探析計算機虛擬網絡路由的交換機制

摘要：應用路由器可以讓網絡連接質量和用戶的用網體驗都得到提升，路由技術的發展將會對網絡連接產生直接影響?；诖?，本文著眼于計算機虛擬網絡中的路由技術，對計算機路由器以及虛擬網絡的基本情況進行了概述，而后闡述了計算機虛擬網絡路由交換機制，并分析了計算機網絡路由交換技術的未來發展趨勢，希望能為相關工作人員帶來參考。

關鍵詞：計算機;虛擬網絡;路由器;路由交換技術;交換機制

中圖分類號：TP393.0?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）10-0027-02

前言：在計算機網絡之中，路由器是不可或缺的一環，而路由技術的發展也深刻影響著網絡技術的發展。為了提高網絡中的信息傳輸速率，路由交換技術在不斷革新，計算機網絡路由的交換機制也在不斷變化。在虛擬網絡不斷發展的情況下，研究計算機虛擬網絡路由的交換機制，十分有利于提高計算機虛擬網絡的信息傳輸能力。

1?計算機虛擬網絡與路由技術概述

1.1虛擬網絡。虛擬網絡是在計算機網絡得到飛速發展后的產物，嚴格來說虛擬網絡也是計算機網絡，但其中包含虛擬網絡連接部分。所謂虛擬網絡連接，就是計算機之間可以通過網絡虛擬化方式實現連接，而無需實現物理連接。虛擬網絡主要被分為兩種類型，其一為VLAN，其二為VPN。從本質上來說，虛擬網絡就是在傳統以太網上基于特定隧道而創造出的計算機網絡?，F階段，云計算得到了普及應用，計算節點虛擬化成為現實，為制定和應用網絡虛擬化接入方案奠定了良好基礎，與虛擬化節點的變化需求十分吻合。在實踐中，VXLAN虛擬化協議最受關注，它將建立虛擬的二層廣播域，在ARP的組建下構成一個包含所有以太網特性的虛擬網絡環境。

1.2路由技術。對于計算機網絡而言，路由技術十分重要，該技術的有效應用將為實現各區域網絡互連提供保障，基于路由技術也能完成數據信息的實時分析和處理?，F階段，計算機路由交換技術得到了人們的廣泛關注，該技術主要分為路由技術和主流路由器協議技術兩種。前者可實現多個網絡或網段設備的有效連接，能為網絡中的信息傳輸提供方向保障，實現信息源頭端和目的端的有效連接;當然，路由器也可發揮排查傳輸異常的作用，可直接將錯誤數據反向出函數到原地址然后將數據包銷毀。后者是口令和高級口令認證路由器技術，在使用環節用戶必須登錄口令才能訪問網絡;在實踐中這種技術十分有助于保護用戶信息安全，高級口令認證路由器技術可以讓用戶在受到黑客攻擊后安全訪問網絡。

（1）路由算法。路由算法包含動態算法、靜態算法、路徑算法、平坦與分層算法、智能算法、域內與域間算法和連接狀態用戶距離向量算法等多種類型[1]。其中，應用最多的就是前三種算法。實質上，靜態路由算法就是一種表映射，它被建立在路由前，自身具有不變性，只有在網管改動時才會發生變化?；陟o態路由算法，網絡通信的可預測性更高、網絡設計更簡單。不過，這種算法并不適用于易變性強的網絡，在大型網絡中也不適用。動態路由算法可為靜態路由算法提供補充，在上世紀九十年代以后大部分網絡都開始應用動態路由算法。而路徑算法有單路徑算法和多路徑算法兩種，這種算法的靈活性更強，可靠性和吞吐量也更高。

（2）路由協議。如今，虛擬網絡的普及應用趨勢日漸擴大，使得路由器動態變化對網絡帶寬的要求也在不斷提升。路由協議的出現為進一步優化的路由器的信息傳輸能力，為異構網互聯提供了輔助。基于路由協議，可以對互聯網進行劃分，使其被分為若干個自治系統，每一個系統都擁有專屬編號和個性化路由策略，將會大大提升網絡的使用便捷性和信息傳輸有效性。

（3）度量標準。基于路由算法，可找到最佳傳輸路徑，但是不同的路由算法在確定最佳路徑時需要應用的度量標準也存在差異?，F階段，最佳路徑確定環節，最為常見的路由度量標準包括路徑長度、可靠性、延遲、帶寬、負載等方面[2]。

2?基于虛擬網絡的計算機路由交換機制分析

為了能對計算機虛擬網絡路由的交換機制進行研究，相關工作人員需要先明確計算機路由交換技術的特點，然后再從多角度出發，對基于虛擬網絡的計算機路由交換機制進行說明。

2.1路由交換技術特點。

（1）靈活性強。在實際應用環節，計算機虛擬網絡路由交換技術表現出了極強的靈活性，對提高網絡環境可靠性和網絡便捷性而言十分有利?；谟嬎銠C虛擬網絡路由交換技術，能自動完成無關信息屏蔽工作，可有效優化網絡運行環境，增強網絡穩定性，還能為提高路由器運行質量和效率提供輔助。

（2）完整性強。完整性是計算機虛擬網絡路由交換技術的主要特點之一，在使用中可以自動開展路由技術分析，能基于信息交換保證數據追蹤和控制工作的實時性。而且，借助于計算機虛擬網絡路由交換技術，數據信息的傳輸完整度和可靠性也能得到保障。此外，該技術的應用還十分有利于解決路由器傳輸信息的不穩定問題，有效控制信息傳輸安全，避免出現傳輸異常。

（3）經濟性強。計算機虛擬網絡路由交換技術的應用，可以為降低網絡運維成本提供巨大幫助。在此環節，基于路由交換技術，處于運行狀態的計算機能獲得自動網絡統計功能，這樣一來數據計算和運算的效率將會大大提升。而且，在應用計算機虛擬網絡路由交換技術時，還能自動完成數據儲存，可將數據信息儲存在路由器當中。若在網絡運行環節出現異常問題，相關工作人員可以依據路由器的歷史數據找尋和判斷異常成因，進而通過高效低耗的形式解決路由器問題[3]。

2.2路由交換機制。在研究對計算機虛擬網絡路由的交換機制時，我們可以從選路情況、動態路由交換機制以及OSPF選路等方面對交換機制加以說明。

（1）基于虛擬網絡的OSPF選路。OSPF的全稱是Open Shortest Path First，是開放最短路徑優先的意思，它是一種通信科技術語，屬于因特網工程任務組開發的一種路由。在實踐中，OSPF屬于內部網關協議，可在計算機網絡中的單一自治系統內決策路由。從本質上來說，OSPF是一種路由器選擇協議，是鏈路狀態路由協議的實現。在使用環節，OSPF十分適用于大范圍網絡，且擁有較快的收斂速度和組播觸發式更新，可避免路由環路，是現階段應用最為廣泛的內部網關協議之一。

在研究計算機虛擬網絡路由交換機制時，我們可以在OSPF選路中引入虛擬擴展局域網的虛擬通道路徑長度。這樣一來，就能基于虛擬擴展局域網的虛擬通道路徑長度來確定相關的cost值，進而找到相關路徑，讓其能適應虛擬網絡環境，并依托于多種選路數據分析準確鎖定最優路徑[4]。在這一環節，虛擬擴展局域網將發揮網絡虛擬作用，研究路由交換機制提供幫助。

（2）基于傳統協議的選路。在計算機虛擬網絡的路由交換技術支持下，OSPF將會與虛擬網絡中的各個路由進行節點互聯?；诶碚撃M，能獲取最短路徑的頂點集合。借助于OSPF算法，可將所述的G=（V，E）帶權有向圖中的頂點集合V一分為二。其中以已經求出最短路徑的頂點集合為第一組，并以S表示該組。在這一環節，最初的S只有一個源點，當求出最短路徑以后集合S中將加入新的頂點，直至所有已經求出最短路徑的頂點都被囊括其中以后才能結束算法。第二組帶權有向圖的頂點集合以U來表示，這一組集合的都是沒能確定最短路徑的頂點。在實踐中，當最短路徑長度不斷增加時，已經求出最短路徑的頂點將會越來越多，它們將從頂點集合U中轉移到頂點集合S中。在頂點的集合的轉換過程中，需要不斷計算源點V與頂點集合U中任一頂點的最短路徑長度、源點V與頂點集合S中任一頂點的最短路徑長度，后者不大于前者。

此外，在基于虛擬協議的選路過程中，每一個頂點都應該與特定的距離相對應。比如，頂點集合S中的每一個頂點的距離，都是這一頂點到V的最短路徑長度;而頂點集合U中的頂點距離也存在對應關系。在實際作業環節，相關工作人員應該確保每一個頂點都具備對應距離，且對應距離能發揮出優化相關最短路徑的作用，可為增強路由交換有效性奠定基礎。

（3）動態重路由交換機制。在動態重路由機制中，包含QM算法、輸入輸出調度和工程性能分析等內容。動態重路由交換系統將以N×N規模建立系統總結構，并且基于待緩存交叉的開關交換單元來完成虛擬網絡數據信息傳輸功能的構建。當虛擬網絡處于運行狀態時，應該利用多種隊列實現輸出端口分組，能有效規避數據傳輸的阻塞風險，可為信息傳輸順暢與穩定提供保障。在實踐中，可假設到達交換系統輸入端口的各個分組為定長，然后通過分析和描述這一隊列，來實現相同速率的數據信息傳輸。

3?計算機網絡路由交換技術的未來發展

如今，計算機網絡路由交換技術已經被廣泛應用在保護信息完整、優化網絡環境和強化網絡服務體驗等多個方面。而隨著此方面研究的不斷深入，計算機網絡路由交換技術必將實現進一步發展，筆者認為這種技術的發展方向主要集中于以下幾個方面：

第一，使用多種路由器協議?；谟嬎銠C網絡路由交換技術，可完成多種路由器的網絡管理。而在云計算技術不斷發展的背景之下，網絡技術必將變得更為完善，那么計算機網絡路由交換技術所面對的發展機會將會不斷增多，實現多種路由協議的使用十分可行。

第二，完善路由器交換配置。借助于路由器協議，我們能夠對計算機網絡進行合理劃分和有效管理，而在計算機網絡路由交換技術不斷發展和成熟的情況下，該項技術所發揮的管理效用必將增強。那么，基于路由器交換技術，數據過濾處理和數據傳輸的速度必將得到有效提升。依托于路由器的IP協議，路由器能發揮出解讀和分析協議指定相關IP地址數據包的作用;在分析過程中，還能將所有的信息寫入全新的物理地址中。這樣一來，即便面對復雜性較高的網絡結構，也能為數據信息的傳輸和處理速度提供保障，更能不斷地推進路由器配置完善。

第三，與IP子網絡的有機結合。在現階段計算機網絡中，不同的IP地址將回發布不同的數據信息，而這些信息將被路由器接收并且對其IP地址進行確認，當確定源地址準確以后信息將回從路由器中被轉發至目標端口。在未來，計算機網絡路由交換技術必將與IP子網絡實現有機結合，這種結合將回為推進信息數據交換配置形式變化奠定基礎。此時，原有的靜態配置將轉變為動態配置，信息數據可以實現動態傳輸。為了能達成這一目標，區域運行網絡需要不斷實現優化升級，以便于提高其對網絡運行環境的適應性。而且，在實踐工作中相關工作人員還應該要不斷加強對網絡訪問名單的控制強度，通過合理設置訪問機制和訪問控制方案，來保障網絡運行安全。

結論：總而言之，在計算機虛擬網發展過程中，對網絡路由交換技和交換機制加以研究都十分有利提升網絡中的信息傳輸水平。在實踐工作中，相關工作人員應該明確計算機虛擬網絡的發展特點，以及計算機路由交換技術的發展方向，進而從路由的路由選路以及交換等角度出發，計算機路由交換機制加以研究。

參考文獻：

[1]李濤.計算機網絡路由交換技術應用和趨勢分析[J].信息與電腦（理論版），2019，31（24）：150-152.

[2]李斯.計算機虛擬網絡路由的交換機制研究[J].無線互聯科技，2019，16（12）：27-28.

[3]孫光懿.多路由域的路由重分布設計與實現[J].中央民族大學學報（自然科學版），2019，28（02）：39-46.

[4]易銘.淺析計算機網絡路由交換技術的應用和發展[J].通訊世界，2019，26（03）：24-25.

作者簡介：范海峰（1977年6月—），男，漢族，黑龍江省哈爾濱市人，本科學歷，高級工程師，研究方向：計算機應用，網絡技術，安全防護。