計算機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)路由的交換機(jī)制研究

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)狀來看，我國的路由交換技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，無法提供良好的用戶體驗。文章就計算機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)路由的交換機(jī)制進(jìn)行研究，從計算機(jī)的路由特點、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)對計算機(jī)虛擬路由的認(rèn)知。

關(guān)鍵詞：計算機(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)、采用層級聚合的形式來提供對外服務(wù)。隨著計算機(jī)云計算的發(fā)展，更加重視提供東西向的網(wǎng)絡(luò)流量服務(wù)，以實現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)支撐和應(yīng)用支撐服務(wù)。在云計算環(huán)境下，由于計算節(jié)點已經(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，通過建立一個虛擬的二層廣播域，在地址解析協(xié)議（Address Resolution Protocol，ARP）的組建下進(jìn)行虛擬通道的自動構(gòu)建，從而構(gòu)成一個具有所有以太網(wǎng)特性的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在計算機(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)實時連接，實現(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，對路由的交換機(jī)制進(jìn)行研究具有明顯的現(xiàn)實意義[1]。

1? ? 計算機(jī)路由交換相關(guān)簡介

1.1? 計算機(jī)路由器的相關(guān)技術(shù)

在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，路由技術(shù)是一項十分關(guān)鍵的技術(shù)，可以將各地的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互鏈接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實時分析與處理。計算機(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)通信過程中的關(guān)鍵，能夠?qū)⒍鄠€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。路由器也會對各種傳輸異常狀況進(jìn)行排查，如果數(shù)據(jù)明顯出錯，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)證以及高級口令認(rèn)證路由器技術(shù)，要求用戶在使用期間要經(jīng)過口令的登錄之后才可以實現(xiàn)對網(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，安全的重要性也對路由器的平穩(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)過對路由進(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，將一個路由器作為索引來對表中的數(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，通過對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行保護(hù)與維護(hù)，借助最短路徑優(yōu)先算法來對相關(guān)的數(shù)據(jù)庫進(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，路由器的動態(tài)變化對網(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)劃分為若干個小型單位，即自治系統(tǒng)（Autonomous System，AS）。在AS系統(tǒng)，中每一個自治系統(tǒng)具有相關(guān)的編號和適宜的路由策略，能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)使用的便捷性。

1.4? 計算機(jī)路由器交換技術(shù)的特點

（1）靈活性好。計算機(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，能對無關(guān)信息進(jìn)行自動屏蔽，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，能夠自動地對路由器技術(shù)進(jìn)行分析，并通過信息交換等方式來對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時追蹤與控制，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)為計算機(jī)在運(yùn)行時提供了自動的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計功能。工作人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算時能夠有效提高相關(guān)的運(yùn)算效率。路由交換技術(shù)還具有自動對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲的功能，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)便可以及時發(fā)現(xiàn)問題，有效地降低相關(guān)的成本。

2? ? 計算機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)制

本文在對計算機(jī)虛擬網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)制進(jìn)行探究時，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）選路以及動態(tài)路由交換機(jī)制進(jìn)行說明。

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與各個虛擬網(wǎng)絡(luò)中的路由互聯(lián)節(jié)點，經(jīng)過理論模擬后可以得到最短路徑的頂點集合。在所述G=（V， E）的帶權(quán)有向圖中，將圖中頂點集合V分為兩組，一組用集合S表示，初始時只有S一個源點，之后在每一條中都加入到集合S中去，直至所有的頂點都加入到集合當(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的頂點加入到S中去，在這個過程中要保證源點到集合的各個頂點的最短路徑長度要小于或等于從源點到集合U中的任何頂點的最短路徑的長度，保證每一個頂點都能夠有一個對應(yīng)的距離來對相關(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

在對基于虛擬網(wǎng)絡(luò)的路由交換機(jī)制進(jìn)行研究時，本文嘗試了一種將虛擬擴(kuò)展局域網(wǎng)（Virtual Extensible LAN，Vxlan）的虛擬通道路徑長度引入到OSPF的選路當(dāng)中，通過其來確定相關(guān)的cost值的方法來獲取相關(guān)的路徑，實現(xiàn)其在虛擬網(wǎng)絡(luò)下的適應(yīng)性，并且經(jīng)過各個過程中的選路數(shù)據(jù)分析之后對其物理網(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。