廣播路由演算法 ：我是如何優雅著把悄悄話帶給其他人的
對於廣播，我相信在現實生活中我們時常都能接觸到，例如學校一言不合就響起了校歌，搞的全校的人都能夠聽到，想假裝沒聽到都不行。
假如我們把學校比作一個區域網的話，某臺主機發起了一個廣播，意味著區域網內的其他所有主機都會收到這個廣播，那發起廣播的主機是如何選擇路徑來給其他主機發送廣播分組的呢？考慮下面由幾個節點組成的網路：
假如節點 R1 要做一個廣播給 R2, R3, R4發廣播分組，顯然，一種很簡單的方法就是R1給 R2, R3, R4三個節點分別發一次廣播分組，這意味著R1一共要傳送三次同樣的廣播分組。
途中不同箭頭的顏色表示R1給不同的節點發廣播分組。
大家想一個問題：這種傳送方式你覺得合理嗎？
是的，這種傳送方式在實現上很簡單，源節點(R1)每次帶上目的節點的地址，然後傳送給它就行了。
不過這種方式方式在效率上是極低的，例如，R1傳送的這三個廣播分組都會經過同一段鏈路(R1-R2這段鏈路)，而且R2要是再連線上n個節點的話，代表著這R1需要再發送n次廣播分組，這n個報文也會經過同一段鏈路。
解決方法
為了解決這個問題，我們或許可以這樣做：就是R1把廣播分組發給他的鄰居節點R2，然後R1就不管了，R2再把報文傳送給他的所有鄰居節點R3, R4(除了從其接收該分組的那個鄰居R1)。
顯然這種方式也是挺不錯的，R1只發送了一次廣播分組，而且R1-R2這段鏈路也不會出現同一個廣播分組重複經過的情況。嗯，這很nice。
廣播風暴
不過，這種給所有鄰居節點發送廣播分組的方式夠優雅嗎？
看下面的一個網路組成：
按照剛才的方法，R1會給R2傳送廣播分組，接著R2會給R3, R4傳送廣播分組。剛才我們說過，收到廣播分組的節點會給他的所有鄰居傳送報文(除了從其接受到該報文的那個鄰居)。
所以這個時候 R3會給R4傳送廣播分組文，而R4接收到R3的廣播分組之後，R4會給R2傳送廣播分組，R2收到R4的廣播分組之後 ，也會給R3再次傳送廣播分組.....
如果節點中形成了一個圈，那麼就會像上面那樣，節點之間不停著傳送廣播分組，這時網路上充斥著大量重複的廣播分組，這將會嚴重影響資源的利用。
我們也把這種情況稱之為廣播風暴
控制廣播風暴
因此，我們必須想出某種策略，來控制這種廣播風暴。
一種很簡單的方法，就是給這一份廣播分組做一個標記。例如，源節點(發起廣播的節點)可以將其地址以及廣播序號放入這個廣播分組中，然後傳送給他的所有鄰居節點，每個節點會維護它已經收到的、轉發的源地址和廣播分組的序號列表。
當節點收到一個廣播分組時，會檢查這個廣播分組是否之前接收過(可以通過源地址、報文序號來檢查)，如果接收過，那麼就把該廣播分組丟棄，否則，把該廣播分組接收，且向所有鄰居節點轉發。
例如對於下面由7個節點組成是網路
如果 節點 A 要做一個廣播，那麼 A就會給他的鄰居節點B,C發一份廣播分組，B，C也會給他的鄰居節點發送一個廣播分組。意味著B會給 C,D傳送廣播分組，而 C也會給 B,E,F傳送一份廣播分組：
當B收到C發給他的報文時，B檢測到已經有了該報文，所以B會丟棄C傳送給他的廣播分組，C也一樣會丟棄B傳送給他的廣播分組。圖中青色的箭頭代表該廣播分組會被丟棄。
。
從圖中不難看出，就算節點之間形成了圈，但也不會出現節點之間迴圈轉發的情況。
雖然該方法簡單 ，但確實有效著控制了廣播風暴，當然，這只是控制廣播風暴的方法之一，實際上還有其他方法，在此我就不說了。
生成樹廣播
雖然上面的那種方法有效著控制了廣播風暴，但也是存在著很多的冗餘廣播分組(那些被丟棄的廣播分組就是冗餘的廣播分組)。
如果可以，我想讓每個節點僅接收一次廣播分組，也不用 考慮丟棄廣播分組，所以理想的情況應該是這樣：
有沒有一種方法，可以讓廣播分組像上面這種情況來傳送呢？請大家看下面一個圖：
如果把節點當作一個圖的頂點，大家觀察下左邊的圖與右邊的圖有什麼聯絡。
右邊的圖不就是左邊圖的生成樹嗎？(學了這麼多年的生成樹，終於給用到了)，如果我們給每一段鏈路加上相應的費用的話，那麼我們最理想的情況就是找到一顆最小生成樹。
所以，我們最理想的情況就是讓廣播報文在最小生成樹的路徑中傳送，於是 ，我們現在的問題就是找出這些節點組成的網路中的最小生成樹。
那麼，如何構造一顆生成樹呢？下面提供一種基於中心某個中心的方法來建立一顆生成樹。注意，是生成樹，不是最小生成樹。
該方法是這樣的：我們先選出一箇中心節點，然後其他節點向這個中心節點發送加入樹報文，加入樹報文經過的路徑，都會被嫁接到生成樹上。我舉個例子吧，好理解點。例如對於這個網路結構：
我們選擇 E為中心點，然後其他節點給E傳送加入樹報文：
1、F節點給E傳送加入樹報文，此時E-F鏈路成為初始的生成樹，如下圖(紅色路徑表示生成樹)
2、接著B給E傳送加入樹報文，假設B經過的路徑是B->D->E。此時路徑B-D-E也加入了生成樹。
注：D不用在不用在傳送加入樹報文了，因此他此時已經在生成樹裡了。
3、接著C給E傳送加入樹報文，C-E加入生成樹。
4、接著，A給E傳送報文，假設A選擇的路徑是A->C->E。不過當A的報文到達C之後，由於原本C-E就在生成樹裡面了，所以A的報文不用經過C-E，A-C就加入到生成樹了。
5、最後G通過D加入生成樹。
到此，生成樹構建完畢，此時生成樹如下：
然後在廣播的時候，就可以沿著這條路徑來轉發複製廣播報文了。
文章講到這裡，也大致結束。如果文中有哪裡講錯了，歡迎你指出一下。