譚奇志

（廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)質(zhì)量受到了人們的廣泛關(guān)注。路由器技術(shù)作為計(jì)算機(jī)互聯(lián)互通的重要技術(shù)之一，要匹配交換式路由的應(yīng)用需求，在解決通信流量問(wèn)題的同時(shí)提升網(wǎng)絡(luò)控制效果。

1 OSI參考模型概述

開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)（Open System Interconnection，OSI）參考模型是普及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的核心，從面向數(shù)據(jù)通信和面向用戶應(yīng)用兩個(gè)層面出發(fā)，包括基礎(chǔ)的7個(gè)層級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 OSI系統(tǒng)構(gòu)成

物理層定義了通信網(wǎng)絡(luò)之間物理鏈路的電氣特性或機(jī)械特性，主要負(fù)責(zé)比特流和電壓、光線等傳輸方式之間建立互換模式，并且依據(jù)比特流進(jìn)行實(shí)時(shí)性傳輸，其中比特流記為0或1。數(shù)據(jù)鏈路層主要負(fù)責(zé)的就是在物理層級(jí)上形成互聯(lián)或節(jié)點(diǎn)之間形成互聯(lián)的通信傳輸工作，配合物理層服務(wù)模式，打造以“幀”為傳輸單位的數(shù)據(jù)單元，確保差錯(cuò)控制和流量控制能為數(shù)據(jù)傳輸鏈路提供保障。網(wǎng)絡(luò)層對(duì)獲取的單位數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，并且依據(jù)相應(yīng)的目標(biāo)完成尋址處理和路由轉(zhuǎn)發(fā)操作。由于網(wǎng)絡(luò)體系本身就較為復(fù)雜，因此要想建立一對(duì)一的信息傳遞，最關(guān)鍵的就是要確立規(guī)范的傳輸路徑，以有效解決流量超標(biāo)或服務(wù)質(zhì)量較低等問(wèn)題[1]。傳輸層在通信鏈路建立的基礎(chǔ)上，建立端對(duì)端的信息傳輸，能最大程度上提高傳輸?shù)目煽啃?。?huì)話層主要是管理不同主機(jī)上不同進(jìn)程的通信內(nèi)容，打造更加完整的協(xié)調(diào)機(jī)制，從而確保用戶之間無(wú)論是建立對(duì)話還是釋放會(huì)話連接，都能最大程度保證數(shù)據(jù)交換的及時(shí)性和規(guī)范性。表示層更加關(guān)注的是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式，依據(jù)語(yǔ)法和語(yǔ)義評(píng)估相關(guān)內(nèi)容傳遞的科學(xué)性。此外，應(yīng)用層為應(yīng)用程序提供相應(yīng)的服務(wù)內(nèi)容。

OSI模型每一層級(jí)都發(fā)揮相應(yīng)的功能和協(xié)議作用，以保證接口通信和數(shù)據(jù)互聯(lián)的實(shí)時(shí)性。

2 互聯(lián)網(wǎng)路由交換技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）路由交換技術(shù)的應(yīng)用能有效提升信息的完整性。將路由交換技術(shù)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系中，能有效分析相關(guān)數(shù)據(jù)，從而建構(gòu)更加匹配的信息交互通道，以保證監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和規(guī)范性[2]。常規(guī)計(jì)算機(jī)處理工作中利用路由交換技術(shù)替代傳統(tǒng)的重置路由器探測(cè)裝置，就能打造更加科學(xué)的端口信息管理模式，提升數(shù)據(jù)監(jiān)控管理的效率，為信息完整性傳輸打造良好的平臺(tái)。與此同時(shí)，系統(tǒng)人員在訪問(wèn)數(shù)據(jù)信息的過(guò)程中，在不應(yīng)用訪問(wèn)探測(cè)器的情況下就能完整獲取路由器相關(guān)內(nèi)容，解決反饋信息不全等問(wèn)題，為數(shù)據(jù)信息安全管理提供支持。

（2）路由交換技術(shù)的應(yīng)用能最大程度上提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的靈活性，路由交換技術(shù)支持安全過(guò)濾系統(tǒng)，啟動(dòng)系統(tǒng)后就能直接過(guò)濾無(wú)意義信息，確保路由器應(yīng)用效率更高，為性能優(yōu)化和安全性提升提供保障。此外，路由交換技術(shù)還能激活性能較好的附屬任務(wù)，確保工作的穩(wěn)定性。路由交換技術(shù)中包含ASIC模塊，能對(duì)數(shù)據(jù)予以實(shí)時(shí)性跟蹤管理，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象，就能針對(duì)具體問(wèn)題落實(shí)相應(yīng)的處理方案，避免設(shè)備受到干擾出現(xiàn)大量冗余信息的情況，提升系統(tǒng)靈活性。

除此之外，路由交換技術(shù)還能有效應(yīng)對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)超標(biāo)的情況，建立匹配的優(yōu)化路徑并配置應(yīng)用程序，依據(jù)路由器對(duì)流量予以及時(shí)性控制，提高服務(wù)質(zhì)量。面對(duì)數(shù)據(jù)超載需要完成緩沖操作的情況，路由交換技術(shù)能對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)性分析，完成擇優(yōu)控制，為用戶提供較好的應(yīng)用體驗(yàn)[3]。

3 互聯(lián)網(wǎng)路由交換技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容

3.1 應(yīng)用交換式路由器

交換式路由器是目前應(yīng)用較為廣泛的設(shè)備，而交換機(jī)是基于地址學(xué)習(xí)、幀的轉(zhuǎn)發(fā)和環(huán)路預(yù)防等環(huán)節(jié)開(kāi)展相應(yīng)工作的設(shè)備，分為靜態(tài)鏈路聚合和動(dòng)態(tài)鏈路聚合兩種端口鏈路聚合模式[4]。

靜態(tài)鏈路聚合表示為：

Switch（config）#int port-channel1

#exit

#int range fa0/1-2

#channel-group 1 mode on

動(dòng)態(tài)鏈路聚合表示為：

int port-channel1

interface ethernet 0/0/1-2

channel-group 1 mode active

在OSI的傳輸層就能完成數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)性控制，最大程度上擴(kuò)展了應(yīng)用范圍，以線速實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)路由器的應(yīng)用功能，以便應(yīng)用層實(shí)施相應(yīng)的服務(wù)策略。交換式路由器具有容量大、性能高、管理能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并且易于完成網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代背景下，以太網(wǎng)傳輸速率顯著加快，整體網(wǎng)絡(luò)性能發(fā)生了翻天覆地的變化。在此基礎(chǔ)上，建立網(wǎng)絡(luò)升級(jí)模式，配合交換式路由器就能提高任務(wù)執(zhí)行的整體效能。與此同時(shí)，交換式路由器能建立線速的IP/IPX路由機(jī)制，打造更加安全的端口級(jí)流量統(tǒng)計(jì)模式，也為應(yīng)用層服務(wù)質(zhì)量策略的實(shí)施提供保障[5]。

除此之外，交換式路由器還能最大程度提高鏈路帶寬的實(shí)際利用率，減少網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用負(fù)擔(dān)。應(yīng)用多維空間匹配算法完成數(shù)據(jù)信息的分類(lèi)，能最大化提升交換結(jié)構(gòu)互聯(lián)互通的實(shí)時(shí)性，也能有效增加路由器的實(shí)際應(yīng)用容量[6]。

3.2 活躍的IP子網(wǎng)通模式

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中，一般是多種路由器協(xié)議管理，這就需要匹配活躍的IP子網(wǎng)通，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)配置模式。因此，企業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)程的增速，也推動(dòng)了企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)關(guān)卡和外部網(wǎng)絡(luò)關(guān)卡相互配置、再分配的發(fā)展進(jìn)程。借助路由交換技術(shù)能利用更加和諧的IP子網(wǎng)通模式維持網(wǎng)絡(luò)資源配置的均衡性，提升數(shù)據(jù)應(yīng)用質(zhì)量，借助活躍的網(wǎng)通應(yīng)用模式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息控制和交互管理的最優(yōu)化目標(biāo)[7]。

3.3 路由器與交換機(jī)配置

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶大幅增加，產(chǎn)生的互聯(lián)網(wǎng)信息流量也呈現(xiàn)出爆發(fā)態(tài)勢(shì)。從過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度對(duì)技術(shù)模式予以分析可知，路由器主要承擔(dān)的任務(wù)就是交換機(jī)和網(wǎng)橋，其物理層工作方式和網(wǎng)橋交換機(jī)存在明顯差異?；诖耍趯?shí)際運(yùn)行過(guò)程中要對(duì)路由器軟件協(xié)議予以升級(jí)處理，以便更好地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)資源和應(yīng)用平臺(tái)，減少資源浪費(fèi)的問(wèn)題，確保網(wǎng)絡(luò)管理、流量運(yùn)輸?shù)裙ぷ鞫寄茼樌鋵?shí)。應(yīng)用路由交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)路由器和交換機(jī)的協(xié)調(diào)配置，滿足IP協(xié)議的具體規(guī)范要求。將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)子網(wǎng)，并且針對(duì)具備特定IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量予以標(biāo)記，當(dāng)其經(jīng)過(guò)路由器后，路由器就會(huì)接收到數(shù)據(jù)包，并且對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中的數(shù)值校驗(yàn)分析，能及時(shí)完成新的物理地址的寫(xiě)入[8]。

4 互聯(lián)網(wǎng)路由交換技術(shù)的發(fā)展前景

在計(jì)算機(jī)技術(shù)全面發(fā)展的基礎(chǔ)上，互聯(lián)網(wǎng)路由交換技術(shù)也將實(shí)現(xiàn)多元發(fā)展。其中，特快交換（Cisco Express Forwarding，CEF）具有一定的研究?jī)r(jià)值。CEF是高級(jí)的3層交換技術(shù)，不僅性能較好，而且技術(shù)的伸縮性較強(qiáng)。針對(duì)OSI系統(tǒng)第三層IP骨干網(wǎng)交換內(nèi)容完成的設(shè)計(jì)模式，能在優(yōu)化轉(zhuǎn)發(fā)路由查找機(jī)制的同時(shí)，按照集中式或分布式的應(yīng)用要求完成相應(yīng)工作，確保路由交換合理且規(guī)范。此外，CEF還能定義轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)和鄰接表等內(nèi)容，共建更加完整的路由交換技術(shù)體系，如圖2所示。

圖2 路由交換體系

轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)其本身就是依靠路由器決定目標(biāo)交換的查找表。在信息庫(kù)中，相關(guān)條目和IP路由表?xiàng)l目能形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，并且配合路由信息建立完整的鏡像模式，減少緩存中的冗余數(shù)據(jù)。一旦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或路由信息出現(xiàn)異常變動(dòng)，則轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)中的關(guān)鍵信息也會(huì)隨之更改[9]。

鄰接表能依據(jù)相應(yīng)的目的完成負(fù)載平衡處理，保證配置的合理性。對(duì)給定的IP數(shù)據(jù)信息進(jìn)行鄰接路徑的分析，然后依據(jù)目的IP地址完成路徑的優(yōu)選，在確保負(fù)載平衡的同時(shí)保證IP內(nèi)信息能依次到達(dá)。也就是說(shuō)，在啟動(dòng)CEF的過(guò)程中，就按照目的地配置的負(fù)載平衡完成了默認(rèn)模式。利用鄰接表提供的數(shù)據(jù)包，保證MAC層重寫(xiě)信息的規(guī)范性。對(duì)發(fā)現(xiàn)的所有鄰接關(guān)系都寫(xiě)入鄰接表，生成鄰接條目后，按照節(jié)點(diǎn)預(yù)先計(jì)算下一個(gè)鏈路層頭標(biāo)信息，保證信息存儲(chǔ)的合理性和規(guī)范性[10]。

5 結(jié) 論

綜上所述，互聯(lián)網(wǎng)路由器交換技術(shù)正朝著多元化方向發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)全面優(yōu)化的背景下，凸顯技術(shù)的多樣性，能在滿足運(yùn)行速度和靈活性的基礎(chǔ)上貼合用戶的實(shí)際需求，為提升用戶體驗(yàn)提供保障，大大提高網(wǎng)絡(luò)信息安全水平，也為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。