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路由字什麼

發布時間: 2021-02-24 18:33:29

❶ 什麼是路由,路由的分類

一般一條路由信息至少包含以下幾方面內容:目標網路,用以配置報內文的目的地址,進行路由容選擇;下一跳,指明路由的發送路徑;Metric、路由權,標示路徑的好環,是進行路由選擇的標准。 例如,在上圖中路由器上有一條去往目標網路 N 的路由,下一跳是 R1。所有經過此路由器的去往目標網路 N 的報文都被轉發到路由器 R1 上去,再重復這種路由過程,直到到達正確的目的地。路由的分類通常情況下,指導 IP 轉發的路由信息可以通過如下三種不同的途徑來獲得:靜態路由 —— 由系統管理員手動配置的到目標網路的唯一路徑,當網路結構發生變化時也必須由系統管理員手動的修改配置。但合理的使用靜態路由可以改進網路的性能,為重要的應用保存帶寬。預設路由 —— 由系統管理員手動配置的一種特殊路由,可以將所有找不到 匹配路由的報文轉發到指定的預設網關。動態路由 —— 由動態路由協議從其他路由器學到的到達目標網路的發送路 徑,可以根據網路結構的變化動態地更新路由信息。

❷ 路由是什麼

計算機網路往往由許多種不同類型的網路互連連接而成。如果幾個計算機網路只是在物理上連接在一起,它們之間並不能進行通信,那麼這種「互連」並沒有什麼實際意義。因此通常在談到「互連」時,就已經暗示這些相互連接的計算機是可以進行通信的,也就是說,從功能上和邏輯上看,這些計算機網路已經組成了一個大型的計算機網路,或稱為互聯網路,也可簡稱為互聯網、互連網。
將網路互相連接起來要使用一些中間設備(或中間系統),ISO的術語稱之為中繼(relay)系統。根據中繼系統所在的層次,可以有以下五種中繼系統:
1.物理層(即常說的第一層、層L1)中繼系統,即轉發器(repeater)。
2.數據鏈路層(即第二層,層L2),即網橋或橋接器(bridge)。
3.網路層(第三層,層L3)中繼系統,即路由器(router)。
4.網橋和路由器的混合物橋路器(brouter)兼有網橋和路由器的功能。
5.在網路層以上的中繼系統,即網關(gateway).
當中繼系統是轉發器時,一般不稱之為網路互聯,因為這僅僅是把一個網路擴大了,而這仍然是一個網路。高層網關由於比較復雜,目前使用得較少。因此一般討論網路互連時都是指用交換機和路由器進行互聯的網路。本文主要闡述交換機和路由器及其區別。

交換機和路由器
「交換」是今天網路里出現頻率最高的一個詞,從橋接到路由到ATM直至電話系統,無論何種場合都可將其套用,搞不清到底什麼才是真正的交換。其實交換一詞最早出現於電話系統,特指實現兩個不同電話機之間話音信號的交換,完成該工作的設備就是電話交換機。所以從本意上來講,交換只是一種技術概念,即完成信號由設備入口到出口的轉發。因此,只要是和符合該定義的所有設備都可被稱為交換設備。由此可見,「交換」是一個涵義廣泛的詞語,當它被用來描述數據網路第二層的設備時,實際指的是一個橋接設備;而當它被用來描述數據網路第三層的設備時,又指的是一個路由設備。 我們經常說到的乙太網交換機實際是一個基於網橋技術的多第二層網路設備,它為數據幀從一個埠到另一個任意埠的轉發提供了低時延、低開銷的通路。
由此可見,交換機內部核心處應該有一個交換矩陣,為任意兩埠間的通信提供通路,或是一個快速交換匯流排,以使由任意埠接收的數據幀從其他埠送出。在實際設備中,交換矩陣的功能往往由專門的晶元(ASIC)完成。另外,乙太網交換機在設計思想上有一個重要的假設,即交換核心的速度非常之快,以致通常的大流量數據不會使其產生擁塞,換句話說,交換的能力相對於所傳信息量而無窮大(與此相反,ATM交換機在設計上的思路是,認為交換的能力相對所傳信息量而言有限)。雖然乙太網第二層交換機是基於多埠網橋發展而來,但畢竟交換有其更豐富的特性,使之不但是獲得更多帶寬的最好途徑,而且還使網路更易管理。
而路由器是OSI協議模型的網路層中的分組交換設備(或網路層中繼設備),路由器的基本功能是把數據(IP報文)傳送到正確的網路,包括:
1.IP數據報的轉發,包括數據報的尋徑和傳送;
2.子網隔離,抑制廣播風暴;
3.維護路由表,並與其他路由器交換路由信息,這是IP報文轉發的基礎。
4.IP數據報的差錯處理及簡單的擁塞控制;
5.實現對IP數據報的過濾和記帳。
對於不同地規模的網路,路由器的作用的側重點有所不同。
在主幹網上,路由器的主要作用是路由選擇。主幹網上的路由器,必須知道到達所有下層網路的路徑。這需要維護龐大的路由表,並對連接狀態的變化作出盡可能迅速的反應。路由器的故障將會導致嚴重的信息傳輸問題。
在地區網中,路由器的主要作用是網路連接和路由選擇,即連接下層各個基層網路單位--園區網,同時負責下層網路之間的數據轉發。
在園區網內部,路由器的主要作用是分隔子網。早期的互連網基層單位是區域網(LAN),其中所有主機處於同一邏輯網路中。隨著網路規模的不斷擴大,區域網演變成以高速主幹和路由器連接的多個子網所組成的園區網。在其中,處個子網在邏輯上獨立,而路由器就是唯一能夠分隔它們的設備,它負責子網間的報文轉發和廣播隔離,在邊界上的路由器則負責與上層網路的連接。

第二層交換機和路由器的區別
傳統交換機從網橋發展而來,屬於OSI第二層即數據鏈路層設備。它根據MAC地址定址,通過站表選擇路由,站表的建立和維護由交換機自動進行。路由器屬於OSI第三層即網路層設備,它根據IP地址進行定址,通過路由表路由協議產生。交換機最大的好處是快速,由於交換機只須識別幀中MAC地址,直接根據MAC地址產生選擇轉發埠演算法簡單,便於ASIC實現,因此轉發速度極高。但交換機的工作機制也帶來一些問題。
1.迴路:根據交換機地址學習和站表建立演算法,交換機之間不允許存在迴路。一旦存在迴路,必須啟動生成樹演算法,阻塞掉產生迴路的埠。而路由器的路由協議沒有這個問題,路由器之間可以有多條通路來平衡負載,提高可靠性。
2.負載集中:交換機之間只能有一條通路,使得信息集中在一條通信鏈路上,不能進行動態分配,以平衡負載。而路由器的路由協議演算法可以避免這一點,OSPF路由協議演算法不但能產生多條路由,而且能為不同的網路應用選擇各自不同的最佳路由。
3.廣播控制:交換機只能縮小沖突域,而不能縮小廣播域。整個交換式網路就是一個大的廣播域,廣播報文散到整個交換式網路。而路由器可以隔離廣播域,廣播報文不能通過路由器繼續進行廣播。
4.子網劃分:交換機只能識別MAC地址。MAC地址是物理地址,而且採用平坦的地址結構,因此不能根據MAC地址來劃分子網。而路由器識別IP地址,IP地址由網路管理員分配,是邏輯地址且IP地址具有層次結構,被劃分成網路號和主機號,可以非常方便地用於劃分子網,路由器的主要功能就是用於連接不同的網路。
5.保密問題:雖說交換機也可以根據幀的源MAC地址、目的MAC地址和其他幀中內容對幀實施過濾,但路由器根據報文的源IP地址、目的IP地址、TCP埠地址等內容對報文實施過濾,更加直觀方便。
6.介質相關:交換機作為橋接設備也能完成不同鏈路層和物理層之間的轉換,但這種轉換過程比較復雜,不適合ASIC實現,勢必降低交換機的轉發速度。因此目前交換機主要完成相同或相似物理介質和鏈路協議的網路互連,而不會用來在物理介質和鏈路層協議相差甚元的網路之間進行互連。而路由器則不同,它主要用於不同網路之間互連,因此能連接不同物理介質、鏈路層協議和網路層協議的網路。路由器在功能上雖然占據了優勢,但價格昂貴,報文轉發速度低。 近幾年,交換機為提高性能做了許多改進,其中最突出的改進是虛擬網路和三層交換。
劃分子網可以縮小廣播域,減少廣播風暴對網路的影響。路由器每一介面連接一個子網,廣播報文不能經過路由器廣播出去,連接在路由器不同介面的子網屬於不同子網,子網范圍由路由器物理劃分。對交換機而言,每一個埠對應一個網段,由於子網由若干網段構成,通過對交換機埠的組合,可以邏輯劃分子網。廣播報文只能在子網內廣播,不能擴散到別的子網內,通過合理劃分邏輯子網,達到控制廣播的目的。由於邏輯子網由交換機埠任意組合,沒有物理上的相關性,因此稱為虛擬子網,或叫虛擬網。虛擬網技術不用路由器就解決了廣播報文的隔離問題,且虛擬網內網段與其物理位置無關,即相鄰網段可以屬於不同虛擬網,而相隔甚遠的兩個網段可能屬於不同虛擬網,而相隔甚遠的兩個網段可能屬於同一個虛擬網。不同虛擬網內的終端之間不能相互通信,增強了對網路內數據的訪問控制。
交換機和路由器是性能和功能的矛盾體,交換機交換速度快,但控制功能弱,路由器控制性能強,但報文轉發速度慢。解決這個矛盾的最新技術是三層交換,既有交換機線速轉發報文能力,又有路由器良好的控制功能。

第三層交換機和路由器的區別
在第三層交換技術出現之前,幾乎沒有必要將路由功能器件和路由器區別開來,他們完全是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,現在第三層交換機完全能夠執行傳統路由器的大多數功能。作為網路互連的設備,第三層交換機具有以下特徵:
1.轉發基於第三層地址的業務流;
2.完全交換功能;
3.可以完成特殊服務,如報文過濾或認證;
4.執行或不執行路由處理。

第三層交換機與傳統路由器相比有如下優點:
1.子網間傳輸帶寬可任意分配:傳統路由器每個介面連接一個子網,子網通過路由器進行傳輸的速率被介面的帶寬所限制。而三層交換機則不同,它可以把多個埠定義成一個虛擬網,把多個埠組成的虛擬網作為虛擬網介面,該虛擬網內信息可通過組成虛擬網的埠送給三層交換機,由於埠數可任意指定,子網間傳輸帶寬沒有限制。
2.合理配置信息資源:由於訪問子網內資源速率和訪問全局網中資源速率沒有區別,子網設置單獨伺服器的意義不大,通過在全局網中設置伺服器群不僅節省費用,更可以合理配置信息資源。
3.降低成本:通常的網路設計用交換機構成子網,用路由器進行子網間互連。目前採用三層交換機進行網路設計,既可以進行任意虛擬子網劃分,又可以通過交換機三層路由功能完成子網間通信,為此節省了價格昂貴的路由器。
4.交換機之間連接靈活:作為交換機,它們之間不允許存在迴路,作為路由器,又可有多條通路來提高可靠性、平衡負載。三層交換機用生成樹演算法阻塞造成迴路的埠,但進行路由選擇時,依然把阻塞掉的通路作為可選路徑參與路由選擇。 五、結論
綜上所述,交換機一般用於LAN-WAN的連接,交換機歸於網橋,是數據鏈路層的設備,有些交換機也可實現第三層的交換。路由器用於WAN-WAN之間的連接,可以解決異性網路之間轉發分組,作用於網路層。他們只是從一條線路上接受輸入分組,然後向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬於不同的網路,並採用不同協議。相比較而言,路由器的功能較交換機要強大,但速度相對也慢,價格昂貴,第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以廣播應用。

❸ 路由是什麼

路由是把信息從源穿過網路傳遞到目的地的行為,在路上,至少遇到一個內中間節點。路由通常與橋容接來對比,在粗心的人看來,它們似乎完成的是同樣的事。它們的主要區別在於橋接發生在OSI參考協議的第二層(鏈接層),而路由發生在第三層(網路層)。這一區別使二者在傳遞信息的過程中使用不同的信息,從而以不同的方式來完成其任務。

詳細說明自己看網路的連接

❹ 什麼是路由

什麼是路由,說的簡單一點,也就是說如果一個人要去的目的地是首都,可能有很多種路徑可到達,那麼路由就是解決這問題,選擇哪個路徑最近,最好走)。

❺ 路由是什麼東西啊

路由器是什麼
是什麼把網路相互連接起來?是路由器。路由器是互聯網路的樞紐、"交通警察"。目前路由器已經廣泛應用於各行各業,各種不同檔次的產品已經成為實現各種骨幹網內部連接、骨幹網間互聯和骨幹網與互聯網互聯互通業務的主力軍。
所謂路由就是指通過相互連接的網路把信息從源地點移動到目標地點的活動。一般來說,在路由過程中,信息至少會經過一個或多個中間節點。通常,人們會把路由和交換進行對比,這主要是因為在普通用戶看來兩者所實現的功能是完全一樣的。其實,路由和交換之間的主要區別就是交換發生在OSI參考模型的第二層(數據鏈路層),而路由發生在第三層,即網路層。這一區別決定了路由和交換在移動信息的過程中需要使用不同的控制信息,所以兩者實現各自功能的方式是不同的。
早在40多年之間就已經出現了對路由技術的討論,但是直到80年代路由技術才逐漸進入商業化的應用。路由技術之所以在問世之初沒有被廣泛使用主要是因為80年代之前的網路結構都非常簡單,路由技術沒有用武之地。直到最近十幾年,大規模的互聯網路才逐漸流行起來,為路由技術的發展提供了良好的基礎和平台。
路由器是互聯網的主要節點設備。路由器通過路由決定數據的轉發。轉發策略稱為路由選擇(routing),這也是路由器名稱的由來(router,轉發者)。作為不同網路之間互相連接的樞紐,路由器系統構成了基於 TCP/IP 的國際互連網路 Internet 的主體脈絡,也可以說,路由器構成了 Internet 的骨架。它的處理速度是網路通信的主要瓶頸之一,它的可靠性則直接影響著網路互連的質量。因此,在園區網、地區網、乃至整個 Internet 研究領域中,路由器技術始終處於核心地位,其發展歷程和方向,成為整個 Internet 研究的一個縮影。在當前我國網路基礎建設和信息建設方興未艾之際,探討路由器在互連網路中的作用、地位及其發展方向,對於國內的網路技術研究、網路建設,以及明確網路市場上對於路由器和網路互連的各種似是而非的概念,都具有重要的意義。

路由器是工作在OSI參考模型第三層——網路層的數據包轉發設備。路由器通過轉發數據包來實現網路互連。雖然路由器可以支持多種協議(例如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協議),但是在我國絕大多數路由器運行TCP/IP協議。
路由器通常連接兩個或多個由IP子網或點到點協議標識的邏輯埠,至少擁有1個物理埠。路由器根據收到數據包中的網路層地址以及路由器內部維護的路由表決定輸出埠以及下一跳地址,並且重寫鏈路層數據包頭實現轉發數據包。
路由器通常動態維護路由表來反映當前的網路拓撲。路由器通過與網路上其他路由器交換路由和鏈路信息來維護路由表。

路由器是連接IP網的核心設備。

路由器的分類
當前路由器分類方法各異。各種分類方法有一定的關聯,但是並不完全一致。

從能力上分,路由器可分高端路由器和中低端路由器。各廠家劃分並不完全一致。通常將背板交換能力大於40G的路由器稱為高端路由器,背板交換能力40G以下的路由器稱為中低端路由器。以市場佔有率最大的Cisco公司為例,12000系列為高端路由器,7500以下系列路由器為中低端路由器。

從結構上分,路由器可分為模塊化結構與非模塊化結構。通常中高端路由器為模塊化結構,低端路由器為非模塊化結構。

從網路位置劃分,路由器可分為核心路由器與接入路由器。核心路由器位於網路中心,通常是使用高端路由器。要求快速的包交換能力與高速的網路介面,通常是模塊化結構。接入路由器位於網路邊緣,通常使用中低端路由器。要求相對低速的埠以及較強的接入控制能力。

從功能分,路由器可分為通用路由器與專用路由器。一般所說的路由器為通用路由器。專用路由器通常為實現某種特定功能對路由器介面、硬體等作專門優化。例如接入伺服器用作接入撥號用戶,增強PSTN介面以及信令能力;VPN路由器增強隧道處理能力以及硬體加密;寬頻接入路由器強調寬頻介面數量及種類。

從性能上分,路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。通常線速路由器是高端路由器,能以媒體速率轉發數據包;中低端路由器是非線速路由器。但是一些新的寬頻接入路由器也有線速轉發能力。

路由器分類方法還有很多,並且隨著路由器技術的發展,可能會出現越來越多的分類方法。

路由器功能
路由器通常實現下列基本功能:

實現IP、TCP、UDP、ICMP等互聯網協議。
連接到兩個或多個數據包交換的網路。對每個連接到的網路,實現該網路所要求的功能。這些功能包括:

IP數據包封裝到鏈路層幀或從鏈路層幀中取出IP數據包。

按照該網路所支持的最大數據包大小發送或接收IP數據報。該大小是網路最大傳輸單元(MTU)。

將IP地址與相應網路的鏈路層地址相互轉換。例如將IP地址轉換成乙太網硬體地址。

實現網路支持的流量控制和差錯指示。

接收及轉發數據包,在收發過程中實現緩沖區管理、擁塞控制以及公平性處理。

出現差錯時辨認差錯並產生ICMP差錯及必要的差錯消息。

丟棄生存時間(TTL)域為0的數據包。

必要時將數據包分段。

按照路由表信息,為每個IP數據包選擇下一跳目的地。

支持至少一種內部網關協議(IGP)與其他同一自治域中路由器交換路由信息及可達性信息。支持外部網關協議(Exterior Gateway Protocol,EGP)與其他自治域交換拓撲信息。

提供網路管理和系統支持機制,包括存儲/上載配置、診斷、升級、狀態報告、異常情況報告及控制等。

路由器介面
路由器介面用作將路由器連接到網路,可以分為區域網介面及廣域網介面兩種。區域網介面主要包括乙太網(10M、100M和1000M乙太網)、令牌環、令牌匯流排、FDDI等網路介面。廣域網主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串列口(可轉換成X.21 DTE/DCE、V.35 DTE/DCE、RS

❻ 路由到底是什麼意思

路由(routing)是指分組從源到抄目的地時,決定端到端路徑的網路范圍的進程。路由工作在OSI參考模型第三層--網路層的數據包轉發設備。路由器通過轉發數據包來實現網路互連。雖然路由器可以支持多種協議(如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協議),但是在我國絕大多數路由器運行TCP/IP協議。路由器通常連接兩個或多個由IP子網或點到點協議標識的邏輯埠,至少擁有1個物理埠。路由器根據收到數據包中的網路層地址以及路由器內部維護的路由表決定輸出埠以及下一跳地址,並且重寫鏈路層數據包頭實現轉發數據包。路由器通過動態維護路由表來反映當前的網路拓撲,並通過網路上其他路由器交換路由和鏈路信息來維護路由表。

❼ "路由"是什麼意思,怎麼理解這兩個字

如果硬要解釋這兩個字,只能說是理解成」去什麼地方」和」經過什麼地方」

路由回是把信息從源穿過網路答傳遞到目的的行為,在路上,至少遇到一個中間節點。路由通常與橋接來對比,在粗心的人看來,它們似乎完成的是同樣的事。它們的主要區別在於橋接發生在OSI參考協議的第二層(鏈接層),而路由發生在第三層(網路層)。這一區別使二者在傳遞信息的過程中使用不同的信息,從而以不同的方式來完成其任務。
路由的組成

路由包含兩個基本的動作:確定最佳路徑和通過網路傳輸信息。在路由的過程中,後者也稱為(數據)交換。交換相對來說比較簡單,而選擇路徑很復雜。

❽ 路由器是什麼

您好
路由器是連接網際網路中各區域網、廣域網的設備,它會根據信道的情況自動選擇和設定路由,以最佳路徑,按前後順序發送信號。

❾ 路由器的路由是什麼意思就問「路由」兩個字!

所謂「路由」,是指把數據從一個地方傳送到另一個地方的行為和動作,而路由器,正是執行這種行為動作的機器,它的英文名稱為Router。

❿ 路由是什麼意思

路由是把信息從源穿過網路傳遞到目的的行為,在路上,至少遇到一個中間節點。路由通常與橋接來對比,在粗心的人看來,它們似乎完成的是同樣的事。它們的主要區別在於橋接發生在OSI參考協議的第二層(鏈接層),而路由發生在第三層(網路層)。這一區別使二者在傳遞信息的過程中使用不同的信息,從而以不同的方式來完成其任務。

路由的話題早已在計算機界出現,但直到八十年代中期才獲得商業成功,這一時間延遲的主要原因是七十年代的網路很簡單,後來大型的網路才較為普遍。

二、路由的組成

路由包含兩個基本的動作:確定最佳路徑和通過網路傳輸信息。在路由的過程中,後者也稱為(數據)交換。交換相對來說比較簡單,而選擇路徑很復雜。

1、路徑選擇

metric是路由演算法用以確定到達目的地的最佳路徑的計量標准,如路徑長度。為了幫助選路,路由演算法初始化並維護包含路徑信息的路由表,路徑信息根據使用的路由演算法不同而不同。

路由演算法根據許多信息來填充路由表。目的/下一跳地址對告知路由器到達該目的最佳方式是把分組發送給代表「下一跳」的路由器,當路由器收到一個分組,它就檢查其目標地址,嘗試將此地址與其「下一跳」相聯系。下表為一個目的/下一跳路由表的例子。

表5-1 目的/下一跳對應表決定數據的最佳路徑

http://www.linkwan.com/gb/routertech/netsys/images/route1.gif
路由表還可以包括其它信息。路由表比較metric以確定最佳路徑,這些metric根據所用的路由演算法而不同,下面將介紹常見的metric。路由器彼此通信,通過交換路由信息維護其路由表,路由更新信息通常包含全部或部分路由表,通過分析來自其它路由器的路由更新信息,該路由器可以建立網路拓撲細圖。路由器間發送的另一個信息例子是鏈接狀態廣播信息,它通知其它路由器發送者的鏈接狀態,鏈接信息用於建立完整的拓撲圖,使路由器可以確定最佳路徑。

2、交換

交換演算法相對而言較簡單,對大多數路由協議而言是相同的,多數情況下,某主機決定向另一個主機發送數據,通過某些方法獲得路由器的地址後,源主機發送指向該路由器的物理(MAC)地址的數據包,其協議地址是指向目的主機的。

路由器查看了數據包的目的協議地址後,確定是否知道如何轉發該包,如果路由器不知道如何轉發,通常就將之丟棄。如果路由器知道如何轉發,就把目的物理地址變成下一跳的物理地址並向之發送。下一跳可能就是最終的目的主機,如果不是,通常為另一個路由器,它將執行同樣的步驟。當分組在網路中流動時,它的物理地址在改變,但其協議地址始終不變,如下圖所示。

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上面描述了源系統與目的系統間的交換,ISO定義了用於描述此過程的分層的術語。在該術語中,沒有轉發分組能力的網路設備稱為端系統(ES--end system),有此能力的稱為中介系統(IS--intermediate system)。IS又進一步分成可在路由域內通信的域內IS(intradomain IS)和既可在路由域內有可在域間通信的域間IS(interdomain IS)。路由域通常被認為是統一管理下的一部分網路,遵守特定的一組管理規則,也稱為自治系統(autonomous system)。在某些協議中,路由域可以分為路由區間,但是域內路由協議仍可用於在區間內和區間之間交換數據。

三、路由演算法

路由演算法可以根據多個特性來加以區分。首先,演算法設計者的特定目標影響了該路由協議的操作;其次,存在著多種路由演算法,每種演算法對網路和路由器資源的影響都不同;最後,路由演算法使用多種metric,影響到最佳路徑的計算。下面的章節分析了這些路由演算法的特性。

1、設計目標

路由演算法通常具有下列設計目標的一個或多個:

優化

簡單、低耗

健壯、穩定

快速聚合

靈活性

優化指路由演算法選擇最佳路徑的能力,根據metric的值和權值來計算。例如有一種路由演算法可能使用跳數和延遲,但可能延遲的權值要大些。當然,路由協議必須嚴格定義計算metric的演算法。

路由演算法也可以設計得盡量簡單。換句話說,路由協議必須高效地提供其功能,盡量減少軟體和應用的開銷。當實現路由演算法的軟體必須運行在物理資源有限的計算機上時高效尤其重要。

路由演算法必須健壯,即在出現不正常或不可預見事件的情況下必須仍能正常處理,例如硬體故障、高負載和不正確的實現。因為路由器位於網路的連接點,當它們失效時會產生重大的問題。最好的路由演算法通常是那些經過了時間考驗,證實在各種網路條件下都很穩定的演算法。

此外,路由演算法必須能快速聚合,聚合是所有路由器對最佳路徑達成一致的過程。當某網路事件使路徑斷掉或不可用時,路由器通過網路分發路由更新信息,促使最佳路徑的重新計算,最終使所有路由器達成一致。聚合很慢的路由演算法可能會產生路由環或網路中斷。

在下圖中的路由環中,某分組在時間t1到達路由器1,路由器1已經更新並知道到達目的的最佳路徑是以路由器2為下一跳,於是就把該分組轉發給路由器2。但是路由器2還沒有更新,它認為最佳的下一跳是路由器1,於是把該分組發回給路由器1,結果分組在兩個路由器間來回傳遞直到路由器2收到路由更新信息或分組超過了生存期。

http://www.linkwan.com/gb/routertech/netsys/images/route3.gif
路由演算法還應該是靈活的,即它們應該迅速、准確地適應各種網路環境。例如,假定某網段斷掉了,當知道問題後,很多路由演算法對通常使用該網段的路徑將迅速選擇次佳的路徑。路由演算法可以設計得可適應網路帶寬、路由器隊列大小和網路延遲。

2、演算法類型

各路由演算法的區別點包括:

靜態與動態

單路徑與多路徑

平坦與分層

主機智能與路由器智能

域內與域間

鏈接狀態與距離向量

(1)靜態與動態

靜態路由演算法很難算得上是演算法,只不過是開始路由前由網管建立的表映射。這些映射自身並不改變,除非網管去改動。使用靜態路由的演算法較容易設計,在網路通信可預測及簡單的網路中工作得很好。

由於靜態路由系統不能對網路改變做出反映,通常被認為不適用於現在的大型、易變的網路。九十年代主要的路由演算法都是動態路由演算法,通過分析收到的路由更新信息來適應網路環境的改變。如果信息表示網路發生了變化,路由軟體就重新計算路由並發出新的路由更新信息。這些信息滲入網路,促使路由器重新計算並對路由表做相應的改變。

動態路由演算法可以在適當的地方以靜態路由作為補充。例如,最後可選路由(router of last resort),作為所有不可路由分組的去路,保證了所有的數據至少有方法處理。

(2)單路徑與多路徑

一些復雜的路由協議支持到同一目的的多條路徑。與單路徑演算法不同,這些多路徑演算法允許數據在多條線路上復用。多路徑演算法的優點很明顯:它們可以提供更好的吞吐量和可靠性。

(3)平坦與分層

一些路由協議在平坦的空間里運作,其它的則有路由的層次。在平坦的路由系統中,每個路由器與其它所有路由器是對等的;在分層次的路由系統中,一些路由器構成了路由主幹,數據從非主幹路由器流向主幹路由器,然後在主幹上傳輸直到它們到達目標所在區域,在這里,它們從最後的主幹路由器通過一個或多個非主幹路由器到達終點。

路由系統通常設計有邏輯節點組,稱為域、自治系統或區間。在分層的系統中,一些路由器可以與其它域中的路由器通信,其它的則只能與域內的路由器通信。在很大的網路中,可能還存在其它級別,最高級的路由器構成了路由主幹。

分層路由的主要優點是它模擬了多數公司的結構,從而能很好地支持其通信。多數的網路通信發生在小組中(域)。因為域內路由器只需要知道本域內的其它路由器,它們的路由演算法可以簡化,根據所使用的路由演算法,路由更新的通信量可以相應地減少。

(4)主機智能與路由器智能

一些路由演算法假定源結點來決定整個路徑,這通常稱為源路由。在源路由系統中,路由器只作為存貯轉發設備,無意識地把分組發向下一跳。其它路由演算法假定主機對路徑一無所知,在這些演算法中,路由器基於自己的計算決定通過網路的路徑。前一種系統中,主機具有決定路由的智能,後者則為路由器具有此能力。

主機智能和路由器智能的折衷實際是最佳路由與額外開銷的平衡。主機智能系統通常能選擇更佳的路徑,因為它們在發送數據前探索了所有可能的路徑,然後基於特定系統對「優化」的定義來選擇最佳路徑。然而確定所有路徑的行為通常需要很多的探索通信量和很長的時間。

(5)域內與域間

一些路由演算法只在域內工作,其它的則既在域內也在域間工作。這兩種演算法的本質是不同的。其遵循的理由是優化的域內路由演算法沒有必要也成為優化的域間路由演算法。

(6)鏈接狀態與距離向量

鏈接狀態演算法(也叫做短路徑優先演算法)把路由信息散布到網路的每個節點,不過每個路由器只發送路由表中描述其自己鏈接狀態的部分。距離向量演算法(也叫做Bellman-Ford演算法)中每個路由器發送路由表的全部或部分,但只發給其鄰居。也就是說,鏈接狀態演算法到處發送較少的更新信息,而距離向量演算法只向相鄰的路由器發送較多的更新信息。

由於鏈接狀態演算法聚合得較快,它們相對於距離演算法產生路由環的傾向較小。在另一方面,鏈接狀態演算法需要更多的CPU和內存資源,因此鏈接狀態演算法的實現和支持較昂貴。雖然有差異,這兩種演算法類型在多數環境中都可以工作得很好。

3、路由的metric

路由表中含有由交換軟體用以選擇最佳路徑的信息。但是路由表是怎樣建立的呢?它們包含信息的本質是什麼?路由演算法怎樣根據這些信息決定哪條路徑更好呢?

路由演算法使用了許多不同的metric以確定最佳路徑。復雜的路由演算法可以基於多個metric選擇路由,並把它們結合成一個復合的metric。常用的metric如下:

路徑長度

可靠性

延遲

帶寬

負載

通信代價

路徑長度是最常用的路由metric。一些路由協議允許網管給每個網路鏈接人工賦以代價值,這種情況下,路由長度是所經過各個鏈接的代價總和。其它路由協議定義了跳數,即分組在從源到目的的路途中必須經過的網路產品,如路由器的個數。

可靠性,在路由演算法中指網路鏈接的可依賴性(通常以位誤率描述),有些網路鏈接可能比其它的失效更多,網路失效後,一些網路鏈接可能比其它的更易或更快修復。任何可靠性因素都可以在給可靠率賦值時計算在內,通常是由網管給網路鏈接賦以metric值。

路由延遲指分組從源通過網路到達目的所花時間。很多因素影響到延遲,包括中間的網路鏈接的帶寬、經過的每個路由器的埠隊列、所有中間網路鏈接的擁塞程度以及物理距離。因為延遲是多個重要變數的混合體,它是個比較常用且有效的metric。

帶寬指鏈接可用的流通容量。在其它所有條件都相等時,10Mbps的乙太網鏈接比64kbps的專線更可取。雖然帶寬是鏈接可獲得的最大吞吐量,但是通過具有較大帶寬的鏈接做路由不一定比經過較慢鏈接路由更好。例如,如果一條快速鏈路很忙,分組到達目的所花時間可能要更長。

負載指網路資源,如路由器的繁忙程度。負載可以用很多方面計算,包括CPU使用情況和每秒處理分組數。持續地監視這些參數本身也是很耗費資源的。

通信代價是另一種重要的metric,尤其是有一些公司可能關系運作費用甚於性能。即使線路延遲可能較長,他們也寧願通過自己的線路發送數據而不採用昂貴的公用線路。

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