李斯

摘? ?要：路由器是網(wǎng)絡(luò)連接的核心，路由器的使用能夠有效地提升網(wǎng)絡(luò)連接的質(zhì)量，為用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，虛擬網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用逐漸得到普及，使得虛擬網(wǎng)絡(luò)路由的交換機(jī)制得到的關(guān)注逐漸增加。但是就當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，我國(guó)的路由交換技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無(wú)法提供良好的用戶體驗(yàn)。文章就計(jì)算機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)路由的交換機(jī)制進(jìn)行研究，從計(jì)算機(jī)的路由特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行介紹，希望能夠促進(jìn)對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬路由的認(rèn)知。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī);虛擬網(wǎng)絡(luò);路由交換

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)大多圍繞提供南北向的網(wǎng)絡(luò)流量服務(wù)、采用層級(jí)聚合的形式來(lái)提供對(duì)外服務(wù)。隨著計(jì)算機(jī)云計(jì)算的發(fā)展，更加重視提供東西向的網(wǎng)絡(luò)流量服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)支撐和應(yīng)用支撐服務(wù)。在云計(jì)算環(huán)境下，由于計(jì)算節(jié)點(diǎn)已經(jīng)虛擬化，行業(yè)中出現(xiàn)了眾多將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬化接入的方案，以滿足虛擬化節(jié)點(diǎn)的變化需求，其中，應(yīng)用最為廣泛的就要屬VXLAN虛擬化協(xié)議了，通過(guò)建立一個(gè)虛擬的二層廣播域，在地址解析協(xié)議（Address Resolution Protocol，ARP）的組建下進(jìn)行虛擬通道的自動(dòng)構(gòu)建，從而構(gòu)成一個(gè)具有所有以太網(wǎng)特性的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的當(dāng)下，其虛擬網(wǎng)絡(luò)功能的運(yùn)用在很大程度上都是與計(jì)算機(jī)的路由功能相關(guān)的。在虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，借助路由技術(shù)可以與各地的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳送和瀏覽路徑的選擇，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，在虛擬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用逐漸普及的當(dāng)下，對(duì)路由的交換機(jī)制進(jìn)行研究具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1? ? 計(jì)算機(jī)路由交換相關(guān)簡(jiǎn)介

1.1? 計(jì)算機(jī)路由器的相關(guān)技術(shù)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，路由技術(shù)是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的技術(shù)，可以將各地的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互鏈接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)分析與處理。計(jì)算機(jī)路由交換技術(shù)主要包括路由技術(shù)和主流路由器協(xié)議技術(shù)。

（1）路由技術(shù)。路由作為網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中的關(guān)鍵，能夠?qū)⒍鄠€(gè)網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)段的設(shè)備進(jìn)行連接，從而將數(shù)據(jù)信息從信源段傳送到目的端。路由器也會(huì)對(duì)各種傳輸異常狀況進(jìn)行排查，如果數(shù)據(jù)明顯出錯(cuò)，則將該類信息返回傳輸至源地址后銷毀數(shù)據(jù)包，以便于后續(xù)工作的開展。

（2）主流路由器協(xié)議技術(shù)。主流路由器協(xié)議技術(shù)主要為口令認(rèn)證以及高級(jí)口令認(rèn)證路由器技術(shù)，要求用戶在使用期間要經(jīng)過(guò)口令的登錄之后才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問。防止出現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)信息被黑客侵?jǐn)_的情況下還可以使用高級(jí)口令認(rèn)證，有效保證用戶的登錄安全。在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與使用時(shí)，安全的重要性也對(duì)路由器的平穩(wěn)指數(shù)提出了更高的要求。

1.2? 路由算法

路由算法分為動(dòng)態(tài)路由算法與鏈路狀態(tài)算法。路由算法的核心在于矢量算法，經(jīng)過(guò)對(duì)路由進(jìn)行研判后確定最佳路徑，并在相鄰的路由器之間進(jìn)行周期性的路由表交換，將一個(gè)路由器作為索引來(lái)對(duì)表中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交換。鏈路狀態(tài)算法被稱為最短路徑優(yōu)先算法，通過(guò)對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行保護(hù)與維護(hù)，借助最短路徑優(yōu)先算法來(lái)對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新。

1.3? 路由協(xié)議

隨著虛擬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷普及，路由器的動(dòng)態(tài)變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求將不斷提升，而路由協(xié)議的出現(xiàn)則是將互聯(lián)網(wǎng)劃分為若干個(gè)小型單位，即自治系統(tǒng)（Autonomous System，AS）。在AS系統(tǒng)，中每一個(gè)自治系統(tǒng)具有相關(guān)的編號(hào)和適宜的路由策略，能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)使用的便捷性。

1.4? 計(jì)算機(jī)路由器交換技術(shù)的特點(diǎn)

（1）靈活性好。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由交換技術(shù)具有較好的靈活性，能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的運(yùn)行效果，能對(duì)無(wú)關(guān)信息進(jìn)行自動(dòng)屏蔽，從而提高路由器的運(yùn)行效率，有效地保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性[2]。

（2）完整性強(qiáng)。路由交換技術(shù)具有完整性的特點(diǎn)，能夠自動(dòng)地對(duì)路由器技術(shù)進(jìn)行分析，并通過(guò)信息交換等方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤與控制，保證數(shù)據(jù)信息的完整與可靠。路由交換技術(shù)還能夠有效地解決路由器在傳輸信息時(shí)的不穩(wěn)定性，降低異常情況出現(xiàn)的頻率。

（3）效益高。路由交換技術(shù)為計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)提供了自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)功能。工作人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算時(shí)能夠有效提高相關(guān)的運(yùn)算效率。路由交換技術(shù)還具有自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的功能，一旦出現(xiàn)路由器的問題，技術(shù)人員只需要查看歷史數(shù)據(jù)便可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，有效地降低相關(guān)的成本。

2? ? 計(jì)算機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)制

本文在對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)制進(jìn)行探究時(shí)，主要是從選路情況、某種特定的開放式最短路徑優(yōu)先（Open Shortest Path First，OSPF）選路以及動(dòng)態(tài)路由交換機(jī)制進(jìn)行說(shuō)明。

2.1? 傳統(tǒng)協(xié)議下的選路情況

基于虛擬網(wǎng)絡(luò)中的路由交換技術(shù)，將OSPF與各個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)中的路由互聯(lián)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)理論模擬后可以得到最短路徑的頂點(diǎn)集合。在所述G=（V， E）的帶權(quán)有向圖中，將圖中頂點(diǎn)集合V分為兩組，一組用集合S表示，初始時(shí)只有S一個(gè)源點(diǎn)，之后在每一條中都加入到集合S中去，直至所有的頂點(diǎn)都加入到集合當(dāng)中，就完成了算法的工作。除了集合S之外，還可以將其余未確定的屬于最優(yōu)路徑的集合用U進(jìn)行表示，并且依次按照遞增的次序?qū)⒌诙M的頂點(diǎn)加入到S中去，在這個(gè)過(guò)程中要保證源點(diǎn)到集合的各個(gè)頂點(diǎn)的最短路徑長(zhǎng)度要小于或等于從源點(diǎn)到集合U中的任何頂點(diǎn)的最短路徑的長(zhǎng)度，保證每一個(gè)頂點(diǎn)都能夠有一個(gè)對(duì)應(yīng)的距離來(lái)對(duì)相關(guān)的最短路徑進(jìn)行優(yōu)化，提高路由交換工作的有效性。

2.2? 引入Vxlan鏈路開銷聚合后的OSPF選路

在對(duì)基于虛擬網(wǎng)絡(luò)的路由交換機(jī)制進(jìn)行研究時(shí)，本文嘗試了一種將虛擬擴(kuò)展局域網(wǎng)（Virtual Extensible LAN，Vxlan）的虛擬通道路徑長(zhǎng)度引入到OSPF的選路當(dāng)中，通過(guò)其來(lái)確定相關(guān)的cost值的方法來(lái)獲取相關(guān)的路徑，實(shí)現(xiàn)其在虛擬網(wǎng)絡(luò)下的適應(yīng)性，并且經(jīng)過(guò)各個(gè)過(guò)程中的選路數(shù)據(jù)分析之后對(duì)其物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行探究，以便于能夠準(zhǔn)確地找出相關(guān)的最優(yōu)路徑。