出。某些时刻采用Ｄｉｊｋｓｔｒａ算法找到的路径比采用本算法找到的路径距离稍短，但大部分时刻两者是一致的，特别在图６中两者完全重合．通过对星座中其余卫星的仿真分析，可

如加ｍ粥舳∞∞如帅

６

４

２

Ｏ

８

６

４

Walker星座中一种新的最短路径路由算法

作者：王莹， 胡修林， 胡伟圣， 曾喻江， WANG Ying， HU Xiu-lin， HU Wei-sheng， ZENG Yu-jiang

作者单位：华中科技大学,电子与信息工程系,湖北,武汉,430074

刊名：

小型微型计算机系统

英文刊名：JOURNAL OF CHINESE COMPUTER SYSTEMS

年，卷(期)：2008，29(6)

被引用次数：0次

参考文献(10条)

1.Gan Zhong-min.Zhang Geng-xin Current development of satellite communications technology[期刊论文]-Journal of Communication 2006(08)

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3.Olariu S.Todorova P QoS on LEO satellites 2004(03)

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相似文献(10条)

1.期刊论文杨发毅.赵军锁.白建军宽带卫星网络边界路由技术研究-数字通信世界2005,""(6)

在中低轨道卫星星座中.利用星间链路组网是宽带卫星网络技术发展的一个主要方向.卫星网络中的边界路由主要解决卫星网络和地面网络之间在网络层的互操作性问题,实现网络层的互相融合,使端用户能够通过异构网络透明通信.在分析已有研究的基础上,结合地面网络使用的边界路由技术,本文给出了地面网络和卫星网络的互连模型,分析了具有星间链路的卫星网络中边界路由问题的实质.然后介绍了一种基于BGP-4协议的卫星网络边界路由机制,最后总结全文并指出后续的研究方向.

2.期刊论文杨发毅.赵军锁.白建军.YANG Fa-yi.ZHAO Jun-suo.BAI Jian-jun宽带卫星网络边界路由技术研究-

计算机应用研究2006,23(6)

在中低轨道卫星星座中,利用星间链路组网是宽带卫星网络技术发展的一个主要方向.卫星网络中的边界路由主要解决卫星网络和地面网络之间在网络层的互操作性问题,实现网络层的互相融合,使端用户能够通过异构网络来透明地通信.在分析已有研究的基础上,结合地面网络使用的边界路由技术,给出了地面网络与卫星网络的互连模型,分析了具有星间链路的卫星网络中边界路由问题的实质,并介绍了一种基于BGP- 4协议的卫星网络边界路由机制,进而指出了后续的研究方向.

3.学位论文王亮带有星间链路的卫星网络路由算法研究2003

该文重点研究带有ISL的卫星网络时延限制路由算法设计过程中的几个问题:第一,LEO(低轨道)卫星网络中时延限制路由算法设计问题.针对分布式时延限制路由算法的路由建立时间长,路由有效生存时间短和路由切换概率高等缺点,该文提出源节点集中式路由算法,该算法通过预先计算LEO卫星节点间连接关系来降低路由建立时间和路由切换概率.为降低集中式路由算法的复杂性,在具体实现过程中提出针对LEO卫星网络结构特点的动态近似化方案和压缩方案.第二,LEO卫星网络中卫星切换后重路由算法设计问题.卫星切换必然造成已有路由中断,为维护已有路由连续性,必须为已中断路由重新寻找有效路由,因此必须设计合理而有效的重路由算法.该文提出能够结合完全重路由和扩展路由两种方案优势的两阶段重路由算法,指出重路由算法的触发机制是卫星网络中重路由算法设计的关键问题.论文给出在固定时间间隔、指数时间间隔和概率间隔等不同条件下,两阶段重路由算法中代价函数的数学表达,指出概率触发机制方案能够动态变化触发概率以适应星座结构,业务分布等参数的变化,达到对网络资源的优化使用.第三,多层星座卫星网络中结构化路由

算法设计问题.文献中多层星座卫星网络均采用"强联接"模型,即要求MEO(中轨道)卫星通过ISL与"视距"范围内每颗LEO卫星均建立连续.针对"强联接"模型复杂性高的缺点,论文提出采用"弱连接"模型解决多层星座卫星网络结构化选择问题."弱连接"模型仅要求MEO卫星有选择与LEO卫星建立ISL连接.多层星座卫星网络中路由可以选择从LEO卫星层传输,也可以选择从MEO卫星层传输,即存在路由算法层选择问题.论文提出混合层选择策略,即将路由生存时间和时延指标同时作为多层星座卫星网络结构化路由算法层选择策略的依据.第四,ISL时延信息存在不准确性前提下卫星网络中路由算法设计问题.卫星网络中ISL时延参数不确定性是卫星网络路由问题的特点也是影响卫星网络时延限制路由算法性能的重要因素.该文以理论和仿真方法分析了LEO卫星网络和多层卫星网络ISL时延参数静态特征和动态特征,指出基于时间间隔的更新策略更适用于卫星网络ISL时延信息的更新,从理论上给出使路由解存在概率最优的ISL时延限制非均匀"分化"策略.

4.期刊论文翁耀.刘立祥.WENG Yao.LIU Li-xiang基于低轨卫星网络的按需局部拓扑路由算法-计算机工程与应

用2007,43(14)

提出了一种简单有效的路由算法--按需局部拓扑路由算法.该算法在保证建立的路由具有最小延时的同时,具有很好的收敛时间,能够有效地适应低轨卫星网络的动态拓扑特性.并给出局部拓扑路由算法的仿真结果及分析;最后提出了下一步研究的重点--基于Qos的路由算法.

5.期刊论文高丽娟.赵洪利.蒋太杰.GAO LIJUAN.ZHAO HONGLI.JIANG TAIJIE LEO卫星网络的路由问题研究-微计

算机信息2007,23(27)

近年来,LEO卫星网络在卫星移动通信网络中的应用越来越广泛,成为研究热点之一.本文研究了LEO卫星网络的路由问题,提出一种适合LEO卫星网络的路由方法,新方法具有较快的路由计算时间,而且受网络规模的影响较小,具有较低的复杂度,同时计算多条最优路径,即使在链路拥塞或卫星失效的情况下也能将数据包进行较好的传送.理论分析和仿真结果表明该方法具有较好的性能.

6.学位论文周虹霞双层卫星网络路由算法研究2005

本文以多层卫星网络环境为背景，重点对双层卫星网络路由协议和QoS路由算法进行了研究。提出并仿真实现了面向QoS保证的双层LEO/MEO卫星网络体系结构的单播和多播路由协议，利用仿真手段系统地对路由协议和路由计算算法的有效性进行了论证，比较了QoS保证的单播和多播路由算法和非

QoS保证路由算法在不同场景下对业务的支持能力。仿真初步结果表明，文中所设计的单播和多播路由协议是可行的。

本文同时基于NS2仿真平台设计并实现了支持单/双层卫星网络体系结构的卫星网络仿真环境，利用该仿真环境不仅可以对各种路由协议和算法进行研究和性能评估，同时也为下一步的卫星网络传输层协议(主要为TCP协议)的研究提供了仿真环境。

7.期刊论文卢鋆.吴忠望.卢昱.LU Jun.WU Zhong-wang.LU Yu基于星座的卫星网络路由控制研究-装备指挥技术

学院学报2005,16(3)

为实现卫星网络的互联互通,需对卫星网络进行有效、合理和可靠的路由控制.从卫星网络的高度动态特性出发,考虑到卫星网络的周期性和可预见性等特点,基于卫星星座对路由选择和路由重构进行了详细地阐述.重点分析了卫星网络的路由选择,提出了适合于卫星网络的基于路由服务器的自适应备份路由方案.节点可查询存储在本地的由路由服务器预先计算的路由表,独立地进行选路.另外,路由重构可解决链路短时或长时失效带来的选路失败问题.

8.会议论文袁江.王宇.孟新一种通用的卫星网络路由方法2005

路由是LEO卫星网络的核心技术之一.随着卫星网络的发展,需要一种通用的路由方法,作为公共的接口,不同的卫星网络系统遵守相同的接口,共享链路、覆盖等资源.本文提出的区域路由方法,通过拓扑分层简化路由操作.该方法通用性强:1)与IP网络兼容;2)独立于星座设计,既适用于相控星座,也适用于随机星座;3)独立于通信技术,既适用于微波通信,又适用于激光通信;4)既适用于带ISL的卫星系统,又适用于弯管式卫星系统.本文主要介绍适用于

LEO卫星网络系统的区域路由的方法及原理,并对其优缺点进行评价.

9.学位论文李德一个卫星网络链路状态路由协议的设计与仿真2006

卫星网络在通信系统中扮演着重要的角色。卫星网络不仅能够提供高带宽，而且能提供全球覆盖能力。卫星网络还支持灵活和可扩展的网络配置。 路由一直是通信网中一个具有挑战性的问题。路由的优劣将直接影响到整个通信网络的性能以及通信质量，在卫星网络中也不例外。由于卫星网络在某些方面的特征与地面网络有着明显的区别，使得适用于地面网络的路由协议不能直接适用于卫星网络上，因此有必要针对卫星网络的特点设计出适合于卫星网络的路由协议。

本文首先分析了卫星网络的特点及在卫星网络中实现路由的难点，介绍了卫星网络路由算法的研究现状，并对它们进行了详细的分析和比较。通过分析链路状态路由协议的特点及其可扩展性，针对卫星网络的特点，设计了一个卫星网络的路由协议SLSR(Satellite Link State Routing)。相比于传统链路状态路由协议，该协议使用的资源更少、收敛时间更短。SLSR使用“Time-Freezing”技术并利用了卫星网络拓扑变化的周期性来提高路由性能。最后通过在OPNET上仿真，展示了SLSR协议的性能。仿真结果表明该协议可以有效地解决卫星链路周期性中断带来的问题，一定程度上减少通讯开销及收敛时间。

10.期刊论文张蕴玉.胡伟圣.胡修林.ZHANG YUNYU.HU WEISHENG.HU XIULIN基于OPNET的卫星网络路由仿真-微计

算机信息2007,23(6)

具有星际链路的卫星网络将在今后发挥巨大的作用,而混合星座具有比单层星座更加优异的性能,双层星座GEO/LEO能够在物理上实现网络管理和业务的分离,便于对全网络的管理和集中式路由的实现.依据卫星网络运动的规律性,采用虚拟拓扑路由策略,在OPNET中对GEO/LEO双层星座进行了集中式路由的仿真;在定义链路权值时,除了传统上考虑的传播时延、排队时延外,还加上了地理因素的影响,使之更符合卫星网络的实际情况.

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/0e7238353.html,/Periodical_xxwxjsjxt200806012.aspx

授权使用：燕山大学(ysdx)，授权号：1713ac9a-545a-437f-b6e6-9e610096926b

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Dijkstra最短路径算法

5.3.4 附录E 最短路径算法——Dijkstra算法 在路由选择算法中都要用到求最短路径算法。最出名的求最短路径算法有两个，即Bellman-Ford算法和Dijkstra算法。这两种算法的思路不同，但得出的结果是相同的。我们在下面只介绍Dijkstra算法，它的已知条件是整个网络拓扑和各链路的长度。 应注意到，若将已知的各链路长度改为链路时延或费用，这就相当于求任意两结点之间具有最小时延或最小费用的路径。因此，求最短路径的算法具有普遍的应用价值。 下面以图E-1的网络为例来讨论这种算法，即寻找从源结点到网络中其他各结点的最短路径。为方便起见，设源结点为结点1。然后一步一步地寻找，每次找一个结点到源结点的最短路径，直到把所有 点1, j)为结点i (1) 初始化 令N表示网络结点的集合。先令N = {1}。对所有不在N中的结点v，写出

不直接相连与结点若结点直接相连 与结点若结点 1 1 ),1()(v v v l v D ? ? ?∞= 在用计算机进行求解时，可以用一个比任何路径长度大得多的数值代替∞。对于上述例子，可以使D (v ) = 99。 (2) 寻找一个不在N 中的结点w ，其D (w )值为最小。把w 加入到N 中。然后对所有不在N 中的结点v ，用[D (v ), D (w ) + l (w , v )]中的较小的值去更新原有的D (v )值，即： D (v )←Min[D (v ), D (w ) + l (w , v )] (E-1) (3) 重复步骤(2)，直到所有的网络结点都在N 中为止。 表E-1是对图E-1的网络进行求解的详细步骤。可以看出，上述的步骤(2)共执行了5次。表中带圆圈的数字是在每一次执行步骤(2)时所寻找的具有最小值的D (w ) 值。当第5次执行步骤(2)并得出了结果后，所有网络结点都已包含在N 之中，整个算法即告结束。 表E-1 计算图E-1的网络的最短路径

【CN109861742A】一种用于确定星座的构型的方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910155921.8 (22)申请日 2019.03.01 (71)申请人 上海微小卫星工程中心 地址 201203 上海市浦东新区海科路99号4 号楼 (72)发明人 姬聪云　吴会英　周美江　吴宅莲　 齐金玲　 (74)专利代理机构 上海智晟知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 31313 代理人 李镝的 (51)Int.Cl. H04B 7/185(2006.01) H04W 16/18(2009.01) H04W 24/06(2009.01) H04W 84/06(2009.01) (54)发明名称 一种用于确定星座的构型的方法 (57)摘要 本发明涉及一种用于确定星座的构型的方 法，包括：确定星座的参数；根据所述参数确定星 座的可选构型；根据星座的卫星轨道特点确定仿 真输入条件并执行仿真；根据仿真结果从所述可 选构型中选择构型。通过该方法，可以从星座构 型的多种可选方案中选出较优方案，为星座系统 的前期方案论证提供参考。权利要求书2页 说明书11页 附图16页CN 109861742 A 2019.06.07 C N 109861742 A

权　利　要　求　书1/2页CN 109861742 A 1.一种用于确定星座的构型的方法，包括： 确定星座的参数； 根据所述参数确定星座的可选构型； 根据星座的卫星轨道特点确定仿真输入条件并执行仿真； 根据仿真结果从可选构型中选择构型。 2.根据权利要求1所述的方法，其中所述参数包括下列各项中的一个或多个： 覆盖时间，其表示将某一区域目标或点目标集合全部覆盖或N％覆盖所用的时间； 覆盖空间百分比，其表示任一采样时刻被卫星覆盖的区域占整个被分析区域的百分比； 平均覆盖重数，其表示任一采样时刻对某一观测目标或网格点同时可见的卫星数目； 平均可通信时长，其表示某一观测目标或网格点单次可见的平均可通信时长； 覆盖时间百分比，其表示某一观测目标或网格点被一颗或多颗卫星覆盖的时间百分比； 最大覆盖间隙，其表示两次覆盖的最长时间间隙； 平均覆盖间隙，其表示网格点覆盖中断时间的平均长度； 重返时间达标率，其表示网格点在仿真周期内重访时间达到某一门限的百分比； 平均响应时间，其表示网格点距离本次覆盖间隙结束的时间的平均值； 响应时间达标率，其表示网格点在仿真周期内响应时间达到某一门限的百分比； 最大通信时延，其表示自用户终端与星座可通信时刻到下次星座与地面通信网络系统可通信时刻的最长时间长度； 平均通信时延，其表示自用户终端与星座可通信时刻到下次星座与地面通信网络系统可通信时刻的平均时间长度； 通信时延达标率，其表示网格点在仿真周期内通信时延达到某一门限的百分比；以及时间平均间隙，其表示按时间采样求取覆盖间隙的平均值。 3.根据权利要求1所述的方法，还包括： 确定星座的约束条件；以及 根据所述约束条件选择可选构型。 4.根据权利要求3所述的方法，其中所述约束条件包括强约束条件和弱约束条件，其中强约束条件是星座必须满足的约束条件，并且弱约束条件是允许星座具有10％偏差的约束条件； 其中强约束条件包括下列各项中的一个或多个： 轨道平均高度800千米，降交点地方时为10:30的太阳同步轨道； 可通信时间段内地面处于阴影区； 可通信时长大于60秒； 地面站可通信约束：仰角15°； 覆盖目标：-70°～70°，6°网格点仿真；以及 载荷视场约束：卫星飞行方向±70°，垂直于飞行方向±60°； 其中弱约束条件包括下列各项中的一个或多个： 卫星连续覆盖时间区间内，同轨道面相邻卫星对地面的覆盖间隙小于30分钟；以及 2

动态路由最短路径选择方法与设计方案

本技术提供了一种动态路由最短路径选择方法，通过路由动态更新以实时更新路由信息，然后通过执行Dijkstra算法计算pc到各个路由器的最短路径；路由动态更新实现的步骤包括：发现邻居，设置链路成本，构造链路状态包，分发链路状态包，计算新路由关系。本技术用于解决主控电脑及终端(路由器)之间动态组网及数据交互的问题。 权利要求书 1.一种动态路由最短路径选择方法，其特征在于，通过路由动态更新以实时更新路由信息，然后通过执行Dijkstra算法计算pc到各个路由器的最短路径；路由动态更新实现的步骤包括：发现邻居，设置链路成本，构造链路状态包，分发链路状态包，计算新路由关系。 2.根据权利要求1所述的一种动态路由最短路径选择方法，其特征在于，路由器发现邻居是利用自检报文及hello和helloback报文的交互来发现邻居，在每一条点到点线路上发送一个特殊的HELLO数据包，然后线路的另外一个路由器做出一个helloback的回复，这样路由器收集完所有该路由器所有的helloback报文后，就就能够确认该路由器所有的邻居信息，pc收到相邻路由器的hello报文后，返回pc端发送的helloback报文，同时构建路由器节点，并将该路由器信息加入到路由器数据表中，在此过程中，将pc也作为一个路由器来对待。 3.根据权利要求1所述的一种动态路由最短路径选择方法，其特征在于，链路状态包中包括的信息有路由器与相邻路由器相连的端口号，相邻路由器序列号，相邻路由器与路由器相连的端口号。 4.根据权利要求2所述的一种动态路由最短路径选择方法，其特征在于，路由器会进行记录，如果是个新的数据包，那么就转发它，如果是个重复的数据包，就丢弃，当pc收到来自某一路由器的链路报文后，将该路由器的信息加入到路由器数据表中，如果当前路由器数据表中已经存在相同的路由器信息，则将原来的路由器信息删除，更新为最新的路由器信息。 5.根据权利要求4所述的一种动态路由最短路径选择方法，其特征在于，通过执行Dijkstra算法寻找出pc到各个路由器的最短路径 的具体步骤为：对路由器数据表中的各个路由器进行重新标号，pc标号为0，其余路由器标号为从1开始自然数编号，对路由器

距离向量算法更新路由表3

计算机网络实习报告 论文题目距离向量算法更新路由表 学生专业班级通信07级2班 学生姓名（学号） 指导教师 完成时间 2010年05月22日 实习（设计）地点信息楼139（112）机房 2010 年 05 月 22 日

距离向量算法更新路由表 一．实验目的 1．认识并掌握路由器结构组成及路由建立与更新的原理 2．理解、掌握和利用距离向量算法的应用。 3. 能够用距离向量算法建立一个路由表并根据相邻路由器发来的数据进行更新。 5．所实现的路由器模拟Internet上的IP路由器，它能确定网络的最短路由，并在其上传输分组 二．原理概述 距离向量路由算法被距离向量协议作为一个算法，它告诉在网络中每个节点的最远和最近距离。在距离表中的这个信息是根据临近接点信息的改变而时时更新的。表中数据的量和在网络中的所有的接点是等同的。每个数据包括传送数据包到每个在网上的目的地的路径和距离/或时间在那个路径上来传输。 这个表中的列代表直接和它相连的“邻居”路由器相连，行代表在网络中的所有目的地。在距离向量路由算法中，相邻路由器之间周期性（一般为3分钟）地相互交换各自的路由表。当网络拓扑结构发生变化时，路由器之间也将及时地相互通知有关变更信息。它是一种动态路由选择算法。每个路由器都定期与其相邻的所有路由器交换路由表，据此更新它们自己的路由表。 所有路由器只与其相邻路由器交换信息，在发来为RIP报文情况下更新其路由表的具体步骤为： 1.对地址为X的相邻路由器发来的RIP报文，先修改报文中的所有项目，把“下跳”字段中地址均改为X，把所有“距离”字段的值加1.每一个项目都有三项数据，即：到目的网络N，距离是d，下一条路由器是X 2.对修改后的RIP报文中每个项目，进行以下步骤： 若原来路由表中没有目的网络N，则把该项目添加到路由表中。 否则若吓一跳地址是X，把收到的项目替还原路由表中的项目 否则若收到的项目中的距离d小于路由表中的距离，则进行更新。 否则什么也不做。 3．若三分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达的路由器，即把距离置为16.（本实验将其定义为6） 4.返回。 三．设计方案 路由表的建立和更新 假设建立七个路由器，其中三个A，B和C。路由器A的两个网络接口E0和S0 分别连接在 10.1.0.0和10.2.0.0网段上；路由器B的两个网络接口S0和S1 分别连接在 10.2.0.0和10.3.0.0网段上；路由器C的两个网络接口S0和E0 分别连接在 10.3.0.0和10.4.0.0网段上； 如上面各路由表的前两行所示，通过路由表的网络接口到与之直接相连的网 络的网络连接，其向量距离设置为0。这即是最初的路由表。

dijkstra最短路径算法

数据通信与计算机网络大作业 Dijkstra 最 短 路 径 算 法

【摘要】 摘要:最短路径分析在地理信息系统、计算机网络路由等方面发挥了重要的作用, 对其进行优化很有必要。本文分析了传统 的最短路径算法(即Dijkstra 算法)的优化途径及现有的优化算法, 然后在Dijkstra 算法的基础上, 采用配对堆结构来实现路 径计算过程中优先级队列的一系列操作, 经理论分析与实验测试结果对比, 可以大大提高该算法的效率和性能。 【关键词】 最短路径; Dijkstra 算法; 【正文】 随着计算机网络技术和地理信息科学的发展, 最短路径问题无论是在交通运输, 还是在城市规划、物流管理、网络通讯等方面, 它都发挥了重要的作用。因此, 对它的研究不但具有重要的理论价值, 而且具有重要的应用价值。研究最短路径问题通常将它们抽象为图论意义下的网络问题, 问题的核心就变成了网络图中的最短路径问题。此时的最短路径不单指“纯距离”意义上的最短路径, 它可以是“经济距离”意义上的最短路径, “时间”意义上的最短路径, “网络”意义上的最短路径。关于最短路径问题, 目前所公认的最好的求解方法, 是由F.W.Dijkstra 提出的标号法, 即Dijkstra 算法。 1 Dijkstra 算法 Dijkstra 算法是求最短路径的最基本和使用最广泛的算法。在求从网络中的某一节点(源点)到其余各节点的最短路径时, 经典Dijkstra 算法将网络中的节点分成三部分: 未标记节点、临时标记节点和最短路径节点(永久标记节点)。算法开始时源点初始化为最短路径节点, 其余为未标记节点, 算法执行过程中, 每次从最短路径节点往相邻节点扩展, 非最短路径节点的相邻节点修改为临时标记节点, 判断权值是否更新后, 在所有临时标记节点中提取权值最小的节点, 修改为最短路径节点后作为下一次的扩展源, 再重复前面的步骤, 当所有节点都做过扩展源后算法结束。具体算法描述如下: 设在一非负权简单连通无向图G=(V:顶点集, E:边集, W:边权值)中, d 为图G 的邻接矩阵, 求源点P 0到其余所有节点Pi的最短路径长度。 ⑴将V 分为未标记节点子集N、临时最短路径节点子集T和最短路径节点子集S, 每个节点上的路径权值为D(i)。初始化:S={P0}, T=￠, N=V- S, D(0)=0, D(i)=∞; ⑵更新:将新加入S 集合的节点Ps 作为扩展源, 计算从扩展源到相邻节点的路径值。若该值比节点上的原值小, 则用该值替换原值, 否则保持原值不变, 即D(i)=min{D(s)+d[s][i],D(i)},并将这些相邻节点之中的未标记节点归为临时标记节点, 即T= T∪Pi, N=N- Pi; ⑶选择:在T 中选择具有最小路径值D(s)的节点Ps, 归入集合S 中, 即S=S ∪Ps, T=T- Ps;

距离矢量路由算法原理

距离矢量路由算法原理实验 【实验目的】 1、要求实验者利用路由选择算法模拟软件提供的通信功能，模拟距离矢量路由选择算法的初始化、路由信息扩散过程和路由计算方法； 2、掌握距离矢量算法的路由信息扩散过程； 3、掌握距离矢量算法的路由计算方法。 【预备知识】 1、路由选择算法的特征、分类和最优化原则 2、路由表的内容、用途和用法 3、距离矢量算法的基本原理 【实验环境】 1、分组实验，每组4~10人。 2、拓扑： 虚线表示节点之间的逻辑关系，构成一个逻辑上的网状拓扑结构。 3、设备：小组中每人一台计算机。 4、实验软件：路由选择算法模拟软件（routing.exe ） 【实验原理】 路由选择算法模拟软件根据给定的拓扑结构，为实验者提供基本的本地路由信息，并能发送和接收实验者所组织的路由信息，帮助实验者完成路由选择算法的路由信息扩散过程、路由计算过程和路由测试过程。 1、模拟软件的功能（图2-1） ● 在局域网内根据小组名称和成员数量建立一个模拟网络拓扑结构，每个成员模拟拓扑中的一台路由器，路由器上的本地路由信息由实验软件提供。 ● 向实验者指定的发送对象发送实验者自行组织的发送内容。 ● 提示实验者有数据需要接收，并显示接收内容。 N 路由节点2 路由节点N-1 N = 4 ~ 10

●为实验者提供记录路由计算结果的窗口——路由表窗口。 ●为实验者提供分组逐站转发方法来验证路由选择的结果。 图2-1 路由选择算法模拟软件主界面 2、模拟软件的使用方法 1）建立小组 通过建立小组，每个小组成员可以获得本节点的编号和本地直连链路信息。 a）4～10人一组，在实验前自由组合形成小组。小组人数尽量多些，每人使用一台计算机。启动实验软件后点击“建立小组”按钮。（图2-2） 图2-2 选择建立小组 b）在建立小组的窗口内填入小组名称和成员数量。同一小组成员必须填写同样的小组名称和成员数量才能正确建立小组。（图2-3） 图2-3 建立小组窗口图2-4 小组建立过程

计算机网络原理 最短路径路由

计算机网络原理最短路径路由 在路由选择方法中，我们经常采用的算法是：求给定网络中任意两个节点间的最短路径。即求任意两个节点间的最小时延或最小费用的路径。这里已知的是整个网络拓扑和各链路的长度。 求最短路径的方法有许多种，下面我们以图6-4所示的网络为例来讨论一种由Dijkstra 提出的求最短路径的算法，即寻找从源节点到网络中其他各节点的最短路径。在本例中，设节点A为源节点，然后逐步寻找其最短路径，每次找一个节点到源节点的最短路径，直到把所有的点都找到为止。 图6-4 求最短路径算法的网络举例 令D(V)为源节点(节点A)到节点v的距离,它就是沿着某一通路的所有链路的长度之和。再令l(i,l)为节点i至节点j之间的距离。整个算法有以下部分： （1）初始化。令N表示网络节点的集合。先令N={A}，对所有不在N中的节点v，写出： λ(A,ν)若节点ν与节点A直接相连； D(ν)= { ∞若节点ν与节点A不直接相连； 在用计算机进行求解时，可以用一个比任何路径长度大得多的数值代替∞，可以使D （v）=99。 （2）寻找一个不在N中的节点w，其D（w）值为最小。把w加入到N中，然后对所有不在N中的节点，用D（v）与[D（w）+λ(w,ν)]中较小的值去更新原有的D（v）值，即：D（v）←min[D（v）,D（w）+λ(w,ν)] （3）重得步骤（2），直到所有的网络节点都在N中为止。 6-2所示 是对图 6-4的网 络进行求 解的详细 步骤。可 以看出，上述的步骤（2）共执行了5次，表中带圆圈的数字是在每一次执行步骤（2）时所寻找的具有最小值的D（w）值。当第5次执行步骤（2）并得出了结果后，所有网络节点都已包含在N之中，整个算法即告结束。

Dijkstra最短路径算法

Dijkstra最短路径算法 摘要 OSPF 是由 IETF 的 IGP 工作组为 IP 网开发的一种能适应大型网络需要的典型的链路状态路由协议，它可以迅速地检测 AS 内的拓扑变化，经过一个

比较短的收敛期后，重新计算出无环路由。在 OSPF 中采用的是 Dijkstra 算法来实现最短路径的计算，做到了选路的高效、可靠。不同的算法在时间上的开销是不一样的，可能会有很大的差别，而对于一个大型的网络来讲，选路的效率往往就是网络的生命，算法的重要性不言而喻。 关键词 OSPF 最短路径Dijkstra 第1章绪论 最短路径算法是计算机科学与地理信息科学等领域研究的热点，其算法有很多种，其中传统的Dijkstra算法一般用于计算一个源节点到所有其他节点的最小代价路径，并且能够适应网络拓扑的变化，性能稳定，因而可以在运输路线规划等领域都应用广泛． 1.1 国内外最短路径算法的发展及其概况 最短路径在20世纪初开始受到人们的重视，关于它的求解方法，当时有很多科学家在研究．但给出求解的基本思想的人直到1959年才出现，是一位名叫Edsger Wybe Dijkstra（迪杰斯特拉）的荷兰计算机科学家，他不仅给出了求解

的基本思想，还给出了算法．他给出的算法主要解决的问题是从某一个固定的点到其他各点的最短路径问题．后来这个算法被誉为一代经典，被称作Dijkstra 算法．后来，人们逐渐从两个方面来研究最短路径，分为完全信息情况下和不确定情况下．确定情况下对最短路径的研究的过程中，发展出了很多高效的算法，其中1958年的Bellman算法、1959年的Dijkstra算法、1969年的Dreyfus算法已成为确定情况下的经典算法[1]．而不确定情况下对最短问题的研究又分成了四个方面：研究路段长度随机变化的最短路径问题，以Frank和Mirchandani为代表；研究不同费用函数最短路径问题，以Loui、Muethy和Sarkar为代表；研究时间独立情况下的路段长度随机变化的最短路径问题，Hall、LiPing Fu、L.R.Rilett、Elise和Hani为代表；研究路段长度为区间范围的最短路径问题，以Tomas和Rajeev为代表．其中，第二方面问题的研究得出的结论是“当目标是期望最短路径时问题转化为将边的权重用期望值表示的最短路径问题”． 1.2 传统Dijkstra算法仍然存在的一些问题 原始Dijkstra算法在存储图形数据和运算时，基于网络的权矩阵，需要根据其节点与距离之间的关系，形成关联矩阵、邻接矩阵与距离矩阵，需要定义N 的数组来存储数据，其中N为网络的节点数，当网络的节点数较大时，将N 占用大量的计算机内存． 原始Dijkstra算法在运行时一般将网络节点分为未标记节点、临时标记节点和永久标记节点3种类型．网络中所有节点首先初始化为未标记节点，在搜索过程中和最短路径节点相连通的节点为临时标记节点，每一次循环都是从临时标记节点中搜索距离原点路径长度最短的节点作为永久标记节点，直至找到目标节点或者所有节点都成为永久标记节点才结束算法．根据算法的描述可知对临时标记节点的遍历成为Dijkstra算法的瓶颈，影响了算法的执行效率． 第2章 Dijkstra经典算法 2.1 引言 Dijkstra算法是典型最短路算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径．主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止．Dijkstra算法能得出最短路径的最优解，但由于它遍历计算的节点很多，

3-最短路径算法

《通信网理论基础》 实 验 指 导 书 适用专业—信息工程 实验三：端间最短路径算法 一、实验目的 通信网络中为传输信息，需要求网络中端点之间的最短距离和路由。此时网络可以用图,)G V E ＝（来表示，每条边(,)i j 的权,i j w 可为该边的距离、成本或容 量等物理意义。端间最短径问题主要分为两种情况：寻找指定端至其它端的最短距离和路由，可以使用Dijkstra 算法解决；寻找任意两端之间的最短距离和路由, 使用Floyd 算法解决。 Dijkstra 算法为标号置定法，通过依次置定指定端与当前端的最短距离和回溯路由来实现；Floyd 算法为标号修正法，通过初始化图的距离矩阵和路由矩阵、并在转接过程中不断刷新，直至算法结束才能求出任意两点间的最短距离矩阵和前向或反向路由矩阵。 本次实验要求利用MATLAB 分别实现Dijkstra 算法和Floyd 算法，可对输入的邻接距离矩阵计算图中任意两点间的最短距离矩阵和路由矩阵，且能查询任意两点间的最短距离和路由。 二、实验原理 2.1 Dijkstra 算法可描述如下： D 算法的每个端点i v 的标号为(,)i l λ，其中i λ表示1v 到i v 的距离，而l 为端点是1v 到i v 最短路径的最后一个端点。 图G V E =（，）的每一边上有一个权()0w e ≥。

D0：初始(0)1{}X v =，记10λ=，设1v 的标号为1(,1)λ。 D1：对任一边()()()(,)()(,)k k k i l i l X v X v X ∈Φ∈?反圈，计算i il w λ+的值。在()()k X Φ中选一边，设为00()()00(,)(,)k k i l i l v X v X ∈?。使000()(,)()()min k i i l i il i l X w w λλ∈Φ+= +，并令 0000l i i l w λλ=+，并且0l v 的标号为00,l i λ（）。 D2：当出现下面情况之一时停止。 1）()k j v X ∈；2）()k j v X ?但()(k X Φ=Φ） 2.2 Floyd 算法可描述如下： 给定图G 及其边(,)i j 的权,(1,1)i j w i n j n ≤≤≤≤ F0：初始化距离矩阵(0)W 和路由矩阵(0)R 。其中： (0) 0ij ij ij ij w e E w e E i j ∈??=∞???=?　若　若 若 (0)(0)w 0, ij ij j r ?≠∞=??　若 其它 F1：已求得(-1)k W 和(-1)k R ，依据下面的迭代求()k W 和()k R ()(1)(1)(-1),,,,min(,)k k k k i j i j i k k j w w w w --=+ (1)()(1),,,(),(1)()(1),,,k k k i k i j i j k i j k k k i j i j i j r w w r r w w ----?，终止。 三、实验内容 用MATLAB 仿真工具实现D 算法和F 算法：给定图G 及其边(,)i j 的权 ,(1,1) i j w i n j n ≤≤≤≤，可用D 算法和F 算法分别求出其各个端点之间的最小距离以及路由。

最短路径算法介绍

最短路径算法介绍 据Drew 所知最短路经算法现在重要的应用有计算机网络路由算法，机器人探路，交通路线导航，人工智能，游戏设计等等。美国火星探测器核心的寻路算法就是采用的D*（D Star）算法。 最短路经计算分静态最短路计算和动态最短路计算。 静态路径最短路径算法是外界环境不变，计算最短路径。主要有Dijkstra算法，A*（A St ar）算法。 动态路径最短路是外界环境不断发生变化，即不能计算预测的情况下计算最短路。如在游戏中敌人或障碍物不断移动的情况下。典型的有D*算法。 这是Drew程序实现的10000个节点的随机路网三条互不相交最短路

真实路网计算K条路径示例：节点5696到节点3006，三条最快速路，可以看出路径基本上走环线或主干路。黑线为第一条，兰线为第二条，红线为第三条。约束条件系数为1.2。共享部分路段。显示计算部分完全由Drew自己开发的程序完成。 参见K条路算法测试程序 Dijkstra算法求最短路径： Dijkstra算法是典型最短路算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。Dijkstra算法能得出最短路径的最优解，但由于它遍历计算的节点很多，所以效率低。 Dijkstra算法是很有代表性的最短路算法，在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍，如数据结构，图论，运筹学等等。 Dijkstra一般的表述通常有两种方式，一种用永久和临时标号方式，一种是用OPEN, CLOSE 表方式，Drew为了和下面要介绍的A* 算法和D* 算法表述一致，这里均采用OPEN,CLOS E表的方式。

计算机网络距离矢量路由算法实验报告

计算机网络实验报告

距离矢量路由算法 一，实验内容： A D 设计一个算法，实现上面拓扑图的各个结点之间路由表的交换，要求显示出结点路由表的交换过程并显示每次交换结束后的各个结点保存的路由表的内容。最后显示交换了几次后各个结点路由表开始变得稳定。 二，算法设计： 首先创建一个类。它有两个成员变量。一个是二维数组型的x[i][j]用来存放从加点i到结点j的距离，一个是一位数组型的y[i]用来存放从源结点到目标结点i的路径上的第一个途经的结点。然后为每一个结点实例化一个对象用来存放此节点的路由表。初始化各个节点的路由表，如果两个节点之间有连线则将其之间的距离赋给x[i][j],y[j]=j.如果没有直接路径则设 x[i][j]=1000,y[j]=0.算法开始的时候各个结点交换路由表。比较如果有类似x[i][j]和x[j][k]的项则设置 x[i][k]=MIN(x[i][k],x[i][j]+x[j][k]),为了在结点A的邻居节点执行距离矢量路由更新时，它使用的是A的旧表，可以再设置两个二

维数组用来暂时存放各个节点的新路由表，待各个节点一次交换都完毕后在把暂存的新节点依次赋给各个节点的路由表。各个节点都执行此操作，为了确定供交换了几次可以设置一个标质量k.初始k=0，交换一次K就加一，最后k的值便是交换的次数。 三，遇到的问题及解决方案： 刚开始遇到这个题目是觉得无从下手，觉得这个图这么复杂函数循环又没有规律怎样让各个节点依次交换呢，又怎样判断什么时候各个节点的路由表变稳定呢？着一些列的问题使自己变得很烦躁。待到心情平静下来认真的一点一点推敲的时候发现只有七个节点，为每个节点设置一个交换函数也不麻烦而且这样思路便变得非常的清楚，至于怎样知道何时路由表稳定则我在每个结点函数中设置了一个标志量，在主函数中将其初始化为零，在下面的结点函数中都将其变成1，这样只有调用子函数这个标志量便会变成1，检测标质量是否为1来判断路由表是否变的稳定。 四，源代码 package wangluo; class Jiedian { int y[]=new int[8]; //存放路径上的下一个节点 int x[][]=new int[8][8]; //存放节点间的距离 } public class Luyou { public static void main(String[] args) { Jiedian a=new Jiedian();

最短路径算法―Dijkstra(迪杰斯特拉)算法分析与实现(

Dijkstra(迪杰斯特拉算法是典型的最短路径路由算法，用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展，直到扩展到终点为止。Dijkstra算法能得出最短路径的最优解，但由于它遍历计算的节点很多，所以效率低。 Dijkstra算法是很有代表性的最短路算法，在很多专业课程中都作为基本内容有详细的介绍，如数据结构，图论，运筹学等等。 其基本思想是，设置顶点集合S并不断地作贪心选择来扩充这个集合。一个顶点属于集合S当且仅当从源到该顶点的最短路径长度已知。 初始时，S中仅含有源。设u是G的某一个顶点，把从源到u且中间只经过S中顶点的路称为从源到u的特殊路径，并用数组dist记录当前每个顶点所对应的最短特殊路径长度。Dijkstra算法每次从V-S中取出具有最短特殊路长度的顶点u，将u添加到S 中，同时对数组dist作必要的修改。一旦S包含了所有V中顶点，dist就记录了从源到所有其它顶点之间的最短路径长度。 例如，对下图中的有向图，应用Dijkstra算法计算从源顶点1到其它顶点间最短路径的过程列在下表中。 Dijkstra算法的迭代过程： 主题好好理解上图！ 以下是具体的实现(C/C++: 1. /*************************************** 2. * About: 有向图的Dijkstra算法实现

3. * Author: Tanky Woo 4. * Blog: https://www.wendangku.net/doc/0e7238353.html, 5. ***************************************/ 6. 7. #include 8. using namespace std; 9. 10. const int maxnum = 100; 11. const int maxint = 999999; 12. 13. 14. void Dijkstra(int n, int v, int *dist, int *prev, int c[maxnum][maxnum] 15. { 16. bool s[maxnum]; // 判断是否已存入该点到S集合中 17. for(int i=1; i<=n; ++i 18. { 19. dist[i] = c[v][i]; 20. s[i] = 0; // 初始都未用过该点 21. if(dist[i] == maxint 22. prev[i] = 0; 23. else 24. prev[i] = v; 25. } 26. dist[v] = 0; 27. s[v] = 1; 28. 29. // 依次将未放入S集合的结点中，取dist[]最小值的结点，放入结合S中

距离矢量协议和链路状态协议的区别(参考模板)

距离矢量协议和链路状态协议的区别 一．什么是距离向量路由协议以及什么是链接状态路由协议？ （1.）这类协议使用贝尔曼-福特算法（Bellman-Ford）计算路径。在距离-矢量路由协议中，每个路由器并不了解整个网络的拓扑信息。它们只是向其它路由器通告自己的距离、也从其它路由器那里收到类似的通告。（如果在90秒内没有收到相邻站点发送的路由选择表更新，它才认为相邻站点不可达。每隔30秒，距离向量路由协议就要向相邻站点发送整个路由选择表，使相邻站点的路由选择表得到更新。这样，它就能从别的站点（直接相连的或其他方式连接的）收集一个网络的列表，以便进行路由选择。距离向量路由协议使用跳数作为度量值，来计算到达目的地要经过的路由器数。） 每个路由器都通过这种路由通告来传播它的路由表。在之后的通告周期中，各路由器仅通告其路由表的变更。该过程持续至所有路由器的路由表都收敛至一稳定状态为止。 这类协议具有收敛缓慢的缺点，然而，它们通常容易处理且非常适合小型网络。距离-矢量路由协议的一些例子包括：路由信息协议（RIP）内部网关路由协议（IGRP） （2.）链接状态路由协议更适合大型网络，但由于它的复杂性，使得路由器需要更多的C P U资源。 在链路状态路由协议中，每个节点都知晓整个网络的拓扑信息。各节点使用自己了解的网络拓扑情况来各自独立地对网络中每个可能的目的地址计算出其最佳的转发地址（下一跳）。所有最佳转发地址汇集到一起构成该节点的完整路由表。 与距离-矢量路由协议使用的那种每个节点与其相邻节点分享自己的路由表的工作方式不同，链路状态路由协议的工作方式是节点间仅传播用于构造网络连通图所需的信息。最初创建这类协议就是为了解决距离-矢量路由协议收敛缓慢的缺点，然而，为此链路状态路由协议会消耗大量的内存与处理器能力。 （它能够在更短的时间内发现已经断了的链路或新连接的路由器，使得协议的会聚时间比距离向量路由协议更短。通常，在1 0秒钟之内没有收到邻站的H E L LO报文，它就认为邻站已不可达。一个链接状态路由器向它的邻站发送更新报文，通知它所知道的所有链路。它确定最优路径的度量值是一个数值代价，这个代价的值一般由链路的带宽决定。具有最小代价的链路被认为是最优的。在最短路径优先算法中，最大可能代价的值几乎可以是无限的。） 如果网络没有发生任何变化，路由器只要周期性地将没有更新的路由选择表进行刷新就可以了（周期的长短可以从3 0分钟到2个小时）。 链路状态路由协议的例子有：开放式最短路径优先协议（OSPF），中间系统到中间系统路由交换协议（IS-IS） 二．具体理解链路状态和距离矢量路由协议 距离矢量（DV）是“传说的路由”，A发路由信息给B，B加上自己的度量值又发给C，路由表里的条目是听来的，虽说“兼听则明，偏信则暗”，但是选出最优路径的同时会引发环路问题，当然，DV协议也使用水平分割，毒性逆转，触发更新等特性来避免，无奈的是，

基于SDN的最短路径算法(dijkstra)实现

基于SDN的最短路径算法（dijkstra）实现 一.实验要求 把路由算法作为APP加入到控制器中，使SDN网络实现根据拓扑情况自动选择路由的功能。 二.实验环境及思路 本实验的控制器采用Floodlight，向Floodlight添加模块zhlruote以实现控制器路由功能。 将上题中采用的dijkstra最短路径算法加入到控制器中，控制器根据选择出的路由下发流表给交换机，从而使主机节点能够相互通信。实验中各个链路的带宽约束及带宽需求bdw通过zhlroute模块在init()方法中读取input.txt 文件获得，源节点与目的节点通过packetin消息获得。 zhlroute模块初始化完成后，监听PacketIn消息，收到消息后进行判断，如果需要转发，则通过returnRoute（）方法获取目的节点到源节点的完整路径，并对路径上的节点进行遍历以下发流表。在获取路由路径时，使用floodlight提供的拓扑管理模块（TopologyManager.java）来获取各链路的连接状态（包括连接节点及端口，存储于clusters类集中），通过对各个节点上与其相连的链路的遍历来获取源节点到目的节点的完整路径。 模块整体流程图如图1所示：

图1：zhlroute模块流程图 三.实验步骤 （1）修改第一大题中用到的创建拓扑的myfirst.py文件，创建如下所示拓网络拓扑：拓扑中包括8台交换机和8台主机，交换机根据其SwitchDPID （00:00:00:00:00:00:00:00到00:00:00:00:00:00:00:08）由低到高分别标记为s1 到s8，主机h1-h8（ip）分别与s1-s8相连。

卫星网络Walker系统仿真

《无线网络技术》实验二报告单 班级__ _ __ 姓名____ ___ 学号___ 实验日期__ ____ 评分___ _ 教师签名______________ 实验名称：卫星网络Walker系统仿真 实验目的： 了解掌握卫星网仿真的重要性及分析了仿真软件NS2中卫星网仿真的一般方法，提出了一种基于开源NS2的Walker星座卫星网仿真平台的构造方法。 实验内容： 1 .NS2卫星网仿真的机制 当在NS2进行卫星网的仿真时，首先要考虑该仿真过程所涉及是解释层还是编译层J：一是处于解释层，只需用到NS2已有的网络仿真元素实现仿真，使用其原有的路由算法，那样只需要编写Otcl文件；二是涉及到编译层，例如需要改变NS2中路由算法，编写自己的路由算法时，就要修改NS2中C++文件的代码，对N 重新编译，然后编写Ore!文件对卫星网络进行配置。当仿真是上面的第二种情况时，仿真过程如图l。 2.NS2中卫星网的仿真过程 1)添加或修改C++类。 (1)如果是修改路由算法，那只要修改satroute中的路由计算部分； (2)如果是添加新的包头，只需定义新的包头和修改packet．h文件； (3)如果是添加新的协议，跟Ns2中一般添加协议的方法一样，首先定义新协议包头部，其次创建新协议代理，接着修改Makefile文件。 2)卫星网的建立：选择N 中已有的极地卫星系统如iridium卫星系统，teledesic卫星系统等，也可以根据自己的实际要求构造自己的卫星网络，但构造时要符合N 中卫星网配置的原则。 3)编写Otcl脚本：对卫星链路的带宽、队列的长度等进行配置，配置地面终端参数，设置

!!!最重要---最短路径优先算法在路由选择中的应用

最短路径算法在路由选择中的应用全部资料如下： 1.核心算法（最短路径Dijkstra算法） #include #define MaxVertexNum 100 /* 最大顶点数设为100 */ #define MaxCost 9999 /* 边的权值最大为9999 */ typedef char VertexType; /* 顶点类型设为字符型*/ typedef int EdgeType; /* 边的权值设为整型*/ typedef struct { VertexType vexs[MaxVertexNum]; /* 存放顶点信息*/ EdgeType edges[MaxVertexNum][MaxVertexNum]; /* 存放邻接关系*/ int n,e; /*顶点数和边数*/ }Mgraph; void CreateMGraph(Mgraph *G) {int i,j,k,w; printf("请输入顶点数和边数(输入格式为:顶点数,边数):\n") ; scanf("%d,%d",&(G->n),&(G->e));

printf("请输入顶点信息:\n"); for(i=0;in;i++) scanf("\n%c",&(G->vexs[i])); for(i=0;in;i++) for(j=0;jn;j++) G->edges[i][j]=MaxCost; printf("请输入每条边对应的两个顶点的序号(输入格式为:i,j,w):\n"); for(k=0;ke;k++) { scanf("%d,%d,%d",&i,&j,&w); G->edges[i][j]=w; } } void ShortestPath(Mgraph *G,int P[ ],int D[ ]) { int final[MaxVertexNum],i,j,k,min; final[0]=1; /* 初始时集合S中只有0号顶点*/ D[0]=0; P[0]=-1; /* 0号顶点无前驱顶点，用-1表示*/ for(i=1;in;i++) { final[i]=0; D[i]=G->edges[0][i]; P[i]=0; /* P[i]存放i号顶点的前驱顶点*/ }

最短路径算法源程序代码

#include #include #include #define JiedianNum 6 //最大结点数 #define NameLenght 3 //节点名字长度 #define Infinity 10000 //若节点间没有路径距离设定为Infinity char*JiedianNameFile="jiedianname.txt"; //图的顶点--节点名 char*JiedianPathFile="jiedianpath.txt"; //边--节点间的连接关系 char*MinPathDataFile="minpath.txt"; //最短路径数据 /********************************************************/ /* 从文件中读入结点数据 */ /* 函数参数： */

/* char jiedian[][]:存放节点名的数组 */ /* int *NodNum:指针变量，指向存放节点个数的变量*/ /* 输入数据：文本数据文件：JiedianNameFile */ /* 文件数据格式： */ /* <节点个数> */ /* <节点名> */ /* 输出数据：指从该函数中带回到调用函数的数据，包括：*/ /* jiedian[][]--节点名称 */ /* NodeNum--节点名的个数 */ /* 返回值：数据读入是否成功的标志 */ /* 0--失败1--成功 */

/********************************************************/ int InputJiedianNode(char jiedian[][NameLenght],int*NodeNum ) {int i,n; FILE *fp; if(!(fp=fopen(JiedianNameFile,"r"))) { printf("节点数据文件不存在\n"); getch(); return(0); } fscanf(fp,"%d",&n); if(!n) { printf("文件中无节点数据!\n"); getch(); return(0); } for(i=0;i

距离向量路由算法实验报告

信息安全_专业 1002_班 2012年12月20日 姓名吴文珊学号_0909102525 一．实验题目 模拟距离向量路由算法的路由表交换过程，演示每轮交换后路由表的变化，动态生成网络拓扑图，从初始路由表开始，进行交换路由表，演示每轮交换后的路由表的变化。观察和讨论多少轮交换后路由表稳定。 二．需求分析 本程序用C编写，完成距离向量路由算法的模拟。 (1)输入的形式与输出值的范围：输入时要求输入节点个数、初始网络拓扑图中边的条数（即：邻居节点的对数），节点名称、每条边的弧头、弧尾节点、边权值。名字定义为字符串形式，节点个数、边条数、边权值为整形变量； (2)输出的形式：输入信息后，程序输出每轮交换之后新的的路由表 (3)程序所能达到的功能：完成节点信息的输入、随机选取节点交换向量，并更新路由表，显示经过多少轮交换路由表稳定，并停止交换。 (4)测试数据： 节点个数：4 边条数：4 节点名称：a b c d

弧头弧尾权值 a b 3 b d 6 c a 2 d a 6 最终距离向量矩阵如下： a b c d a 0 3 2 6 b 3 0 5 6 c 2 5 0 8 d 6 6 8 0 三．概要设计 (1)为了实现上述功能，须定义结构体的抽象数据类型 (2)本程序包含了个函数： void visit(VertexType ver)//访问顶点的函数 void input(VertexType &ver) //输入顶点信息的函数 int LocateVex(MGraph G,VertexType u)//查找顶点u,并返回void CreateDN(MGraph &G)//构造有向网G GetVex(MGraph G，int v)//得到图中顶点V void Display(MGraph G)//显示路由表 void ShortestPath_Floyd()文档由风行播放器https://www.wendangku.net/doc/0e7238353.html,/ 暴风影音2014：https://www.wendangku.net/doc/0e7238353.html,/ 整理 各函数间关系如下： CreateDN() LocateVex() visit() Main() Display() GetVex()