控制平面的主要职责是如何计算和维护路由转发表。
路由选择算法
从发送方到接收方确定一条代价最优的路径。
分类
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集中式 / 分布式
前者知道完整、全局的网络信息，后者只知道与其直接相连链路的开销。
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动态 / 静态
动态算法会随着网络情况变化，但可能有路由震荡问题（频繁改变路由）。
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负载敏感 / 负载迟钝
链路开销是否明确反映拥塞水平。目前主流算法均是负载迟钝的。
链路状态路由选择算法（LS算法）
是集中式的算法。可采用Dijkstra算法实现。
两个集合S、U = Σ - S。Σ 表示全顶点集，S 称为已确定最短路的顶点数组，U 是未确定的。
初始，S 只包含起点。初始化 dis[|Σ|] 数组用于表示起点到该点的最短距离。
从 U 中选出“当前最近的顶点 k ”，将顶点 k 加入 S ，从 U 中移除 k 。
利用 k 更新 U 中各个顶点到起点s的距离。d(s, v) = min(current, (s,k) + (k,v))。
重复上述两步，直到遍历完所有顶点。
如果需要同时获得具体路径，则在第二步更新时，在距离上附带来源顶点即可。
问题 - 路由震荡
当链路开销等于链路上承载的负载时，可能造成路由的反复变化。
距离向量路由选择算法（DV算法）
是分布式的算法。可采用Bellman-Ford算法实现。
节点 x 维护一个距离向量[dis(x→y) : y є N ]， 表示 x 到 N 中任意节点 y 的开销估计向量，其到任意邻居 v 的开销为 c(x, v) 。
当 x 发现它的直接相连的链路开销发生变化， 或从某个邻居接收到一个距离向量的更新时， 就会利用 Bellman-Ford 方程更新自己的距离向量。如果确实有变化， 则向邻居发送更新后的距离向量。
Bellman-Ford 方程：dis(x→y) = min {c(x, v) + dis(v→y)} through all v
问题
链路开销变化时，好消息传得快，坏消息传的慢，可能导致无穷计数问题（出现路由选择环路：为了到达x，y要经过z，z又要经过y）。
处理方法：毒性逆转。如果z通过y路由到达x，则z告诉y它到x的距离是无穷大。这可以解决两个直接相连的邻居节点的无穷计数问题。
LS与DV的比较
- DV是分布式的，LS的集中式的
- DV算法收敛较慢，可能遇到选路环路和无限计数问题
- LS算法中若有路由器故障广播不正确的开销，因每台路由器只计算自己的转发表，故影响有限；DV算法中一个不正确的计算结果会扩散到整个网络
AS内部的路由选择 - OSPF
AS：自治系统。由于网络规模越来越大，不可能在全体主机之间运行路由选择算法，而要分层分级，ISP之间运行一个，ISP之内运行一个。这样ISP也可以隐藏自己的网络细节。
开放路由最短路径优先协议OSPF就是AS内部的路由选择策略之一。采用的是LS算法。
路由器会将OSPF连接状态通告所有其他路由器，并且每当一条链路状态发生变化，路由器就会广播链路状态信息。即使链路状态未发生变化， 它也要周期性地广播链路状态。
AS之间的路由选择 - BGP
边界网关协议BGP是AS之间的路由选择策略。它在AS内部运行iBGP会话，在AS之间运行eBGP会话。
上图表示了连接关系和通告子网X的通告流程——内部通告、AS间通告。
有时候，网关路由器可能获得到达某个目的地的多条路径，这时需要使用BGP的路由选择算法来决定。具体有如下几种策略：
- 本地偏好策略：根据AS的网络管理员设定
- 最短AS-PATH：通过最少的AS的路径
- 热土豆路由选择：用最低开销把分组送出该AS，不考虑域间的开销（烫手山芋，尽快丢出去）
SDN控制平面
软件定义网络SDN的主要思想是让配置网络像配置软件一样简单、可伸缩。SDN体系结构有四个特征：
- 基于流的转发（传统网络是基于目的地的转发）
- 数据平面与控制平面分离
- 网络控制功能位于数据平面交换机外部
- 可编程的网络
ICMP
即因特网控制报文协议。主机和路由器用来交互网络层信息。虽然装在IP数据报中，但它是网络层协议。