[科普中国]-路由选择器

概述

路由选择器简称路由器，是比网桥还要复杂的端口设备，外形多样，但共同的一点是路由器是独立的设备，不像网桥或网卡一类可以寄生于某台微机。进行远程连接时，无论路由器还是网桥，都需要与调制解调器配合使用，它有更强的检查和指导载波电路的能力。1

也可以说任何负责决定网络(网际)几条通路中沿哪一条传送信息流的机器都可以称作路由选择器。在最低层，一个物理网络桥就是一个路由选择器，因为它决定是否将报文分组从一条物理线传到另一条物理线。在远程网络中，每个单独的报文分组单独选择路由。在网际中，每个IP网关就是一个路由器，因它使用IP报宿地址选择路由。2

路由选择器工作在网络层，它可以实现不同类型网络的互连。路由器作为网络互连设备，它既包含硬件设备，又包含互联网协议的软件系统模块和相应的转换模块。

路由选择协议路由协议分为内部网关协议 (IGP)和外部网关协议(EGP)两种，各用于自治系统内部和自治系统之间，其中IGP又分为距离向量和链路向量。距离向量是定期向相邻的路由器交流整个路由表的信息，如路由信息协议(RIPvl)、IGRP。而链路向量只在链路状态发生改变时向所有的路由器交流链路状态信息，如开放最短路优先 (OSPF)。而像EIGRP则同时具有两种协议的特点。3

内部网关协议(1)路由信息协议RIP，最早的路由协议之一，而且现在仍然在广泛使用。它是距离向量路由式协议，该协议在计算两个地方的距离时只计算经过的路由器的数目，如果到相同目标有两种不等速或带宽不同的路由器，但是经过的路由器的个数一样，RIP认为两者距离一样;而实 际传送数据时，很明显一个快一个慢，这就是RIP协议的不足之处。 RIP广播一个用户数据报协议 (UDP)数据包更换路由信息，每个路由器间隔30秒更换一次路由信息，在180秒内未收到某路由器的回应，它则认为目前该路由器不可到达；若在270秒后仍未有应答， 则把有关它的路由信息从路由表中删掉。RIP运行简单，适用于小型网络，因特网上还在部分使用着 RIP。3

（2）开放最短路径优先协议OSPF，修正了RIP中的一些缺陷。每个采用OSPF的路由器监视每个相邻节点链路状态，然后将链路状态信息以洪泛方式发送到网络内的其他路由器。采用这种方式可以使网络内的每个路由器构造一个相同的链路状态数据库，以描述完整的网络拓扑。4

外部网关协议边界网关协议BGP，是基于外部网关协议，用于不同自治系统网络之间交换路由信息的协议，广泛用于因特网。 BGP经常用于网关主机之间，主 机中的路由表包括了已知路由的列表、可达的地址和路由加权，这样就可以在路由中选择最好的通路了。当主机发现更改时，它就使用TCP进行BGP通信，发送更新了的路由信息，此时只发送列表的更新部分。BGP在局域网中通信时使用内部BGP(IBGP)。BGP—4 是最新的版本，它使管理员能够在 已知的路由策略上配置路由加权。 BGP—4可以更方便地使用无级域间路由(CIDR)，它是一种在网络中可以容纳更多地址的机制，它比外部网关协议(EGP)更新。4

路由选择路由选择就是构建网络节点路由表的过程，无论哪种分组网络，路由选择都是由网络提供的基本功能，但咋X.25建议中对路由选择并未作出明确规定，对不同的分组网允许有不同的路由选择算法，如何确立路由选择算法的好坏呢？分组的路由选择的基本原则如下：算法简单，易于实现，以减少额外开销；算法对所有用户都是公平的；应选择性能最佳的传输路径，使得端到端时延尽量小，个网络节点工作量均衡，最大限度提高网络资源利用率；网络出现故障时，在网络拓扑改变的情况下，算法仍能正常工作，自动选择迂回路由。

不同的分组交换网有可能采取不同的路由选择。路由选择可分为动态法和静态法两类。

静态法(1)扩散式路由法，分组从原始节点发往与之相邻的节点，接受该分组的节点检查它是否收到过该分组，如果已经收到过，则将它抛弃；如果未收到，只要该分组的目的节点不是该节点，就将此分组对相邻节点进行广播，最终该分组必将到达目的节点。其中，最早到达目的节点的分组所经历的过程必定是一条最佳路径。采用扩散式路由法，路由选择与网络拓扑无关，即使网络严重故障。只要有一条通路存在，分组也能到达终点，因此分组的传输的可靠性很高。但缺点是分组的无效传输量很大，网络的额外开销也大，网络中业务量的增加会导致排队时延的加大。

(2)固定路由表法，在每个节点交换机中设置一个包含路由目的节点地址和对应输出逻辑信道号的路由表，他指明从该节点到网络中的任何终点应当选择的路径。呼叫请求分组根据分组的目的地址查找该路由表，这样可以获得各转接节点的输出逻辑信号，从而形成一条端到端的虚电路。为防止网络故障或通路阻塞，路由表中可以规定主用路由和备用路由。

动态法(1)自适应路由选择网，自适应路由选择法是指路由选择根据网络情况的变化而变化。路由是由若干段链路串接而成的，自适应路由选择法是用迭代法逐段选取虚链路，从而形成一条端到端的虚电路。但在这种算法中，要求各节点存有全网络拓扑数据，而且每条链路的变化信息必须广播给网络所有的节点。自适应路由选择算法对减少网络时延、平滑网络负载、防止网络阻塞是有利的，但是路由表的频繁更换可能引起网络的不稳定，产生分组循环或者使分组在一对节点之间来回穿梭，自适应路由选择算法是X.25分组网中应用最为普遍的一种选路方式。

(2)集中式路由交换，网管中心负责全网状态信息的采集、路由计算以及路由表的下载。在分组交换网中，交换机之间一般有多条路由可选择。如何获得一条较好的路由，除了要有一个通过网络的平均时延较短和平衡网内业务量能力较强的路由算法外，同时还要考虑网内资源的利用和网络结构的适应能力。5