有關(guān)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由的分析與探討

摘 要：21世紀(jì)是信息的時代，人們通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來獲取信息，瀏覽信息。對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由的分析與研究利于人們更好的使用網(wǎng)絡(luò)，利于網(wǎng)絡(luò)的普及，此文就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由進(jìn)行分析與探討，討論與分析了路由算法、路由協(xié)議及路由器，并提出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 路由技術(shù)

中圖分類號：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0004-01

路由技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，它是尋找將IP數(shù)據(jù)報(bào)從源主機(jī)傳往目的主機(jī)的傳輸路徑的過程，就好比一個人從出發(fā)地到目的地的路程選擇。如果路由技術(shù)不行，將影響信息的傳播，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的目的也就失去了意義。對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究、發(fā)展和創(chuàng)新將對信息高速公路網(wǎng)絡(luò)化和世界化的實(shí)現(xiàn)起到重要作用。

1 路由算法

計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及推廣是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由的出現(xiàn)背景，當(dāng)用戶在使用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)時必定會對信息傳播的安全性、性能和穩(wěn)定等提出要求，因而網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)也就產(chǎn)生了。

路由算法指的是求解路由問題的方法與步驟，它的設(shè)計(jì)原則是最優(yōu)化原則即選擇最佳路徑；簡潔性原則即算法要簡潔，這樣可以減少軟件的成本；堅(jiān)固性原則即算法經(jīng)歷的時間久，可靠性強(qiáng)；快速收斂性原則，即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生突發(fā)事件時，快速重新計(jì)算最佳路徑的算法；靈活性原則，即該算法適合于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

隨著路由技術(shù)的發(fā)展，路由算法層出不窮，但無論是怎樣的算法，都是為了尋找出最合適的路徑進(jìn)行信息傳遞，從而提高服務(wù)質(zhì)量，提高網(wǎng)絡(luò)資源的整體利用率。怎樣決定最合適的路徑？路由算法設(shè)計(jì)者根據(jù)不同的度量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行決定，從而設(shè)計(jì)出路由算法，復(fù)雜的路由算法采用的多種度量標(biāo)準(zhǔn)。普遍的標(biāo)準(zhǔn)包括路徑長度、時延、帶寬、可靠性、通行成本、負(fù)載等。

路由算法可以分為非適應(yīng)和自適應(yīng)兩種。非適應(yīng)算法指的是只按照某項(xiàng)原則選擇路由，并不考慮當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和流量問題。自適應(yīng)算法指的是依據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行路由選擇，將網(wǎng)絡(luò)流量和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)考慮其中。

2 路由協(xié)議

路由協(xié)議指的是路由在發(fā)送IP數(shù)據(jù)包過程中所要遵守的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，按照使用范圍的標(biāo)準(zhǔn)可以分為IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，全稱Interior Gateway Protocol）及EGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，全稱Exterior Gateway Protocol）。

IGP應(yīng)用在一個自治系統(tǒng)即AS（Auton-omous System）中，而EGP是應(yīng)用在各個自治系統(tǒng)之間。按照路由路徑的可變性又可以分為靜態(tài)路由和動態(tài)路由，靜態(tài)路由使用固定的路由表，適用于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大的網(wǎng)絡(luò)中，動態(tài)路由則是網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間相互通信，傳遞相關(guān)信息，及時更新路由表，適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)上常見的路由器協(xié)議有RIP（路由信息協(xié)議，Routing Information Protocol）、OSPF（開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議，Open Shortest Path First）和BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，Border Gateway Protocol）。RIP和OSPF屬于內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，BGP屬于外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。RIP使用距離向量算法，路由表在路由器之間可以共享，并根據(jù)路由器的路由交換報(bào)告進(jìn)行更改。為了解決RIP存在的缺陷，開發(fā)了OSPF協(xié)議，它是基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，使用的是SPF（最短路徑優(yōu)先算法，Shortest Path First）算法，具有開放性[4]。BGP是目前唯一的域間路由協(xié)議，有豐富的路由策略，它需要全局的信息來計(jì)算路由表，使得傳輸?shù)目煽啃栽鰪?qiáng)了。

3 路由器

路由器是連接不同的網(wǎng)段或網(wǎng)絡(luò)如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的一種基于網(wǎng)絡(luò)層的互聯(lián)設(shè)備，它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號。路由器是在OSI／RM的網(wǎng)絡(luò)層上工作的。隨著因特網(wǎng)規(guī)模和領(lǐng)域的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的路由器、ATM交換機(jī)、新型的路由器也逐漸出現(xiàn)，到現(xiàn)在的Gbps路由交換器，它已經(jīng)成為了人們使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心設(shè)備，光纖技術(shù)也逐漸替代了電纜傳輸。同樣網(wǎng)絡(luò)路由的核心技術(shù)也不斷變化，RIP一代、RIP二代、BGP4等協(xié)議到現(xiàn)在的TCP/IP協(xié)議。

路由器的功能在于完成各個網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的存儲、分組和轉(zhuǎn)發(fā)，并決定傳輸數(shù)據(jù)時的路由去向，它必須有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和路徑選擇的功能。它只接收源站或者其它路由器的路由信息。

路由器按照性能可以劃分為高端、中斷、低端，高端路由器的背板交換能力大于40Gbps，適用于大型網(wǎng)絡(luò)，有很高的包處理能力，端口密度高且類型多。中斷路由器的背板交換能力在25～40Gbps之間，適用于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)，包處理能力較高，網(wǎng)絡(luò)接口豐富。低于25Gbps的是低端路由器，在小型網(wǎng)絡(luò)中使用，它的數(shù)量、類型和包處理能力有限。按照結(jié)構(gòu)可以分為模塊化和分模塊化，模塊化路由器指的是插槽有很多，路由器可以靈活的配置，非模塊化路由器只有固定的端口，這種路由器可擴(kuò)展性很差。按照應(yīng)用又可以分為核心層、分布層和訪問層路由器。核心層路由器用于網(wǎng)絡(luò)中心，要求快速的包交換能力和高速網(wǎng)絡(luò)接口，分布層路由器指的是能連接多個終端系統(tǒng)，但是造價(jià)較低，數(shù)據(jù)流量較小。訪問層路由器則應(yīng)用于類似于家庭或小型企業(yè)的局域網(wǎng)，一般使用低端路由器。

4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)的發(fā)展展望

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷應(yīng)用，IP路由器、ATM交換機(jī)的競爭及融合，勢必會促進(jìn)路由器的服務(wù)質(zhì)量和速度不斷得到改善，同樣，路由器的信息管理也會趨于智能化，信息管理是網(wǎng)絡(luò)傳輸和流量分配的基礎(chǔ)，可靠正規(guī)的網(wǎng)絡(luò)信息管理技術(shù)室信息化全球網(wǎng)絡(luò)的必然要求，這樣管理的智能化急需發(fā)展了，路由算法也會從機(jī)械化走向策略化。

在當(dāng)今信息、數(shù)據(jù)爆炸式的時代，路由器技術(shù)的發(fā)展對于時代的進(jìn)一步發(fā)展有著重要作用，對于算法、協(xié)議、路由器等方面的創(chuàng)新、研究與發(fā)展勢在必行。

參考文獻(xiàn)

[1]呂華意.對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由的綜合研究概述[J].信息與技術(shù)，2010（8）：75-76.

[2]石義良.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)與算法研究[J].信息技術(shù)，2009（8）：11.

[3]寇增濤.計(jì)算機(jī)網(wǎng)路路由概述[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012（10）：59-61.

[4]王建平.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)[M].哈爾濱：工業(yè)大學(xué)出版社，2010：87-90.