距離矢量路由算法原理(共13頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上距離矢量路由算法原理實驗【實驗目的】1、要求實驗者利用路由選擇算法模擬軟件提供的通信功能，模擬距離矢量路由選擇算法的初始化、路由信息擴散過程和路由計算方法；2、掌握距離矢量算法的路由信息擴散過程；3、掌握距離矢量算法的路由計算方法?！绢A備知識】1、路由選擇算法的特征、分類和最優(yōu)化原則2、路由表的內容、用途和用法3、距離矢量算法的基本原理【實驗環(huán)境】1、分組實驗，每組410人。2、拓撲：路由節(jié)點N路由節(jié)點0路由節(jié)點2路由節(jié)點N-1局域網（Ethernet）N = 4 10虛線表示節(jié)點之間的邏輯關系，構成一個邏輯上的網狀拓撲結構。3、設備：小組中每人一臺計算機。4、實驗軟

2、件：路由選擇算法模擬軟件（routing.exe）【實驗原理】路由選擇算法模擬軟件根據給定的拓撲結構，為實驗者提供基本的本地路由信息，并能發(fā)送和接收實驗者所組織的路由信息，幫助實驗者完成路由選擇算法的路由信息擴散過程、路由計算過程和路由測試過程。1、模擬軟件的功能（圖2-1）l 在局域網內根據小組名稱和成員數量建立一個模擬網絡拓撲結構，每個成員模擬拓撲中的一臺路由器，路由器上的本地路由信息由實驗軟件提供。l 向實驗者指定的發(fā)送對象發(fā)送實驗者自行組織的發(fā)送內容。l 提示實驗者有數據需要接收，并顯示接收內容。l 為實驗者提供記錄路由計算結果的窗口路由表窗口。l 為實驗者提供分組逐站轉發(fā)方法來驗證路

3、由選擇的結果。圖2-1 路由選擇算法模擬軟件主界面2、模擬軟件的使用方法1） 建立小組通過建立小組，每個小組成員可以獲得本節(jié)點的編號和本地直連鏈路信息。a）410人一組，在實驗前自由組合形成小組。小組人數盡量多些，每人使用一臺計算機。啟動實驗軟件后點擊“建立小組”按鈕。（圖2-2）圖2-2 選擇建立小組b）在建立小組的窗口內填入小組名稱和成員數量。同一小組成員必須填寫同樣的小組名稱和成員數量才能正確建立小組。（圖2-3） 圖2-3 建立小組窗口圖2-4 小組建立過程c）點擊“加入”按鈕后，實驗軟件以廣播形式將組名廣播出去。同時，實驗軟件收集其他計算機發(fā)送的組名廣播，將有相同組名的計算機加入到小

4、組中，直到成員個數達到預定數量后“確定”按鈕生效。（圖2-4）d）點擊“確定”按鈕后返回主界面，這時本地路由表里已經為本節(jié)點分配了節(jié)點號，并準備了一份本地路由表。（圖2-5）圖2-5 本地路由表實驗者以本地路由表為基礎，結合距離矢量路由算法原理，組織路由信息。建立小組的過程是模擬網絡路由器啟動后，從各接口獲得直連路由情況的過程，在實驗里每個實驗者都事先掌握各自的直連路由情況，他們將模擬網上路由器之間交換路由信息的過程，與鄰居實驗者交換路由信息，形成到達全網的路由表。所以雖然實驗者之間通過局域網直接相連，但是實驗者之間具有邏輯上的鄰居關系，這個鄰居關系是模擬網狀拓撲結構的結果。2） 在實驗軟件主

5、界面選擇距離矢量路由算法，根據發(fā)送路由信息窗口的路由信息格式提示，組織并發(fā)送路由信息。a）初始化路由表：選擇距離矢量路由算法后，實驗軟件提示實驗者初始化路由表，實驗者在路由表最下一欄中按格式填寫路由表項，然后點擊添加按鈕加入表項，逐步將本地路由表內容填入路由表。（圖2-6，路由表中下一站項目中的“”表示直連）圖2-6 初始化路由表b）點擊“路由選擇過程”后，根據距離矢量路由算法，組織路由信息，發(fā)送給正確的路由器。（圖2-7）圖2-7 發(fā)送路由信息按照距離矢量算法要求，路由節(jié)點發(fā)布的路由信息是該節(jié)點當前已知的路由，即“通過本節(jié)點，可以到達哪些節(jié)點，相應的距離是多少”。因此在組織的路由信息中包括：

6、發(fā)送者通過哪個節(jié)點，目的可以到達哪些節(jié)點，距離發(fā)送者與目的間的距離。距離矢量算法中的距離矢量路由信息僅擴散到鄰居節(jié)點。3） 根據軟件窗口狀態(tài)欄的接收提示，接收路由信息。a）當節(jié)點收到路由信息時，狀態(tài)欄會提示實驗者進行處理。（圖2-8）圖2-8 新信息到達提示b）實驗者點擊“處理路由信息”按鈕，在路由信息接收窗口中會顯示某個節(jié)點送到本節(jié)點的路由信息。（圖2-9）實驗過程中，實驗者可能會同時收到多個鄰居節(jié)點送來的路由信息，每點擊一次“處理路由信息”按鈕，接收路由信息窗口中只顯示一個鄰居節(jié)點送來的路由信息。軟件的狀態(tài)欄中會一直顯示“新路由信息到達”的提示，直到所有鄰居節(jié)點送來的路由信息被處理完畢。

7、圖2-9 接收路由信息圖2-10 更新路由表4） 根據距離矢量算法和獲得的路由信息更新路由表。（圖2-10）距離矢量算法中，路由節(jié)點將路由信息中的距離（發(fā)送者到達目的的距離）加上本節(jié)點到達發(fā)送者的距離，形成本節(jié)點到達目的的新距離；然后比較這個新距離與當前路由表中記錄的到達該目的的距離，如果新距離較短，就按照距離矢量算法要求更新本節(jié)點路由表中到達該目的的路由表項。5） 根據距離矢量算法原理繼續(xù)擴散路由信息，最終形成一張收斂的路由表。6） 向小組內的其它成員發(fā)送一份測試路由的報文，由實驗者指定報文的源節(jié)點、目的節(jié)點、下一跳節(jié)點和數據。a）點擊實驗軟件主界面上的“測試路徑”按鈕，出現發(fā)送數據窗口。（

8、圖2-11）圖2-11 發(fā)送數據窗口b）在目的域填入數據發(fā)送的目的地，data域填入發(fā)送的數據信息，轉發(fā)域里根據路由表填入如果要將數據發(fā)送到目的地應通過的下一跳路由器標號。點擊“OK”按鈕后，數據將被實驗軟件發(fā)送到指定的下一跳路由器，這以后由各路由器根據各自的路由表將數據最終轉發(fā)到目的節(jié)點。7） 節(jié)點收到來自其它節(jié)點的測試報文時，軟件自動彈出一個“接收數據處理”窗口，顯示接收信息和操作提示，節(jié)點根據自己的路由表判定是否繼續(xù)轉發(fā)該報文，以及將報文轉發(fā)給哪個鄰居路由器。（圖2-12）8） 測試報文到達正確的目的節(jié)點后，會同時顯示所經過路徑上的節(jié)點序列，供實驗者檢查路徑是否正確。（圖2-13）圖2-

9、12 接收數據轉發(fā)處理圖2-13 目的節(jié)點數據處理【實驗步驟】1、建立實驗小組。2、按照距離矢量算法完成路由信息擴散和路由計算過程。3、距離矢量算法收斂后，向路由表中列出的每個非直連節(jié)點發(fā)送路由測試數據，完成路由測試過程。4、匯總實驗小組的實驗記錄信息，檢查路由是否正確。如果有錯，分析并發(fā)現錯誤產生的原因。5、將實驗從步驟1開始多做幾次，觀察如果各節(jié)點發(fā)送信息和接收處理信息的過程不一樣，是否會影響路由表的正確形成。例如：在第一次實驗時，節(jié)點每接收處理完一份路由信息后，就發(fā)布路由信息；而第二次實驗時，節(jié)點將當前所有的路由信息處理完畢后，再發(fā)布路由信息。*6（選作）小組討論斷掉拓撲中的一條鏈路，然

10、后通過實驗觀察路由協議是如何適應這個變化的。*7（選作）小組討論如何在現有拓撲中產生無窮計數問題，然后通過實驗展現無窮計數現象。鏈路狀態(tài)路由算法原理實驗【實驗目的】1、要求實驗者利用路由選擇算法模擬軟件提供的通信功能，模擬鏈路狀態(tài)路由選擇算法的初始化、路由信息擴散過程和路由計算方法；2、掌握鏈路狀態(tài)算法的路由信息擴散過程；3、掌握鏈路狀態(tài)算法的路由計算方法?！绢A備知識】1、路由選擇算法的特征、分類和最優(yōu)化原則2、路由表的內容、用途和用法3、鏈路狀態(tài)算法的基本原理【實驗環(huán)境】1、分組實驗，每組410人。2、拓撲：路由節(jié)點N路由節(jié)點0路由節(jié)點2路由節(jié)點N-1局域網（Ethernet）N = 4 1

11、0虛線表示節(jié)點之間的邏輯關系，構成一個邏輯上的網狀拓撲結構。3、設備：小組中每人一臺計算機。4、實驗軟件：路由選擇算法模擬軟件（routing.exe）【實驗原理】路由選擇算法模擬軟件根據給定的拓撲結構，為實驗者提供基本的本地路由信息，并能發(fā)送和接收實驗者所組織的路由信息，幫助實驗者完成路由選擇算法的路由信息擴散過程、路由計算過程和路由測試過程。1、模擬軟件的功能（圖3-1）l 在局域網內根據小組名稱和成員數量建立一個模擬網絡拓撲結構，每個成員模擬拓撲中的一臺路由器，路由器上的本地路由信息由實驗軟件提供。l 向實驗者指定的發(fā)送對象發(fā)送實驗者自行組織的發(fā)送內容。l 提示實驗者有數據需要接收，并顯

12、示接收內容。l 為實驗者提供記錄路由計算結果的窗口路由表窗口。l 為實驗者提供分組逐站轉發(fā)方法來驗證路由選擇的結果。圖3-1 路由選擇算法模擬軟件主界面2、模擬軟件的使用方法1） 建立小組通過建立小組，每個小組成員可以獲得本節(jié)點的編號和本地直連鏈路信息。a）410人一組，在實驗前自由組合形成小組。小組人數盡量多些，每人使用一臺計算機。啟動實驗軟件后點擊“建立小組”按鈕。（圖3-2）圖3-2 選擇建立小組b）在建立小組的窗口內填入小組名稱和成員數量。同一小組成員必須填寫同樣的小組名稱和成員數量才能正確建立小組。（圖3-3） 圖3-3 建立小組窗口圖3-4 小組建立過程c）點擊“加入”按鈕后，實驗

13、軟件以廣播形式將組名廣播出去。同時，實驗軟件收集其他計算機發(fā)送的組名廣播，將有相同組名的計算機加入到小組中，直到成員個數達到預定數量后“確定”按鈕生效。（圖3-4）d）點擊“確定”按鈕后返回主界面，這時本地路由表里已經為本節(jié)點分配了節(jié)點號，并準備了一份本地路由表。（圖3-5）圖3-5 本地路由表實驗者以本地路由表為基礎，結合鏈路狀態(tài)路由算法原理，組織路由信息。建立小組的過程是模擬網絡路由器啟動后，從各接口獲得直連路由情況的過程，在實驗里每個實驗者都事先掌握各自的直連路由情況，他們將模擬網上路由器之間交換路由信息的過程，與鄰居實驗者交換鏈路狀態(tài)信息，并不斷擴散鏈路狀態(tài)信息，互相配合，將每一條鏈路

14、狀態(tài)信息都擴散到全網。所以雖然實驗者之間通過局域網直接相連，但是實驗者之間具有邏輯上的鄰居關系，這個鄰居關系是模擬網狀拓撲結構的結果。2） 在實驗軟件主界面選擇鏈路狀態(tài)路由算法，根據發(fā)送路由信息窗口的路由信息格式提示，組織并發(fā)送路由信息。a）初始化路由表：選擇鏈路狀態(tài)算法后，實驗軟件提示實驗者初始化路由表，實驗者在路由表最下一欄中按格式填寫路由表項，然后點擊添加按鈕加入表項。逐步將本地路由表內容填入路由表（圖3-6，路由表中下一站項目中的“-”表示直連）圖3-6 初始化路由表b）根據鏈路狀態(tài)路由算法，組織路由信息，發(fā)送給正確的路由器。（圖3-7）圖3-7 發(fā)送路由信息按照鏈路算法要求，路由節(jié)點

15、宣告的路由信息是該節(jié)點與鄰居節(jié)點之間的鏈路狀態(tài)。其中，每條鏈路使用二元組（通告節(jié)點，對端節(jié)點）進行全網唯一標識。每條鏈路的質量就是該鏈路的度量值（Metric）。宣告的路由信息的結點為路由信息分配一個“信息序號”，該序號在節(jié)點每次宣告新路由信息時加1（注意，不是轉發(fā)路由信息時）。其它路由節(jié)點根據收到的路由信息中的信息對（宣告節(jié)點信息序號），來控制路由信息的擴散過程，如丟棄已經轉發(fā)過的路由信息。鏈路狀態(tài)算法中的鏈路狀態(tài)路由信息需要擴散到全網內的所有節(jié)點，信息的宣告者只能先將信息發(fā)送到鄰居節(jié)點，由鄰居節(jié)點進一步轉發(fā)到它們的鄰居，如此不斷擴散，直到信息擴散到全網的所有節(jié)點。3） 根據軟件窗口狀態(tài)欄的

16、接收提示，接收路由信息。a）當節(jié)點收到路由信息時，狀態(tài)欄會提示實驗者進行處理。（圖3-8）圖3-8 新信息到達提示b）實驗者點擊“處理路由信息”按鈕，在路由信息接收窗口中會顯示某個節(jié)點送到本節(jié)點的路由信息。（圖3-9）實驗過程中，實驗者可能會同時收到多個鄰居節(jié)點送來的路由信息，每點擊一次“處理路由信息”按鈕，接收路由信息窗口中只顯示一個鄰居節(jié)點送來的路由信息。軟件的狀態(tài)欄中會一直顯示“新信息到達”的提示，直到所有鄰居節(jié)點送來的路由信息被處理完畢。圖3-9 接收路由信息圖3-10 更新路由表4） 根據鏈路狀態(tài)算法和獲得的路由信息更新路由表。（圖3-10）鏈路狀態(tài)算法中，路由節(jié)點比較路由信息中的信

17、息序號與當前記錄的該發(fā)送者的序號（即與該節(jié)點曾經宣告過的信息比較）：如果前者小于等于后者，則認為該路由信息過時或重復而丟棄；否則更新鏈路狀態(tài)信息庫，“繪制”出新的網絡拓撲圖，并計算到各節(jié)點的最短路由，更新本節(jié)點的路由表。5） 根據選擇的算法原理繼續(xù)擴散路由信息，最終形成一張收斂的路由表。鏈路狀態(tài)算法中，路由節(jié)點如果判斷收到的路由信息是新的，則將該路由信息進一步擴散給各鄰居結點。注意，節(jié)點不再將路由信息擴散回發(fā)送該信息的鄰居，這可通過接收窗中提示的路由信息發(fā)送者來實現。6） 向小組內的其它成員發(fā)送一份測試路由的報文，由實驗者指定報文的源節(jié)點、目的節(jié)點、下一跳節(jié)點和數據。a）點擊實驗軟件主界面上的

18、“Routed”按鈕，出現發(fā)送數據窗口。（圖3-11）圖3-11 發(fā)送數據窗口b）在目的域填入數據發(fā)送的目的地，data域填入發(fā)送的數據信息，轉發(fā)域里根據路由表填入如果要將數據發(fā)送到目的地應通過的下一跳路由器標號。點擊“OK”按鈕后，數據將被實驗軟件發(fā)送到指定的下一跳路由器，這以后由各路由器根據各自的路由表將數據最終轉發(fā)到目的節(jié)點。7） 節(jié)點收到來自其它節(jié)點的測試報文時，軟件自動彈出一個“接收數據處理”窗口，顯示接收信息和操作提示，節(jié)點根據自己的路由表判定是否繼續(xù)轉發(fā)該報文，以及將報文轉發(fā)給哪個鄰居路由器。（圖3-12）8） 測試報文到達正確的目的節(jié)點后，會同時顯示所經過路徑上的節(jié)點序列，供實驗者檢查路徑是否正確。（圖3-13）圖3-12 接收數據處理圖3-13 目的節(jié)點數據處理【實驗步驟】1、建立實驗小組。2、按照鏈路