单播通信与链路状态路由

单播指的是从单个发送者向单个接收者进行的数据传输。这是一种点对点的通信方式，即发送者和接收者之间只有一条通信路径。常见的单播协议包括TCP、HTTP等。

• TCP（传输控制协议）是最常用的单播协议。它是一种面向连接的协议，依赖于接收方的确认消息来实现数据的传输。
• HTTP它指的是超文本传输协议。这是一种用于通信的面向对象型协议。

主要的单播路由协议

1. 距离矢量路由算法：距离矢量路由器使用一种分布式算法来计算它们的路由表。
2. 链路状态路由：链路状态路由方式使用链路状态路由器来交换信息，从而让每台路由器都能了解整个网络的拓扑结构。
3. 路径向量路由：这是一种路由协议，它能够动态更新路径信息。

链路状态路由

链路状态路由是一种协议，在这种协议中，每个路由器都会了解整个网络的拓扑结构，而不仅仅是与自身相邻的路由信息。利用这些信息，路由器可以使用迪杰斯特拉算法来计算到达每个目的地的最短路径。

主要特点：

1. 社区知识：每个路由器都会共享与其直接连接的路由器的相关信息，比如连接成本以及路由器的身份信息，而不是整个路由表的内容。
2. 洪水：这些信息会被广播到网络中的所有路由器上，这样所有设备都能看到相同的拓扑结构。
3. 信息共享：只有在发生更改时才会发送更新信息（而不是定期发送）。

LSR的阶段：

1. 可靠的洪水监测系统：每个路由器最终都会掌握整个网络的结构信息。
2. 路线计算：每个路由器都会使用Dijkstra算法来计算到其他所有节点的最优路径。

特点/特征

• 链路状态数据包：一个包含路由信息的小包。
• 链路状态数据库：这是从链路状态数据包中收集到的信息集合。
• 最短路径优先算法（迪杰斯特拉算法）：在数据库中进行的计算，能够得出最短路径。
• 路由表：已知的路径和接口列表。

最短路径的计算

为了找到最短路径，每个节点都需要运行那著名的算法。迪杰斯特拉算法让我们通过一个例子来理解如何找到最短路径。

注意：我们使用了一个布尔型数组。sptSet[]用来表示属于SPT中的顶点集合。如果某个值……sptSet[v]如果为真，那么顶点v属于SPT；否则就不属于SPT。数组dist[]它用于存储所有顶点的最短距离值。

请考虑下面的图表，其中 src 的值为 0。

步骤1：最初，最短路径树集合为：sptSet它为空，各点之间的距离如下：
{0, ∞, ∞, ∞, ∞, ∞, ∞, ∞}（其中，∞表示无穷大。）

具有该顶点的点/对象最小距离被选中了顶点 0.
将顶点0添加到sptSet中。sptSet = {0}.
更新与顶点0相邻的顶点的距离：

• 到顶点的距离变为1。4.
• 到顶点的距离变为7。8.

因此，距离数组被更新为：
{0, 4, ∞, ∞, ∞, ∞, ∞, 8}

下图展示了各个顶点及其对应的距离值。属于SPT中的顶点都用绿色表示。

步骤2：选择距离值最小且尚未被包含在SPT中的顶点。此时，顶点1被选中并添加到sptSet中。因此，sptSet现在变为{0, 1}。接下来，更新与顶点1相邻的顶点的距离值。此时，顶点2的距离值变为12。

步骤3：选择距离值最小且尚未被包含在SPT中的顶点。此时，选择的顶点是7。因此，sptSet现在变为{0, 1, 7}。接下来，更新7的相邻顶点的距离值。此时，6和8的距离值分别变为15和9。

步骤4：选择距离值最小且尚未被包含在SPT中的顶点。此时，选择的顶点是6。因此，sptSet现在变为{0, 1, 7, 6}。接下来，更新与6相邻的顶点的距离值。此时，顶点5和8的距离值也被更新了。

我们重复上述步骤，直到 sptSet 包含给定图中的所有顶点为止。最后，我们得到了如下的最短路径树（SPT）。

特点/特征

• 需要大量的内存来运行。
• 最短路径计算需要更多的CPU资源来处理。
• 能够迅速响应拓扑结构的变化。
• 可以使用各种认证机制来进行身份验证。
• 不需要或不可能使用任何分割视界的技术。
• 示例协议：OSPF（开放最短路径优先）。

链路状态路由协议

1. 开放最短路径优先（OSPF）
2. 中间系统到中间系统（IS-IS）

开放最短路径优先（OSPF）

• 类型：链路状态协议，由IETF开发的域内路由协议。
• 特性：采用开放标准，无类别划分（支持VLSM和CIDR格式）。
• 更新信息：向224.0.0.5发送组播消息（所有OSPF路由器），同时向224.0.0.6发送组播消息（指定的路由器）。
• 实施方式：在网络层通过IP进行传输，所使用的协议编号为89。
• 算法：采用最短路径优先算法，即Dijkstra算法。
• 优势：支持灵活的子网划分、快速收敛，同时具备安全的邻居认证功能。

中间系统到中间系统（IS-IS）

• 类型：适用于OSI模型的标准化链路状态路由协议。
• 识别方式：路由器是通过系统ID来进行识别的。
• 更新信息：通过CLNS协议进行传输（即无连接网络服务），因此IS-IS不需要路由器之间具有IP连接。
• 应用场景：由于具有可扩展性，因此被广泛用于大型服务提供商的网络中。