子路由作用
❶ 路由器的作用是什麼
路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備,它能將不同網路或網段之間的數據信專息進行「翻譯」屬,以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據,從而構成一個更大的網路。
路由器有兩大典型功能,即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等,一般由特定的硬體來完成;控制功能一般用軟體來實現,包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。
多少年來,路由器的發展有起有伏。90年代中期,傳統路由器成為制約網際網路發展的瓶頸。ATM交換機取而代之,成為IP骨幹網的核心,路由器變成了配角。進入90年代末期,Internet規模進一步擴大,流量每半年翻一番,ATM網又成為瓶頸,路由器東山再起,Gbps路由交換機在1997年面世後,人們又開始以Gbps路由交換機取代ATM交換機,架構以路由器為核心的骨幹網
❷ 單臂路由主要干什麼用 具體 有什麼用處
單臂路由是一種技術,用於在沒有三層交換機的情況下,實現不同vlan之間的通信。具體方法是在路由器內介面上配置虛擬子介面,具體配置命令可以網路。
這里要說明一下,單臂路由是一種應急技術,僅僅用於網路預算不足,無力購置三層交換機,或者網路規模很小的情況下使用,一般情況下vlan都要配合三層交換機使用。
❸ 什麼是第一級路由第一集路由作用於哪些用途
一級路由是指子網掩碼小於或等於網路地址有類掩碼的路由。一般可用作:默認路專由,超網路由和屬網路路由。 二級路由指有類網路地址的子路由。 最終路由是包含以下內容的路由:(1)送出介面,和/或(2)下一跳ip地址。 我們來舉一個例子: 直連網路 192.168.1.0/24 屬於 1 級網路路由,因為它的子網掩碼與有類掩碼相同。同時該路由也是一條最終路由,因為它包含送出介面 Serial 0/0/1。 C 192.168.1.0/24 is directly connected, Serial0/0/1 最終路由也可以是第二級路由,如二級子路由 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 172.16.3.0 is directly connected, FastEthernet0/0
❹ 單臂路由有什麼作用
單臂路由抄就是在路由器乙太網介面下配置若干個子介面,每個子介面對應一個VLAN,這樣當路由器的乙太網口連接到一個劃分VLAN的二層交換機時,可以通過路由器的乙太網口,實現二層交換機上多個VLAN之間的互通。 而三層交換機的VLAN之間互通,則不需要路由器的配合,可在三層交換機上直接配置VLAN虛介面,每個VLAN一個虛介面,並指定IP,通過VLAN虛介面實現交換機各個VLAN之間的互通。
❺ 路由的作用和工作原理
路由器工作原理
傳統地,路由器工作於七層協議中的第三層,其主要任務是接收來自一個網路介面的數據包,根據其中所含的目的地址,決定轉發到下一個目的地址。因此,路由器首先得在轉發路由表中查找它的目的地址,若找到了目的地址,就在數據包的幀格前添加下一個MAC地址,同時IP數據包頭的TTL(Time To Live)域也開始減數,並重新計算校驗和。當數據包被送到輸出埠時,它需要按順序等待,以便被傳送到輸出鏈路上。
路由器在工作時能夠按照某種路由通信協議查找設備中的路由表。如果到某一特定節點有一條以上的路徑,則基本預先確定的路由准則是選擇最優(或最經濟)的傳輸路徑。由於各種網路段和其相互連接情況可能會因環境變化而變化,因此路由情況的信息一般也按所使用的路由信息協議的規定而定時更新。
網路中,每個路由器的基本功能都是按照一定的規則來動態地更新它所保持的路由表,以便保持路由信息的有效性。為了便於在網路間傳送報文,路由器總是先按照預定的規則把較大的數據分解成適當大小的數據包,再將這些數據包分別通過相同或不同路徑發送出去。當這些數據包按先後秩序到達目的地後,再把分解的數據包按照一定順序包裝成原有的報文形式。路由器的分層定址功能是路由器的重要功能之一,該功能可以幫助具有很多節點站的網路來存儲定址信息,同時還能在網路間截獲發送到遠地網段的報文,起轉發作用;選擇最合理的路由,引導通信也是路由器基本功能;多協議路由器還可以連接使用不同通信協議的網路段,成為不同通信協議網路段之間的通信平台。
一般來說,路由器的主要工作是對數據包進行存儲轉發,具體過程如下:
第一步:當數據包到達路由器,根據網路物理介面的類型,路由器調用相應的鏈路層功能模塊,以解釋處理此數據包的鏈路層協議報頭。這一步處理比較簡單,主要是對數據的完整性進行驗證,如CRC校驗、幀長度檢查等。
第二步:在鏈路層完成對數據幀的完整性驗證後,路由器開始處理此數據幀的IP層。這一過程是路由器功能的核心。根據數據幀中IP包頭的目的IP地址,路由器在路由表中查找下一跳的IP地址;同時,IP數據包頭的TTL(Time To Live)域開始減數,並重新計算校驗和(Checksum)。
第三步:根據路由表中所查到的下一跳IP地址,將IP數據包送往相應的輸出鏈路層,被封裝上相應的鏈路層包頭,最後經輸出網路物理介面發送出去。
簡單地說,路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據包尋找一條最佳傳輸路徑,並將該數據包有效地傳送到目的站點。由此可見,選擇最佳路徑策略或叫選擇最佳路由演算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作,在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據——路由表(Routing Table),供路由選擇時使用。上述過程描述了路由器的主要而且關鍵的工作過程,但沒有說明其它附加性能,例如訪問控制、網路地址轉換、排隊優先順序等。
❻ 路由器主要的作用是什麼
要解釋路由器的概念,首先得知道什麼是路由。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,是一種連接多個網路或網段的網路設備,它能將不同網路或網段之間的數據信息進行「翻譯」,以使它們能夠相互「讀懂」對方的數據,從而構成一個更大的網路。
簡單的講,路由器主要有以下幾種功能:
第一,網路互連,路由器支持各種區域網和廣域網介面,主要用於互連區域網和廣域網,實現不同網路互相通信;
第二,數據處理,提供包括分組過濾、分組轉發、優先順序、復用、加密、壓縮和防火牆等功能;
第三,網路管理,路由器提供包括配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。
為了完成「路由」的工作,在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據--路由表(Routing Table),供路由選擇時使用。路由表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路由表可以是由系統管理員固定設置好的,也可以由系統動態修改,可以由路由器自動調整,也可以由主機控制。在路由器中涉及到兩個有關地址的名字概念,那就是:靜態路由表和動態路由表。由系統管理員事先設置好固定的路由表稱之為靜態(static)路由表,一般是在系統安裝時就根據網路的配置情況預先設定的,它不會隨未來網路結構的改變而改變。動態(Dynamic)路由表是路由器根據網路系統的運行情況而自動調整的路由表。路由器根據路由選擇協議(Routing Protocol)提供的功能,自動學習和記憶網路運行情況,在需要時自動計算數據傳輸的最佳路徑。
❼ 路由的作用
http://www.good78.com/Article/wlyy/wljc/200606/1828.html
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。
❽ 路由器有什麼作用
路由器的作用
路由器的一個作用是連通不同的網路,另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路,能大大提高通信速度,減輕網路系統通信負荷,節約網路系統資源,提高網路系統暢通率,從而讓網路系統發揮出更大的效益來。
從過濾網路流量的角度來看,路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與工作在網路物理層,從物理上劃分網段的交換機不同,路由器使用專門的軟體協議從邏輯上對整個網路進行劃分。例如,一台支持IP協議的路由器可以把網路劃分成多個子網段,只有指向特 殊IP地址的網路流量才可以通過路由器。對於每一個接收到的數據包,路由器都會重新計算其校驗值,並寫入新的物理地址。因此,使用路由器轉發和過濾數據的速度往往要比只查看數據包物理地址的交換機慢。但是,對於那些結構復雜的網路,使用路由器可以提高網路 的整體效率。路由器的另外一個明顯優勢就是可以自動過濾網路廣播。從總體上說,在網路中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機復雜很多。客服222號為你解答。微信繳費,一鍵查話費充值,流量、積分、賬單、詳單均可自助操作,方便快捷
❾ 路由器的作用是什麼怎麼使用
路由的作用直白的說有以下功能:
我們可以網路共享設備,不如列印機等等設備的聯通和共享
我們設置路由器後,能夠根據客戶需求自動連接到網路,路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據--路徑表(Routing Table),供路由選取時用
我們可以管理自己的網路,授權用戶使用網路,內置防火牆防一般性網路攻擊 可自動過濾網路(互聯網)廣播
我們可以網路拓展,能夠跨網段進行網路訪問 ,可以接更多的電腦,實現單賬號多人上網路由器的1個作用是連通不相同的網路
用了它,不再撥號就可以上網,路由器自動調整,也可由主機控制
❿ 路由的用途是什麼
路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備,它能將不同網路或網段之間的數據信息進行「翻譯」,以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據,從而構成一個更大的網路。
路由器有兩大典型功能,即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等,一般由特定的硬體來完成;控制功能一般用軟體來實現,包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。
多少年來,路由器的發展有起有伏。90年代中期,傳統路由器成為制約網際網路發展的瓶頸。ATM交換機取而代之,成為IP骨幹網的核心,路由器變成了配角。進入90年代末期,Internet規模進一步擴大,流量每半年翻一番,ATM網又成為瓶頸,路由器東山再起,Gbps路由交換機在1997年面世後,人們又開始以Gbps路由交換機取代ATM交換機,架構以路由器為核心的骨幹網。
附:路由器原理及路由協議
近十年來,隨著計算機網路規模的不斷擴大,大型互聯網路(如Internet)的迅猛發展,路由技術在網路技術中已逐漸成為關鍵部分,路由器也隨之成為最重要的網路設備。用戶的需求推動著路由技術的發展和路由器的普及,人們已經不滿足於僅在本地網路上共享信息,而希望最大限度地利用全球各個地區、各種類型的網路資源。而在目前的情況下,任何一個有一定規模的計算機網路(如企業網、校園網、智能大廈等),無論採用的是快速以大網技術、FDDI技術,還是ATM技術,都離不開路由器,否則就無法正常運作和管理。
1 網路互連
把自己的網路同其它的網路互連起來,從網路中獲取更多的信息和向網路發布自己的消息,是網路互連的最主要的動力。網路的互連有多種方式,其中使用最多的是網橋互連和路由器互連。
1.1 網橋互連的網路
網橋工作在OSI模型中的第二層,即鏈路層。完成數據幀(frame)的轉發,主要目的是在連接的網路間提供透明的通信。網橋的轉發是依據數據幀中的源地址和目的地址來判斷一個幀是否應轉發和轉發到哪個埠。幀中的地址稱為「MAC」地址或「硬體」地址,一般就是網卡所帶的地址。
網橋的作用是把兩個或多個網路互連起來,提供透明的通信。網路上的設備看不到網橋的存在,設備之間的通信就如同在一個網上一樣方便。由於網橋是在數據幀上進行轉發的,因此只能連接相同或相似的網路(相同或相似結構的數據幀),如乙太網之間、乙太網與令牌環(token ring)之間的互連,對於不同類型的網路(數據幀結構不同),如乙太網與X.25之間,網橋就無能為力了。
網橋擴大了網路的規模,提高了網路的性能,給網路應用帶來了方便,在以前的網路中,網橋的應用較為廣泛。但網橋互連也帶來了不少問題:一個是廣播風暴,網橋不阻擋網路中廣播消息,當網路的規模較大時(幾個網橋,多個乙太網段),有可能引起廣播風暴(broadcasting storm),導致整個網路全被廣播信息充滿,直至完全癱瘓。第二個問題是,當與外部網路互連時,網橋會把內部和外部網路合二為一,成為一個網,雙方都自動向對方完全開放自己的網路資源。這種互連方式在與外部網路互連時顯然是難以接受的。問題的主要根源是網橋只是最大限度地把網路溝通,而不管傳送的信息是什麼。
1.2 路由器互連網路
路由器互連與網路的協議有關,我們討論限於TCP/IP網路的情況。
路由器工作在OSI模型中的第三層,即網路層。路由器利用網路層定義的「邏輯」上的網路地址(即IP地址)來區別不同的網路,實現網路的互連和隔離,保持各個網路的獨立性。路由器不轉發廣播消息,而把廣播消息限制在各自的網路內部。發送到其他網路的數據茵先被送到路由器,再由路由器轉發出去。
IP路由器只轉發IP分組,把其餘的部分擋在網內(包括廣播),從而保持各個網路具有相對的獨立性,這樣可以組成具有許多網路(子網)互連的大型的網路。由於是在網路層的互連,路由器可方便地連接不同類型的網路,只要網路層運行的是IP協議,通過路由器就可互連起來。
網路中的設備用它們的網路地址(TCP/IP網路中為IP地址)互相通信。IP地址是與硬體地址無關的「邏輯」地址。路由器只根據IP地址來轉發數據。IP地址的結構有兩部分,一部分定義網路號,另一部分定義網路內的主機號。目前,在Internet網路中採用子網掩碼來確定IP地址中網路地址和主機地址。子網掩碼與IP地址一樣也是32bit,並且兩者是一一對應的,並規定,子網掩碼中數字為「1」所對應的IP地址中的部分為網路號,為「0」所對應的則為主機號。網路號和主機號合起來,才構成一個完整的IP地址。同一個網路中的主機IP地址,其網路號必須是相同的,這個網路稱為IP子網。
通信只能在具有相同網路號的IP地址之間進行,要與其它IP子網的主機進行通信,則必須經過同一網路上的某個路由器或網關(gateway)出去。不同網路號的IP地址不能直接通信,即使它們接在一起,也不能通信。
路由器有多個埠,用於連接多個IP子網。每個埠的IP地址的網路號要求與所連接的IP子網的網路號相同。不同的埠為不同的網路號,對應不同的IP子網,這樣才能使各子網中的主機通過自己子網的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上
2 路由原理
當IP子網中的一台主機發送IP分組給同一IP子網的另一台主機時,它將直接把IP分組送到網路上,對方就能收到。而要送給不同IP於網上的主機時,它要選擇一個能到達目的子網上的路由器,把IP分組送給該路由器,由路由器負責把IP分組送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器,主機就把IP分組送給一個稱為「預設網關(default gateway)」的路由器上。「預設網關」是每台主機上的一個配置參數,它是接在同一個網路上的某個路由器埠的IP地址。
路由器轉發IP分組時,只根據IP分組目的IP地址的網路號部分,選擇合適的埠,把IP分組送出去。同主機一樣,路由器也要判定埠所接的是否是目的子網,如果是,就直接把分組通過埠送到網路上,否則,也要選擇下一個路由器來傳送分組。路由器也有它的預設網關,用來傳送不知道往哪兒送的IP分組。這樣,通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉發出去,不知道的IP分組送給「預設網關」路由器,這樣一級級地傳送,IP分組最終將送到目的地,送不到目的地的IP分組則被網路丟棄了。
目前TCP/IP網路,全部是通過路由器互連起來的,Internet就是成千上萬個IP子網通過路由器互連起來的國際性網路。這種網路稱為以路由器為基礎的網路(router based network),形成了以路由器為節點的「網間網」。在「網間網」中,路由器不僅負責對IP分組的轉發,還要負責與別的路由器進行聯絡,共同確定「網間網」的路由選擇和維護路由表。
路由動作包括兩項基本內容:尋徑和轉發。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑,由路由選擇演算法來實現。由於涉及到不同的路由選擇協議和路由選擇演算法,要相對復雜一些。為了判定最佳路徑,路由選擇演算法必須啟動並維護包含路由信息的路由表,其中路由信息依賴於所用的路由選擇演算法而不盡相同。路由選擇演算法將收集到的不同信息填入路由表中,根據路由表可將目的網路與下一站(nexthop)的關系告訴路由器。路由器間互通信息進行路由更新,更新維護路由表使之正確反映網路的拓撲變化,並由路由器根據量度來決定最佳路徑。這就是路由選擇協議(routing protocol),例如路由信息協議(RIP)、開放式最短路徑優先協議(OSPF)和邊界網關協議(BGP)等。
轉發即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何將分組發送到下一個站點(路由器或主機),如果路由器不知道如何發送分組,通常將該分組丟棄;否則就根據路由表的相應表項將分組發送到下一個站點,如果目的網路直接與路由器相連,路由器就把分組直接送到相應的埠上。這就是路由轉發協議(routed protocol)。
路由轉發協議和路由選擇協議是相互配合又相互獨立的概念,前者使用後者維護的路由表,同時後者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。下文中提到的路由協議,除非特別說明,都是指路由選擇協議,這也是普遍的習慣。
3 路由協議
典型的路由選擇方式有兩種:靜態路由和動態路由。
靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網路管理員干預,否則靜態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網路的改變作出反映,一般用於網路規模不大、拓撲結構固定的網路中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中,靜態路由優先順序最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時,以靜態路由為准。
動態路由是網路中的路由器之間相互通信,傳遞路由信息,利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網路結構的變化。如果路由更新信息表明發生了網路變化,路由選擇軟體就會重新計算路由,並發出新的路由更新信息。這些信息通過各個網路,引起各路由器重新啟動其路由演算法,並更新各自的路由表以動態地反映網路拓撲變化。動態路由適用於網路規模大、網路拓撲復雜的網路。當然,各種動態路由協議會不同程度地佔用網路帶寬和CPU資源。
靜態路由和動態路由有各自的特點和適用范圍,因此在網路中動態路由通常作為靜態路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時,路由器首先查找靜態路由,如果查到則根據相應的靜態路由轉發分組;否則再查找動態路由。
根據是否在一個自治域內部使用,動態路由協議分為內部網關協議(IGP)和外部網關協議(EGP)。這里的自治域指一個具有統一管理機構、統一路由策略的網路。自治域內部採用的路由選擇協議稱為內部網關協議,常用的有RIP、OSPF;外部網關協議主要用於多個自治域之間的路由選擇,常用的是BGP和BGP-4。下面分別進行簡要介紹。
3.1 RIP路由協議
RIP協議最初是為Xerox網路系統的Xerox parc通用協議而設計的,是Internet中常用的路由協議。RIP採用距離向量演算法,即路由器根據距離選擇路由,所以也稱為距離向量協議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑,並且保存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑信息,除到達目的地的最佳路徑外,任何其它信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用RIP協議通知相鄰的其它路由器。這樣,正確的路由信息逐漸擴散到了全網。
RIP使用非常廣泛,它簡單、可靠,便於配置。但是RIP只適用於小型的同構網路,因為它允許的最大站點數為15,任何超過15個站點的目的地均被標記為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網路的廣播風暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由協議
80年代中期,RIP已不能適應大規模異構網路的互連,0SPF隨之產生。它是網間工程任務組織(1ETF)的內部網關協議工作組為IP網路而開發的一種路由協議。
0SPF是一種基於鏈路狀態的路由協議,需要每個路由器向其同一管理域的所有其它路由器發送鏈路狀態廣播信息。在OSPF的鏈路狀態廣播中包括所有介面信息、所有的量度和其它一些變數。利用0SPF的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態信息,並根據一定的演算法計算出到每個節點的最短路徑。而基於距離向量的路由協議僅向其鄰接路由器發送有關路由更新信息。
與RIP不同,OSPF將一個自治域再劃分為區,相應地即有兩種類型的路由選擇方式:當源和目的地在同一區時,採用區內路由選擇;當源和目的地在不同區時,則採用區間路由選擇。這就大大減少了網路開銷,並增加了網路的穩定性。當一個區內的路由器出了故障時並不影響自治域內其它區路由器的正常工作,這也給網路的管理、維護帶來方便。
3.3 BGP和BGP-4路由協議
BGP是為TCP/IP互聯網設計的外部網關協議,用於多個自治域之間。它既不是基於純粹的鏈路狀態演算法,也不是基於純粹的距離向量演算法。它的主要功能是與其它自治域的BGP交換網路可達信息。各個自治域可以運行不同的內部網關協議。BGP更新信息包括網路號/自治域路徑的成對信息。自治域路徑包括到達某個特定網路須經過的自治域串,這些更新信息通過TCP傳送出去,以保證傳輸的可靠性。
為了滿足Internet日益擴大的需要,BGP還在不斷地發展。在最新的BGp4中,還可以將相似路由合並為一條路由。
3.4 路由表項的優先問題
在一個路由器中,可同時配置靜態路由和一種或多種動態路由。它們各自維護的路由表都提供給轉發程序,但這些路由表的表項間可能會發生沖突。這種沖突可通過配置各路由表的優先順序來解決。通常靜態路由具有默認的最高優先順序,當其它路由表表項與它矛盾時,均按靜態路由轉發。
4 路由演算法
路由演算法在路由協議中起著至關重要的作用,採用何種演算法往往決定了最終的尋徑結果,因此選擇路由演算法一定要仔細。通常需要綜合考慮以下幾個設計目標:
——(1)最優化:指路由演算法選擇最佳路徑的能力。
——(2)簡潔性:演算法設計簡潔,利用最少的軟體和開銷,提供最有效的功能。
——(3)堅固性:路由演算法處於非正常或不可預料的環境時,如硬體故障、負載過高或操作失誤時,都能正確運行。由於路由器分布在網路聯接點上,所以在它們出故障時會產生嚴重後果。最好的路由器演算法通常能經受時間的考驗,並在各種網路環境下被證實是可靠的。
——(4)快速收斂:收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達到一致的過程。當某個網路事件引起路由可用或不可用時,路由器就發出更新信息。路由更新信息遍及整個網路,引發重新計算最佳路徑,最終達到所有路由器一致公認的最佳路徑。收斂慢的路由演算法會造成路徑循環或網路中斷。
——(5)靈活性:路由演算法可以快速、准確地適應各種網路環境。例如,某個網段發生故障,路由演算法要能很快發現故障,並為使用該網段的所有路由選擇另一條最佳路徑。
路由演算法按照種類可分為以下幾種:靜態和動態、單路和多路、平等和分級、源路由和透明路由、域內和域間、鏈路狀態和距離向量。前面幾種的特點與字面意思基本一致,下面著重介紹鏈路狀態和距離向量演算法。
鏈路狀態演算法(也稱最短路徑演算法)發送路由信息到互聯網上所有的結點,然而對於每個路由器,僅發送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態的那一部分。距離向量演算法(也稱為Bellman-Ford演算法)則要求每個路由器發送其路由表全部或部分信息,但僅發送到鄰近結點上。從本質上來說,鏈路狀態演算法將少量更新信息發送至網路各處,而距離向量演算法發送大量更新信息至鄰接路由器。
由於鏈路狀態演算法收斂更快,因此它在一定程度上比距離向量演算法更不易產生路由循環。但另一方面,鏈路狀態演算法要求比距離向量演算法有更強的CPU能力和更多的內存空間,因此鏈路狀態演算法將會在實現時顯得更昂貴一些。除了這些區別,兩種演算法在大多數環境下都能很好地運行。
最後需要指出的是,路由演算法使用了許多種不同的度量標准去決定最佳路徑。復雜的路由演算法可能採用多種度量來選擇路由,通過一定的加權運算,將它們合並為單個的復合度量、再填入路由表中,作為尋徑的標准。通常所使用的度量有:路徑長度、可靠性、時延、帶寬、負載、通信成本等
5 新一代路由器
由於多媒體等應用在網路中的發展,以及ATM、快速乙太網等新技術的不斷採用,網路的帶寬與速率飛速提高,傳統的路由器已不能滿足人們對路由器的性能要求。因為傳統路由器的分組轉發的設計與實現均基於軟體,在轉發過程中對分組的處理要經過許多環節,轉發過程復雜,使得分組轉發的速率較慢。另外,由於路由器是網路互連的關鍵設備,是網路與其它網路進行通信的一個「關口」,對其安全性有很高的要求,因此路由器中各種附加的安全措施增加了CPU的負擔,這樣就使得路由器成為整個互聯網上的「瓶頸」。
傳統的路由器在轉發每一個分組時,都要進行一系列的復雜操作,包括路由查找、訪問控製表匹配、地址解析、優先順序管理以及其它的附加操作。這一系列的操作大大影響了路由器的性能與效率,降低了分組轉發速率和轉發的吞吐量,增加了CPU的負擔。而經過路由器的前後分組間的相關性很大,具有相同目的地址和源地址的分組往往連續到達,這為分組的快速轉發提供了實現的可能與依據。新一代路由器,如IP Switch、Tag Switch等,就是採用這一設計思想用硬體來實現快速轉發,大大提高了路由器的性能與效率。
新一代路由器使用轉發緩存來簡化分組的轉發操作。在快速轉發過程中,只需對一組具有相同目的地址和源地址的分組的前幾個分組進行傳統的路由轉發處理,並把成功轉發的分組的目的地址、源地址和下一網關地址(下一路由器地址)放人轉發緩存中。當其後的分組要進行轉發時,茵先查看轉發緩存,如果該分組的目的地址和源地址與轉發緩存中的匹配,則直接根據轉發緩存中的下一網關地址進行轉發,而無須經過傳統的復雜操作,大大減輕了路由器的負擔,達到了提高路由器吞吐量的目標。