大佬教程收集整理的这篇文章主要介绍了[Angular, TypeScript, 路由算法] 模拟IP层路由协议,实现LS算法、洪泛算法、DV算法、路由毒化,大佬教程大佬觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。
Github: https://github.com/Joilence/n...
链路状态协议(Link-state routIng protocol)和距离向量路由协议(Distance-vector routIng protocol)是分组交换(Packet switching)网络中最主要的两种路由协议。本项目的模拟路由器实现了LS路由算法、LS广播洪泛、DV路由算法,以及防止DV路由环路和无穷计数问题的策略。此外还实现了完整的前后端以便研究者通过UI界面自定义网络拓扑、控制路由器、查看路由器信息和日志。
LS算法要求网络中每个节点都收集完整的网络信息,以邻接表的形式存储整个网络的拓扑结构和所有链路的费用,然后根据这个图来运行路由选择算法(在这里我们选择Dijkstra算法),计算出从本节点到网络中所有其他节点的最低费用路径。
为了让每个节点都知道整个网络的拓扑结构和所有链路费用,每个节点都要将自己直连的链路信息广播给网络中的所有节点(LS广播)。要广播的信息包括自己的邻居有哪些、到达它们的链路开销分别是多少。
为了更新它本身存储的网络拓扑图,在接收到其他节点的LS广播时,要根据广播中的链路信息更新自己的邻接表。
同时,在接收到其他节点的LS广播时,要将它转发给自己的所有邻居,从而这个LS广播能散播到整个网络。为了避免广播风暴(广播包在网络中无休止地传播,导致网络瘫痪),每个路由器要辨别接收到的LS广播包是不是已经接收过。这可以通过一个广播包中的序列号字段来做到。每台ls路由器,每次广播使用一个递增的序列号,如果多次收到来自同一台路由器且序号相同的广播,则不更新邻接表,也不转发给邻居,防止广播风暴。
Dijkstra算法能够计算出图中所有节点到某个节点的最短路径。对于一个图和一个给定的原点,Dijkstra算法不断选择一个距离源点最近且尚未扩展的节点w来扩展,并更新w的邻居节点到原点的距离。最终,所有被扩展的节点就是从原点可以到达的节点,它们被扩展时到原点的距离就是最终的最短距离。
Dijkstra算法的输入就是节点维护的邻接表,因此只要邻接表有更新,就要触发Dijkstra算法计算出新的路由表。
那么邻接表什么时候会更新呢?有2种情况:
DV算法不需要全局网络信息。每个节点只从直连邻居接收路由通告,执行DV计算,然后将计算结果分发给直连邻居。重复这个过程,直到每个节点的DV计算结果都与上一次的DV计算结果相同,此时网络中不再有路由通告,算法终止。
DV算法的思想相对比较简单:邻居能到达的节点,我经过这个邻居也能到达,并且我去目标节点的费用 = 我到邻居的费用 + 邻居到目标节点的费用。一个节点的DV存储的就是这个节点能到达哪些节点、费用分别是多少。
DV算法的输入是所有邻居的DV和自己的直连链路信息,输出是自己的DV(也就是路由表)。如果输出的DV与上次输出的不同,也就是自己的DV发生了变化,那么要将自己的DV通告给所有邻居。
有几点需要注意:
由于DV算法没有全局网络信息,DV算法中可能会出现路由环路和无穷计数的问题。
为了避免路由环路和无穷计数,我们使用了Split-horizon routing with poison reverse和Holddown的策略。详见路由器设计文档。
Router类设计图: https://www.processon.com/vie...
我们的路由器实例是运行在同一台机器上的,它们之间通过UDP进行通信。
neighbors存储直连的邻居信息,包括邻居的port、链路的cost。为了加速查询,它的数据结构是一个以邻居port为key的Map。
routeTable是路由器的路由表。用来转发数据包。
adjacencyList只在链路算法为ls的时候使用,它是存储了整个网络信息的邻接表。当接收到ls广播,或自己的直连链路变化(也就是neighbors变化),都要触发它的更新。
前端是用Angular5和typescript制作的简单UI,运行在浏览器中;后端是用Node.js写的服务器,模拟路由是完全在后端进行的。前端与后端之间通过WebSocket而不是http来通信,以便后端能主动、实时地发送信息给前端显示。
前端主要包含4个部分:
后端主要包含3个文件:
打开浏览器,访问“http://localhost:4200/”即可。如果还想要查看路由器日志可以打开浏览器控制台并刷新页面。如果出现“socket发生错误,点击确定刷新页面”弹窗,表示客户端无法通过WebSocket连接到后端,请确保后端正在运行。
默认情况下,运行的是dv算法的路由器。如果要换成ls算法,修改“router.ts”的这一行:
将“dv”改为“ls”(“npm run build”命令行窗口会监测到变化并重新编译)。然后重新执行“npm run serve”来运行后端项目。
左上角的操作栏可以添加、删除路由器和链路。点击路由器或链路,会在右边栏显示它的信息和一些操作。路由日志显示在浏览器控制台中,如果想要只查看某个路由器的日志或某个操作的日志,只需要在控制带的Filter输入框中输入过滤字符串,比如“9014log”,或“route table has changed”。
可以通过这个项目来自定义网络拓扑、操作网络拓扑,并观察路由表的变化。具体的例子在视频中展示。
《计算机网络 自顶向下方法 第六版》
https://en.wikipedia.org/wiki...
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