مقدمه
در هريك از سه قرم گذشته فناوري خاصي رونق داشته باشد قرن هجدهم زمان توسعه سيستم هاي مكانيكي بزرگ به همراه انقلاب صنعتي بود. قرن نوزدهم عصر موتور بخار بود. قرن بيستم زمان جمع آو ري ،پردازش ، و توزيع اطلاعات بودو در بين ساير پيشرفت ها ،شاهد نصب شبكه هاي جهاني تلفن، اختراع راديو و تلويزيون ، توليد و رشد بي سايقه صنعت كامپيوتر و پرتاب ماهواره هاي ارتباطي بوده ايم.
با پيشرفت فناوري اين موارد د رحال همگرايي است و تفاوت هايي بين جمع آوري ، انتثال ذخيره و پردازش اطلاعات به شدت در حال محو شدن است سازمان هايي با صدها شعبه در نقاط مختلف جغرافيايي ،ب فشردن كليد وضعيت فعلي را حتي در دورترين نقاط بررسي مي كنند. با افزايش فدرت جمع آوري، پردازش و توزيع اطلاعات، تقاضاي پردازش اطلاعات پيچيده تر نيز افزايش مي يابد.

الگوريتمهای مسير يابی
وظيفه اصلي لايه شبكه ، هدايت بسته‌ها از ماشين منبع به ماشين مقصد است در اغلب زير شبكه‌ها ، بسته‌ها بايد چند جهش انجام دهند. تا به مقصد برسند. براي شبكه‌هاي پخشي،استثنايي وجود دارد، واي در اينجا نيز اگر منبع و مقصد در يك شبكه نباشد مسير يابي مشكل محسوب مي‌شود. الگورتيم هايي كه مسيرها و ساختمان داده‌هاي مربوط به آن را انتخاب مي‌كنند، موضوع مهم را طراحي لايه شبكه اند.
الگوريتم مسير يابي بخشي از نرم افزار لايه شبكه است كه تعيين مي‌كند بسته ورودي بايد به كدام خط خروجي منتقل شود. اگر زير شبكه از داده‌ها گرام‌ها استفاده كند، اين تصميم گيري دوباره بايد براي هر بسته ورودي تكرار شود ،چون تا آن موقع امكان دارد بهترين مسير، تغيير كند اگر زير شبكه از مدارهاي مجازي استفاده كند ، تصميمات مسير يابي وقتي اتخاذ مي‌شوند كه مدار مجازي جديدي استفاده گردد. از آن پس ، بسته‌هاي داده‌ها فقط از مسير ايجاد شده قبلي منتقل مي‌شوند.حالت دوم گاهي مسير يابي تماس دارد ، زيرا مسير در طول مدت تمسا كاربر باقي مي‌ماند ( مثل كار كردن با پايانه يا انتقال فايل ) صرف نظر از اين كه آيا مسيرها براي هر بسته به طور مستقل انتخاب ميشوند يا فقط وقتي كه اتصال جديدي برقرار مي‌شود انتخاب مي‌گردند، خواصي وجود دارند. كه در الگوريتم‌هاي مسير يابي مطلوب‌اند صحت ، سهولت تحمل عيب، پايداري ، عدالت و بهينگي صخت وسهولت نيازي به توضيح ندارند، اما نياز به تحمل عيب چندان روشن نيست. انتظار مي‌رود كه شبكه‌هاي بزرگ ، سال‌ها بدون عيب كلي سيستم به كار خود ادامه دهند. در اين مدت ممكن است اشكالات سخت افزاري و نرم افزاري گوناگوني به وجود آيد. ميزبان‌ها مسير ياب‌ها مسير ياب‌ها بدون نياز به توقف انجام انجام كارها در مسير ياب‌ها و راه اندازي مجدد شبكه در هر بار متلاشي شدن مسيرياباز عهده تغييرات در توپولوژي و ترافيك برآيد.
پايداري نيز براي الگوريتم مسير يابي هدف مهمي است. الگوريتم‌هاي مسير يابي وجود دارند كه هرگز وجود دارندكه هرگز به حالت پايداري نمي‌رسند.مدت زمان اجراي آن بي تاثير است عدالت وبهينگي مممكن است ساده به نظر مي‌رسند يقيينا كسي با آن مخالف نيست. اماهمان طور كه روشن است اهداف متناقضي دارند به عنوان مثال از اين تناقض ، شكل ۱ را بينيد. فرض كنيد ترافيك كافي بين A و ش، بين B,B وبين C, C وجود دارد تا پيوندهاي افقي را اشباع نمايد براي بيشينه كردن كل جريان ترافيك X, X بايد كاملا از بين برود. متاسفانه از نظر X وX عادلانه نيست بديهي است كه توافقي بين كارايي كلي و عدالت اتصال‌هاي منفرد لازم است.
قبل از اينكه به متوزان كردن عدالت وبهينگي بپردازيم . بايد تصميم بگيريم كه چه چيزي را بهينه كنيم . بديهي است تاخير بسته بايد كمينه شود ولي توان شبكه بايد بيشينه شود. علاوه براين اين دو هدف نيز با هم تضاد دارند، زيرا عملكرد هر سيستم صف بندي در حد ظرفيت تاخير صف بندي را زياد ي كند. اغلب شبكه‌ها سعي ميكنند تعدداد جهشهاي بسته‌هاي را كمينه نمايند زيرا كاهش تعدادجهش موجب بهبود تاخير و نيزكاهش ميزان پهناي باند مصرفي است كه منجر به بهبود توان عملياتي مي‌شود.
الگوريتم‌هاي مسير يابي به مي‌توانند به دو دسته تقسيم شوند غير وفقي و وفقي الگوريتم‌هاي غير وفقي تصميات مسير يابي خود را بر اندازه گيري يا تخمين توپولوژي و ترافيك فعلي بنا نمي‌نهند بلكه براي انتخاب مسري جهت رسيدن از I به J براي تمام I را به تمام J از قبل محاسبه مي‌شود در حالت OFF-LINE و هنگام راه اندازي شبكه به مسير ياب‌ها بار مي‌شود اين روند گاهي مسير يابي ايستا نام دارد.
برعكس الگوريتم‌هاي وقفي تصميات مسير يابي خود را براساس تغييرات توپولوژي و ترافيك تغيير مي‌دهند الگوريتم‌هاي وفقي ، وقتي كه مسيرها را عوض مي‌كنند. مثلا هر ثانيه وقتي بار تغيير مي‌كند، با وقتي توپولوژي تغيير مي‌كند از نظر جايي كه اطلاعات را مي‌گيرند مثلا محلي از مسيريابهمجوار يا تمام مسيريابومعيارهايي كه براي بهينه سازي مورد استفاده قرارمي گيرند. (مثلا ، محلي از مسيرياب همجواريا تمام مسير ياب‌ها و معيارهايي كه براي بهينه سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرند (مثلاً فاصله ، تعداد جهشها يا زمان انتقال تقريبي با يكديگر متفاوت‌اند . در بخش‌هاي بعدي الگوريتم‌هاي الگوريتمهاي گوناگوني را چه ايستا و چه پويا ،مورد بررسي قرار مي‌دهيم.

اصل بهينگی
قبل از پرداختن به الگوريتم توجه به مهم است كه صرف نظر از توپولوژي شبكه وتر افيكي ، مي‌توان حكمي كلي راجع به مسيرهاي بهينه ارائه كرد اين حكم را به عنوان اصل بهينگي شناخته مي‌شود. اين اصل بيا مي‌كند كه اگر مسيريابJ از مسيرياب I به مسيريابK در مسيرياب بهينه‌اي شناخته مي‌كند آنگاه مسر بهينه‌اي از J و K نيز در مسير مشابهي قرار مي‌گيرد. براي مشاهده اين موضوع ، بخشي از مسير I به J را به بناميد و بقيه را نامگذاري كنيد اگر مسيري بهتر از وجود داشت مي‌توانست با الحاق شود تا مسيري از I به K بهبود بخشد، و حكم ما را مي‌گويد ? بهينه است نقض كند.
از اصل بهينگي مي‌توان نتيجه گرفت كه مجموعه‌اي از مسيرهاي بهينه از تمام منابع به مقصدي معين ، درختي را تشكيل ميد هد كه ريشه اش مقصد است چنين درختي، درخت بايگاني نام دارد.شكل ۲ در اين درخت مقياس فاصله تعداد جهش‌ها است توجه داشته باشيد. كه درخت‌هاي ديگري با همان طول مسير وجود داشته باشند هدف الگوريتم‌هاي مسير يابي، يافتن درخت‌هاي بايگاني و استفاده از انها براي تمام مسير ياب‌ها است.
چون درخت بايگاني يك درخت است، فاقد هرگونه حلقه است. لذا هر بسته در تعداد مشخصي از جهش‌هاي دريافت مي‌شود. در عمل هميشه به اين سادگي نيست.در اثناي كار، پيوندهاي ومسيريابمي‌توانند به طرف پايين بروند وبه طرف بالا برگردند. بنابراين امكان دارد مسير ياب‌هاي مختلف راجع بع توپولوژي فعلي ايده‌هاي متفاوتي داشته باشند .همچنين سوال ديگري كه مطرح بود اين بود كه آيا هر مسيريابمجبور است به طور انفرادي اطلاعات مورد نياز جهت محاسبه درخت بايگاني را به دست آورد يا اين اطلاعات توسط وسايل ديگري جمع آوري مي‌شوند در ادامه به طور مختصر به اين موضوع مي‌پردازيم با اين وجود، اصل بهينگي ودرخت بايگاني‌هاي معيارهايي را تهيه كردند كه ساير الگوريتم‌هاي مسير يابي مي‌توانند براساس آنها ارزيابي شوند.