6、网络路由与拥塞控制技术解析

网络路由与拥塞控制技术解析

1. 链路成本与路由决策

在网络设计中，链路会被赋予成本以支持一个或多个设计目标。例如，成本可能与数据速率成反比，即链路的数据速率越高，其分配的成本越低；或者与当前链路延迟相关。在第一种情况下，成本最低的路由应提供最高的吞吐量；在第二种情况下，成本最低的路由应使延迟最小化。路由决策也可以基于其他标准，例如，出于安全考虑，路由策略可能规定某些类型的流量只能通过特定的路由。

2. 数据包转发

路由器的关键功能是接收传入的数据包并进行转发。为此，路由器维护着转发表。转发表会显示每个目的地对应的下一个节点的标识。每个路由器可以负责发现合适的路由，或者由网络控制中心负责为所有路由器设计路由并维护一个中央转发表，为每个路由器提供仅与该路由器相关的单独转发表。

需要注意的是，不需要为每对可能的节点存储完整的路由，只需知道每对节点路由上的第一个节点的标识即可。在简单的例子中，转发决策仅基于目标系统的标识，但通常还会使用其他信息来确定转发决策，如源地址、数据包流标识符或数据包的安全级别。

网络中的故障、拥塞和拓扑变化都会影响路由。当节点或链路发生故障时，它们不能再作为路由的一部分；当网络的特定部分严重拥塞时，应绕过拥塞区域路由数据包；新链路或节点的插入会影响路由。为了实现自适应路由，节点之间或节点与中央控制器之间必须交换有关网络状态的信息。

3. 路由协议

互联网中的路由器负责通过互连的网络接收和转发数据包。每个路由器根据对互联网拓扑和流量/延迟条件的了解做出路由决策。因此，路由器之间需要一定程度的动态协作，特别是要避免网络中出现故障和拥塞的部分。为了做出这样的动态路由决策，路由器使