路由结构（精选8篇）
路由结构 篇1
中国电信体制的改革, 形成了“5+1”的市场竞争格局。电信竞争愈演愈烈, 行业利润越来越薄, 新增用户多为低端用户使得ARPU值每况愈下, 增量不增收成为各大运营商面临的普遍问题。尤其是固网运营商, 还面临着IP电话分流、移动电话替代固定电话的严峻挑战。如何改善这一局面, 提高用户的ARPU值, 如何开发新的业务, 创造新的利润增长点, 成为电信运营商要生存和发展就必须面对的核心课题。基于软交换的下一代网络技术为电信运营商提供了发展契机, 由于软交换通过优化网络结构不但实现了网络融合, 更重要的是还实现了业务融合, 因此使得包交换网络既能够继承原有电路交换网中丰富的业务功能, 又可以在全网范围内快速提供原有网络难以提供的新型业务。
国内各大运营商对软交换技术倾注了很大热情, 从2002年开始, 中国电信率先在全国进行了软交换试验, 随后中国联通也进行了全国范围内软交换网络的测试, 酝酿着采用软交换技术使分组话音从长途走向本地, 慢慢吹响了进军本地话音业务的号角。各运营商也着手进行了建设软交换商用网络的建设。目前, 各大设备商推出了软交换的解决方案, 但由于下一代网络是一个庞大的系统工程, 软交换大规模应用还受限于很多问题, 例如没有大规模的组网和运营经验, 标准和协议还在发展, 寻址、路由问题等。
随着下一代网络的日益壮大, 用户数量和软交换机 (SS:Soft Switch) 数量也将迅速增长。面对一个全国甚至全球性的庞大网络, 经济有效的路由技术已成为业界普遍关注的一个重要课题。
1 软交换路由技术存在的问题
1.1 用户定位与网络寻址。
软交换网络初期规模较小, 可以通过粗略的局码或区域号码配置出对端软交换机。但随着软交换网络规模的增大, 软交换机逐步增多, 路由信息配置逐渐成为繁重的负担。路由信息维护、个别地区改号和升位时, 网内其他所有的软交换机都要做设置, 这种情况下如果仍利用设备本身的数据库保存路由信息显然是不现实的, 必须考虑用更合适的寻址方式来有效解决用户定位问题。
1.2 不同软交换网络之间的路由互通。
一般来说, 软交换网络内部的路由互通策略无法直接适用于多个运营商软交换网络之间的互通, 原因如下:不同软交换运营商在其网络内部可能采用完全不同的路由策略, 如运营商A选择平面式组网, 而运营商B可能选择分级式组网, 若运营商A与B要实现互通, 则要求采用统一的选路方法, 或者直接在网间采用与具体呼叫协议无关的路由机制。某些软交换运营商可能希望屏蔽其内部网络拓扑结构以确保网络的安全性, 所以采用直接基于被叫地址信息的端到端路由方式可能就行不通了, 这时需要软交换网络内存在一台充当网关角色的软交换机, 呼叫首先被路由到该网关软交换机, 然后由它建立到被叫目的软交换机的路由。
由于软交换运营商彼此间网络规划的独立性, 处于互通关口的软交换机节点不可能了解对方网络内的所有路由信息, 且对方网络内部的节点路由拓扑变化很可能不会自动通知到本网, 因此采用直接寻址模式的情况下, 需要建立机制以实现路由的自动广播。
2 软交换网络的路由结构
定义一个软交换机所辖的区域为一个控制域。在路由结构设计中, 要进行控制域的划分, 多个软交换机不论采取何种控制区域划分方式, 都涉及到对网关设备的寻址, 即路由问题。路由结构可以分为三种方式:全平面方式、分级方式、定位服务器方式。
2.1 全平面结构。
所有的软交换机处于同一逻辑平面, 每一台软交换机均掌握全网的路由设置数据。因此任一软交换机的增加或减少, 都需要对所有软交换机的路由数据做出更改。全平面方式如图1所示。全平面的路由结构可以通过局号或区号配置出对端的软交换机, 因此该结构适合应用于先期规模较小的软交换网络。由于目前世界上所有软交换运营商的网络规模都很小, 所以他们均采用这种软交换机全互联的平面式路由结构。
2.2 分级路由结构。
对于软交换大网, 软交换机全互联的平面式结构将导致路由数据信息维护极其复杂, 因此可借鉴PSTN网的分层思想, 将软交换机划分为不同层次, 实现分级路由。和PSTN不同的是, 此时软交换用户面的承载仍是端到端的分组承载。可将软交换机划分为不同层次, 例如划分为省、大区或者国家顶级软交换等层次, 实现多级路由。软交换分级路由方式如图2所示。由于软交换机的处理性能和容量都比PSTN交换机有较大增强, 而且用户面不再需要分级转发, 所以路由层次与以前PSTN C1～C5的五级结构相比可以大大减少。一般来说, 可考虑将软交换网络分成区域服务与域间互联两部分, 类似于PSTN本地网和长途网的概念。区域服务软交换机是指在某区域范围内服务的软交换机。如一个大本地网内的服务软交换机, 只需了解本区域内的路由信息, 对于非本区域的路由, 该软交换机只需要把请求转发到与之相连的域间互联软交换机即可。区域服务软交换机重点在于为其所带用户提供丰富的业务。域间互联软交换机则负责软交换多个域间的路由功能, 如省间路由, 或者不同软交换网络间路由。当域间互联软交换机的路由数据过于庞大时, 可考虑将其分成多级结构, 如省级互联软交换机、大区级互联软交换机和国家级软交换机, 但所有域内服务软交换机仍是平面结构。为实现域间互联路由功能, 需要为域间互联软交换机配置相应的路由信息。一般情况下, 路由配置是静态配置的, 其特点如下:域内和域间路由信息分别保存。域间静态路由信息没有必要向区域服务软交换机广播或同步。区域服务软交换机只保留本身所带用户和区域内软交换机的路由信息。路由只需配置到下一跳软交换机, 这样可减少每台软交换机中的路由信息, 便于维护管理。同时, 运营商之间的路由只需配置到对方的网间互联软交换机, 没有必要也可能不允许了解到对方内部的路由结构。总之, 这种分层软交换机结构的静态路由方式沿袭了PSTN成熟的多级路由体系, 使每台软交换机的路由数据相对简单, 并使软交换组网的结构比较清晰。
2.3 定位服务器的方式。
由于IP网的特点, 一种观点认为软交换网络不同于传统的分层PSTN网络, “局向”等基本路由概念将不再有任何意义, 网络中任意一个软交换机设备都应能够直接定位对端设备, 避免IP网中呼叫信令的逐跳处理转发。这可通过集中设置的共享的定位服务器 (LS:Location Server) 来实现, 其路由结构如图3所示。
当某个地域的软交换机扩展到一定数量, 可考虑设置LS为本域内某组软交换机提供路由服务, 以便本域内软交换机间可保持彼此的路由信息以确保快速的呼叫建立。这时每台软交换机仅与特定的LS联系 (根据主备用或者负荷分担的某些策略进行) , 由该LS完成对落地软交换机的定位并响应请求。LS可根据网络容量的大小灵活设置层次, 若规划合理, 能较好解决大型网络的组网问题。这时软交换机本身保存自己控制范围内用户的完整路由信息以及同一域内软交换机之间的路由数据。此外, 软交换机还可考虑对一些常用地址建立本地映射库来加快常见呼叫的接通时间, 也可由LS建立这样的本地映射库以便于维护。LS本身不是NGN网络框架中定义的标准实体, 而是在解决NGN大网路由问题时提出的一个功能实体, 其功能特性并没有得到业界统一认可。总的来说, LS主要特征包括:通过协议完成LS之间的信息互换;通过协议接受路由查询申请;支持E.164、IP地址、URI等多种路由信息;支持类似PSTN多层结构, 可划分不同的域和不同的层次, 各级LS均可具备汇接查询功能;提供安全性服务以及根据政府等方面的特别需求实现一些监控等特殊功能。目前, 软交换机和LS之间以及LS与LS之间业界尚未统一标准, 不同厂家用不同协议实现, 如TRIP, LDAP, DIAMETER+, RAS, H.323AnnexG协议等, 这将导致互通问题。而且, 不同实体之间的路由数据同步关联也是很重要的问题。从路由信息获得方式来看, LS有两种路由方式:采用静态目录服务实现的静态路由技术和动态路由协议实现的动态路由技术。静态路由指LS之间、软交换机和LS间路由信息静态配置。由于软交换机和LS一般都有静态IP地址, 所以在它们中保存用户号码和LS/软交换机IP地址的对应关系。近期刚出现的TRIP协议, 可用于LS之间, 以及软交换机与LS之间。它能保证软交换网上电话路由数据的一致性以及路由信息的自动更新。TRIP基于BGP-4协议, 在LS中完成类似于IP网络中路由器负责的IP路由信息自动生成和更新的功能。另外, 广义地说, 策略路由也是一种动态路由, 运营商可通过制定不同时间段、话务比例、安全级别等各种基于策略的路由数据使软交换网络的路由更高效灵活。
3 路由技术的发展和选定
对于国内主要运营商来说, 软交换网络必须能够覆盖到全国, 建设历程可以分阶段地从小容量向大容量过渡, 这就要求网络必须具备灵活、平滑的扩容方案, 以便最终形成覆盖全国数百个软交换端局和上亿终端设备的分层网络。
网络的发展并非一蹴而就, 运营商可以根据自己的网络情况逐步演进。在建设初期, 可采用软交换机全互联的平面结构和分级结构相结合的方案。在建设中期, 可采用一层定位服务器平面为软交换提供路由服务。在建设后期, 可采用分层的定位服务器为全网提供路由服务。
随着软交换的发展与成熟, 当软交换网络形成一定规模之后必然需要引入定位服务器来解决其呼叫路由问题。定位服务器的技术选择将影响整个软交换的网络架构, 关系到各运营商、各设备制造商的不同设备间的互通问题, 所以业界最终一定会就这方面的技术选择达成一致的标准。最终的路由技术标准可能是TRIP或ENUM路由技术的改进版本, 也可能是根据软交换路由需求重新定义的一套新的标准, 无论如何, 只有既能比较好地满足软交换路由的实际需求, 又能得到大多数团体认可的技术才可能成为最终的技术标准。目前处于标准形成的初始阶段, 多种路由技术并存发展, 各厂商从自身的实际状况出发对这些技术可能有着不同的主张与选择。
4 结论
软交换技术的发展是大势所趋, 也是今后重要的发展方向之一, 通过建设基于软交换技术的NGN网络, 整合宽带数据网络资源, 快速为用户提供所急需的各种语音、数据综合业务, 从而更好地开展网络业务的运营和满足用户通信业务不断增长的需求, 从而提升品牌, 也可以为未来基于软交换技术的NGN网络建设奠定良好的基础。
参考文献
[1]NGN原理及应用, 华为技术资料.
[2]赵学军.软交换技术与应用——现代通信网络技术丛书[M].北京:人民邮电出版社.
[3]赵慧玲, 叶华等.以软交换为核心的下一代网络技术[M].北京:人民邮电出版社.
[4]罗国庆等.软交换的工程实现[M].北京:人民邮电出版社.
路由结构 篇2
多核心，尤其是双核心的星形(以下简称双星)网络拓扑结构因为其许多优点，成为多数城域宽带IP网络的首选拓扑结构。因此，双星形结构的路由规划在城域网的建设中，显得尤为重要。
一、 双星形拓朴结构概述
双星形的结构综合了单星形结构和网状结构的优点，即节省了链路，又能起到网状结构的路由冗余与备份的作用。它一般分为核心层、分布层、接入层三个层面，一个典型的双星形结构如图一：
图 中，核心层设计两个节点，分布层五个节点，接入层可以是N个节点。核心节点做为城域网骨干，也是城域网出口，两个节点设计有链路互连;分布层节点设计五个，每个节点均以双链路与两个核心之间互连，接入层节点设计多个，每个节点可以有一条或两条链路连到一个分布节点。这样的设计，使核心设备可以高速转发数据包，并保持路由冗余;分布层节点汇接接入层流量并做策略控制，接入层就是接入用户以及其它一些设备。
二、 路由协议的选择
在宽带IP城域网的建设中，IP路由的规划应当参照Internet骨干路由的方法进行设计，对于双星形结构来说,可以在内部路由采用OSPF v2,对于外部路由采用BGP4。内部路由在层次上可以分为两层：骨干路由层和接入层。
骨干路由层原则上采用OSPF v2，OSPF v2是由RFC1583定义，适用于自治域内的路由规划,有较强的域内路由分区和负载分担的功能,更重要的是它是一种开放的标准,各种厂家的设备均支持,不必担心不同厂家设备之间的路由协议的兼容问题。
接入层路由一般采用静态路由，只有在用户的网络确实需要采用动态路由协议时才分情况采用OSPF或BGP。
外部路由协议采用BGP4协议。BGP4是边界网关协议,适用于独立的自治域管理系统,有很强的策略路由和流量控制,路由过滤的功能.国内大多数IP网络的骨干网协议均选用BGP4。
三、城域网外部路由的规划设计
对于双星形结构的城域网络来说，BGP4协议是整个城域网的外部路由协议,它担负着与骨干BGP4协议的互通,广播城域网路由,学习外网路由,路由过滤,流量控制,路由广播等功能.双星结构的城域网原则上应该独立运行于一个自治域，拥有独立的自治域号，也可与省网骨干共同运行于同一个自治域。BGP4的功能大部份厂家的设备都支持。下面以Cisco设备为例来说明.
两个核心路由器之间运行IBGP，互相学习对方从外网学来的BGP路由，与外网运行EBGP，各自学习相应的BGP路由。有条件的话，双核心应与不同的出口设备互连，做为路由备份，如图二。
1、 路由的过滤与广播
BGP运行以后，如何广播城域网内部路由是一个很重要的问题。广播路由主要有两种方法。
a)向BGP中自动注入OSPF路由，使用Redistribute OSPF命令;
b)在双核心上配置相应的广播路由，OSPF路由不注入BGP路由，而是广播什么路由就配置什么广播路由，使用NETWORK X.X.X.X命令。
第一种方法配置简单，但是由于内网路由的复杂性，可能会广播一些不应该广播的内网路由，从而影响外网的路由的稳定性，同时，也比较耗费路由器资源。
第二种方法配置语句较多，但是可以很好的控制路由的广播，做到内网广播的路由过滤，同时，比较节省路由器资源。更进一步，通过路由总结，可以只向外网广播汇聚路由，减少骨干网络上的路由数目，有利于整个骨干网络的稳定性。
2、 流量控制
城域网流量全部由双核心出口出去。为了充分利用双链路，可以利用BGP4的LOCAL PREFERENCE 属性，设置出口流量控制策略，使双出口链路的带宽得到充分利用，最优化出口流量分布。而且，对于一些多核心的网络，流量控制更加显得重要。
3、 使用LOOPBACK地址
对于运行IBGP的双核心来说，在向邻居宣告其邻居关系时，应该使用LOOPBACK地址，而不是相邻接口地址，这样，当对应接口链路发生故障时，LOOPBACK地址仍然可达，使BGP邻居关系仍然能够形成，可以使用Update-source子句。
4、 对于BGP同步规则的处理
因为双星形结构的特殊性，在双星之间有直达链路，因此，一般不要求BGP的同步规则。但是，如果城域网不是单独运行在一个自治域内，而是还有别的IBGP邻居，并且可能会转发其它自治域的流量，则应该要求同步规则，在BGP协议的配置段中使用Synchronization语句。对于多核心的网络，一般均要求同步规则。
一个配置实例如下：
router bgp 100
no synchronization
network 200.100.0.0 mask 255.255.224.0
network 200.100.32.0 mask 255.255.224.0
network 200.150.0.0 mask 255.255.192.0
aggregate-address 200.100.0.0 255.255.224.0 summary-only
aggregate-address 200.100.32.0 255.255.224.0 summary-only
aggregate-address 200.150.0.0 255.255.192.0 summary-only
neighbor 200.100.0.18 remote-as 200
neighbor 200.100.0.18 description “MAN EXIT 1”
neighbor 200.100.0.18 update-source Loopback0
neighbor 200.100.0.18 route-map local-pref in
neighbor 200.100.0.18 filter-list 1 out
neighbor 200.100.0.17 remote-as 300
neighbor 200.100.0.17 description “MAN EXIT 2”
neighbor 200.100.0.17 update-source Loopback0
no auto-summary
route-map local-pref permit 10
set local-preference 300
四、城域网内部路由规划设计
1、 路由分区的规划
无论是多星还是双星型结构的城域网结构来说，都应根据路由器数量，网络的基本拓扑，路由器的负载等来合理规划路由区域，
对于双星型结构的网络，毫无疑问，将双核心设计为骨干路由区域，即AREA 0,负责高速，稳定的转发数据包。对于各个汇接区，经过合理规划，将每个汇接区设计为一个单独路由区域。汇接层路由器设计成区域边界路由器。各个汇接区域内接入路由器设计成域内路由器，也运行OSPF协议。见图二。
2、 IP地址规划与路由汇总的应用
对于每个汇接区域内的OSPF 区域来说，由于边界路由器负责向骨干区域内注入区域内的路由，许多路由将会是非常零散的小路由，这样，容易造成AREA 0内的路由器路由表项过大，使路由器资源耗费过大，路由收敛时间增大，影响城域网络的稳定性和健壮性。因此，解决这个问题的最好方法是在边界路由器上做汇接区域内的路由汇总。使注入到零域内的路由是一个个较整齐的汇总路由，大大减少了路由表数目。但是，这就要求进行城域网规划时，合理规划IP地址，为每个汇接区域分配连续的，大段的IP地址，只有这样，才可以更好利用OSPF的特性，使城域网络的路由规划更合理，使网络更健壮。
3、 接入用户路由的注入
对于各个接入层交换机来说，由于许多最终用户将直接接到这个交换机上，这样将会产生许多最终用户的路由，对于这些路由的域内广播可以有两种方法：
a)将这些路由做为OSPF内部路由来广播，需单独配置，比较繁琐，
b)将这些路由做为外部路由来广播，使用Redistribute Connect和Redistribute Static语句。这种方法只需配置一次，比较简单，且将来网管人员定义方便。
对于城域网来说，采用第二种方案比较合理
4、 NSSA路由区域的应用
对于双星形结构的网络来说，由于每个域只有一个汇接层路由器做为出口，按照普通的路由区域，则域内路由器不但学到了域内的路由，还学到了许多域间路由，路由表项还可以进一步减少。传统的做法是每一个路由区域做为stub区域，但是如前所述，每一个汇接层路由区域是一个单独的路由区域，有许多用户路由做外部路由注入， 所以不可以做为STUB域，但是可以设计成NSSA(Not So Stub Area)。NSSA区别于STUB的地方在于NSSA可以允许外部路由以7类LSA注入到OSPF区域，最后由边界路由器转化为5类LSA注入到OSPF AREA 0 内。同时域内的路由器可以不学习域间路由，只用一条默认路由指向边界路由器。大大减少了路由条目,使用AREA X NSSA语句。
5、 网内默认路由的产生
城域网的全网出口是由双核心出去，对于每个路由器配置默认路由很不现实。因此，可以在双核心路由器上产生默认路由，通过OSPF广播到全部城域网内的路由器，使每个路由器可以自学习默认路由。使用Default-information originate语句。
6、 动态接入路由的设计
由于用户接入路由关系到全网的安全性和稳定性，从这方面的因素考虑，建议接入层路由只提供静态路由，然后将静态路由重分布(Redistribution)到OSPF的路由表中。这样可以最大限度的保证网络的安全性和保持整个系统路由的稳定性。只有在用户的网络确实需要采用动态路由协议时才分情况采用OSPF或BGP，例如用户网络到城域网间存在多条链路，为了提供自动故障恢复功能，可以采用OSPF路由协议;如果该用户同时还连接到其它ISP(multihome)，可能需要采用BGP协议予以解决。
一个简单的配置实例如下：
Router OSPF 100
network 200.100.0.16 0.0.0.240 area 0
network 100.200.200.128 0.0.0.240 area 1
network 100.100.100.128 0.0.0.240 area 1
area 1 nssa
area 1 nssa default-information originate
area 1 range 60.150.231.0 255.255.255.0
redistribution connected
redistribution static
Default-information originate
小结：
城域网的内部不适合进行OSPF与BGP路由之间的相互注入，而是应采用OSPF默认路由指向核心，再由核心路由器对内网路由进行BGP路由广播，使外网可以学习城域网内路由，同时，
虚拟路由器的体系结构研究 篇3
1 虚拟路由器的体系结构和应用
虚拟路由器的整个结构体系大体上就是新型的软件设计算法:网络提供商通过模拟过程, 为提供客户传统的物理路由器的结构层, 从而达到让互联网结构模型和协议代码能够独立运行在同一平台上的目的, 并使得在此结构上的互联网用户能够分享他们的CPU和IP接口以及其他资源。应用虚拟路由器技术, 网络提供商可以为企业或高级用户提供更高级的互联网虚拟服务以及特殊的控制要求或功能, 并能节省大量开支。
在这种虚拟路由器的体系结构中, TCP/IP管理协议构成了核心结构, 我们将这种通过相同的对象代码来执行的虚拟模板称之为虚拟路由器的体系, 而所有软件路由器系统的代码集构成了虚拟路由器的实例, 虚拟路由器的模板集的一个子集就是实例的一部分功能。也就是说, 如果这个体系结构中未能包含协议的代码, 那么虚拟路由器的实例功能将不被支持, 例如无IP的协议实现模板就是不能成立的。
一般情况下, 虚拟路由器作为整个网络虚拟模型中的第三层, 其主要功能就是为不同的网络结构实行数据结构转发。所有的路由器都通过路由表来进行打包传输, 所以, 虚拟路由器的技术的核心部分即是虚拟路由转发表, 我们称之为VRF。每个虚拟路由器都有一个专用的IP端口, 缓冲地址空间以及专属的网络管理协议。
实际上, 传统路由器进行数据输送时, 是依靠优良的硬件实现传输的高速率, 而虚拟路由器则是在转发的过程中, 将数据转发过程和其他进程运用两个完全不同的端口, 从而保证了数据的安全性。通过虚拟路由器的配置, 网络服务商可以为终端客户提供成本较低的个人专用线路控制和安全管理等功能。每个路由器的数据传输过程与其它路由器的传输过程都是相互隔离开的, 从而保证了数据的高度安全性。
2 虚拟路由器所面临的挑战和困难
路由器作为整个互联网的核心设备和许多网络技术的基本载体, 随着互联网对路由器的性能和功能的要求越来越高, 传统路由器所面临的技术瓶颈亟待解决。虚拟路由器在性能和功能方面的强大固然是传统路由器无法比拟的, 但传输带宽和网络传输的限制和要求也使得虚拟路由器的功能受到了一定的影响。另一方面, 随着多媒体视频点播、云服务的运用, 宽带应用技术也对虚拟路由器提出了更高的要求。从目前的情况来看, 1 000Mbps的端口主要运用于国家的骨干网络, 而大部分用户的互联网访问服务器则是采用10 000Mbps网络。随着用户的数量迅速增加, 全球网络化的程度也将越来越高, 这就对虚拟路由器的节点和端口密度提出了更苛刻的要求。同时, 新的协议的推出以及已有协议的功能扩展, 也是虚拟路由器所面临的一个挑战。
而在功能方面, 随着网络的商业化竞争脚步的加快以及多媒体应用范围的拓广, 用户对网络的多功能性有了更多的需求, 路由器功能已不能仅仅局限于基础的路由和转发, 而是要提供面向用户应用需求的多功能保证, 包括网络安全防护墙、内外网PI地址转换等功能。这就使得路由表容量不断增加, 对计算处理能力的要求也就越来越高。
3 用户对虚拟路由器的体验和需求
高端用户需要Internet提供最新、最完善的服务, 而VPN就是其中一种成本相对较高的服务。为了确保能在网络设备的边界提供VPN服务, 网络服务商需要复杂的访问控制和路由过滤机制, 确保路由信息用户之间能够相互隔离开来。但与此同时, 有许多用户需要一个单独的路由进行私人的配置信息。服务提供商为了提供这些额外的路由器, 就必须付出更大的开支, 这种方法很明显是不明智的。如果换做虚拟路由器的话, 对于用户而言, 虚拟路由器既作为一个单独的路由器使用, 也可以满足公共应用的要求, 既具有安全可靠的特点, 又非常灵活。这种高性价比的虚拟路由器很容易得到用户的青睐。
由于虚拟路由器可以在拥有完整网络协议的条件下独立运行, 所以每个虚拟路由器都会拥有一个独立的网络地址, 这就使得一个集群中所有的虚拟路由器不会发生任何冲突。除此之外, 终端用户拥有对各个虚拟路由器监控和管理的操作许可权, 保证自己的信息安全。在管理方面, 虚拟路由器是通过连接在单独的实例路由器上来进行的, 这也从另一个角度保证了信息的安全性。通过用户提供的信息进行认证, 某个虚拟路由器只会为某个单独的用户所使用。采用虚拟路由器还能保证某个用户通信的数据流量将只在属于用户自身路由器上产生, 而不会对其他的路由器上的数据服务造成影响, 从而保证了网络的性能稳定性, 并能避免非法盗取数据流量, 避免用户遭受损失。此外, 虚拟路由器还提供独立的TCP/IP协议, 使虚拟路由器可以为客户提供优质的个人服务。网络服务商通过配置虚拟路由器的IP端口, 能够保证数据量不会超越预定的协议;同时, 虚拟路由器还能根据不同的数据分组, 运用不同的数据端口, 将数据包分配到不同的队列, 以达到不同的服务质量。
4 虚拟路由器的优势及核心竞争力
与己有的路由器相比, 虚拟路由器在控制体系结构方面除了具有更好的开放性和可扩展性, 还有如下优点:
(1) 增加了可靠性和可用性。减少转发实体的硬件规模, 提高转发数据的完整性。同时, 虚拟路由器的独立性可以方便地通过提高控制数据冗余度增强系统的可用性和减少数据的丢错率。
(2) 增加了可伸缩性。虚拟路由器可以借助通用服务器技术方便地提高处理性能, 并能有效克服内存容量的局限。
(3) 扩展新功能容易。和各种传统的路由器相比, 虚拟路由器的开发成本较低、开发周期较短。而且随着通用计算机平台的不断发展, 解除了运行平台对虚拟路由器配置的约束, 可以实现在原来专用系统上难以实现的功能, 取得专用系统上难以达到的性能。
(4) 降低用户建网成本。不同数据包的分离和传输, 允许用户根据实际需要灵活配置路由器的规模和功能, 从而有效地降低初始组网费用。还可以通过添加或替换部分功能部件进行功能或性能升级, 有效地保护用户的原有投资。
(5) 可以更方便地适应各种新型网络体系与新型应用。比如对于用户控制功能, 对于面向应用感知等方面, 使得用户可以便利地支持诸如应用层网络、叠加网络、网络测量与监控等应用模式。
通过将虚拟路由器与已有路由器结构及网络控制技术进行对比, 不难看出虚拟路由器在多个方面具有较好的均衡性和普适性。
5 总结
本文重点研究分析了虚拟路由器的整个结构体系结构以及虚拟路由器的可扩展性, 以及虚拟路由器应用的整个网络结构的研究现状。虚拟路由器引入到网络设备中以后, 充分解决了传统路由器所面临的技术瓶颈, 通过向虚拟路由器配套的设备中注入可执行代码, 可使得网络设备的功能增加起来变得更为简单。可编程的虚拟路由器结合了主动网络与软件的可编程性, 通过开放的API配置模式, 提升了路由器配置和构成的功能性。另一方面, 虚拟路由器相对于传统实体路由器是较为开放的结构体系, 很好地把传统网络结构的思想引入到了路由器的结构体系当中, 使得各方面既能独立创新, 也可以增强路由器的整体控制能力, 更能使将来的路由器越来越智能化。总而言之, 虚拟路由器充分利用了网络的灵活性和自身结构的特殊性, 提供了针对用户多样化网络结构需求发展的新思路, 值得进行普遍推广。
摘要：路由器是互联网基础设施的重要组成部分, 在如今互联网对路由器的性能和功能的要求越来越高的情况下, 如何解决传统路由器所面临的技术瓶颈近年来备受关注。随着虚拟路由器的渐渐普及, 在控制性的开放程度和功能的多样性上渐渐表现出自己的优越性。再加上新型控制协议的不断出现, 虚拟路由器的体系研究已经渐渐成为社会关注的焦点。
关键词：路由器体系结构,开放控制模型,互联网,虚拟路由器
参考文献
[1]刘刚.一种虚拟路由器的体系结构及实现[J].计算机工程.2004, 6 (12) :87-88.
[2]王宝生, 卢西城.新型路由器体系结构研究综述[J].计算机工程与科学.2007, 29 (4) :6-8.
路由器・什么是路由协议 篇4
路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一，其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率。按应用范围的不同，路由协议可分为两类：在一个AS（Autonomous System，自治系统，指一个互连网络，就是把整个Internet划分为许多较小的网络单位，这些小的网络有权自主地决定在本系统中应采用何种路由选择协议）内的.路由协议称为内部网关协议（interior gateway protocol），AS之间的路由协议称为外部网关协议（exterior gateway protocol）。这里网关是路由器的旧称。现在正在使用的内部网关路由协议有以下几种：RIP-1，RIP-2，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。其中前4种路由协议采用的是距离向量算法，IS-IS和OSPF采用的是链路状态算法。对于小型网络，采用基于距离向量算法的路由协议易于配置和管理，且应用较为广泛，但在面对大型网络时，不但其固有的环路问题变得更难解决，所占用的带宽也迅速增长，以至于网络无法承受。因此对于大型网络，采用链路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效，并且得到了广泛的应用。IS-IS与OSPF在质量和性能上的差别并不大，但OSPF更适用于IP，较IS-IS更具有活力。IETF始终在致力于OSPF的改进工作，其修改节奏要比IS-IS快得多。这使得OSPF正在成为应用广泛的一种路由协议。现在，不论是传统的路由器设计，还是即将成为标准的MPLS（多协议标记交换），均将OSPF视为必不可少的路由协议。
外部网关协议最初采用的是EGP。EGP是为一个简单的树形拓扑结构设计的，随着越来越多的用户和网络加入Internet，给EGP带来了很多的局限性。为了摆脱EGP的局限性，IETF边界网关协议工作组制定了标准的边界网关协议--BGP。
RIP协议
OSPF协议
BGP协议
IGRP协议
EIGRP协议
高性能路由器的功能与基本结构 篇5
1 路由器的结构与功能
1.1 路由器的概念
路由器是在网络层实现网络互联的设备。路由器依靠转发网络层数据包来实现网络互联。路由器首先在接口上按照物理层协议得到比特流, 然后按照数据链路层协议成帧, 在数据帧中得到网络层包后根据网络层地址以及路由信息来转发数据包则需要根据发送端口链路层协议成帧, 然后根据发送端口物理层协议将比特流输出。路由器的路由信息可以通过手工输入或者通过运行路由协议从相邻路由器获取。
1.2 路由器的基本结构
路由器的基本结构包括控制卡 (带CPU) 、背板、接口卡。控制卡进行路由计算维护路由表, 传递路由信息。接口卡进行报文输入/输出转发处理。背板负责在路由器的板卡之间转发报文。具体结构见图1。
1.3 路由器的基本功能
1.3.1 路由处理
使用路由协议获取网络的拓扑视图, 构造、维护路由表。当然, 也可以通过手工的方法配置静态路由。
1.3.2 分组转发
1) I P分组检查:检查版本号, 检查分组头字段。2) 目的地址分析与路由表查找。查表的结果可能是:本地递交:目的口是本路由器的一个接口的地址:向一个输出端口的单播递交:将分组送给下一跳路由器或最终目的地;向一组输出端口的多播递交:依赖于路由器对组成员关系的了解。3) 分组TTL控制:本地递交的分组TTL值要大于0。对于向外转发的分组, 首先TTL值减去1, 在实际转发之前还要重新检查TTL值。TTL值过期的分组要丢掉, 同时还可能向分组的发送者通告错误信息。4) 效验和计算TTL字段的变化, 要求重新计算效验和。5) IP分片:为了适应输出网络接口的MTU值, 有时候需要分片处理。分片对性能的影响比较大, 现在由于IP-MTU发现机制的应用, 分片操作并不多见。
2 高性能路由器的结构体系、硬件结构与操作系统
2.1 高性能路由器的结构体系
本文高性能路由器主要是指IPv6路由器, 其主要采用多处理机交换式体系结构。接口转发部件主要包括2个模块:网络接口模块与转发引擎模块。网络接口模块主要完成路由器接口上物理层和链路层的功能;转发引擎是路由器的关键部件, 实现数据包的线速转发, 其处理速度决定了路由器可支持线路接口的最高速率;交换结构负责数据包的交换, 其容量决定了路由器的吞吐量;主控即路由协议处理器负责路由的计算和转发表的维护, 处理所有的协议报文, 生成硬件转发数据包所需要的转发表, 然后下发给接口转发板。各个接口转发板收到数据包后直接查硬件转发表, 将其经调度后送往相应的网络接口卡直接输出。根据这种交换式的体系结构, 可将高性能路由器上的处理器按照功能和位置的不同分为两级:主控一级处理机和单板二级处理机。
2.2 高性能路由器的硬件结构
目前, 对高性能路由器的要求一般有:线速报文处理、高速交换背板、高密度高速接口、电信级可靠性、稳定可靠的路由软件、大容量的路由表、支持QoS等。IPv6路由器的硬件体系结构大致经历了从“单总线单CPU结构”到“多总线多CPU结构”, 再到“交换式体系结构”的过程。从逻辑上我们可将路由器划分为以下几个功能模块:网络接口模块、转发引擎模块、协议配置与控制模块。
2.2.1 接口模块
主要负责网络物理层处理和数据链路层的处理。即在接收数据时把比特流还原为数据帧, 并且根据链路层的协议将数据交给相应的3层协议来处理;在发送数据时, 将要发送的数据进行封装帧处理, 并由接口转换成比特流通过电缆发送出去。
2.2.2 转发引擎模块
主要负责在接口模块完成对数据帧的完整性验证后, 开始处理此数据帧的3层数据即IPv6数据。这一过程是路由器功能的核心。根据数据报文中IPv6包头的目的IPv6地址, 查找转发表中的下一跳的IPv6地址, 选择最优的传输路径。
2.2.3 协议配置与控制模块
主要负责按照一定的规则来动态地更新它所保持的路由表, 以便保持路由信息有效。并且及时更新转发引擎中的转发表。
2.4 高性能路由器的操作系统
高性能Pv6路由器软件系统中的操作系统必须是嵌入式实时操作系统, 以此来保证协议包处理的实时性, 并将处理结果实时提供给硬件处理。其中Linux系统内核能最大限度地提高操作系统的实时性, 其代码开放, 可根据需求方便地移植。目前, 已经有国内外一些公司在通信产品中成功应用。网络功能是Linux的显著特点之一, 它不仅为不同的实现提供了一个基础的通用平台, 而且由于其源代码的开放性使用户可根据自己的需要方便地进行修改与移植。
总之, 纵观近年高端路由器的技术发展, 可以看到路由器工作全面硬件化能够大大提高路由器的性能, 这是路由器发展的主要趋势之一。未来路由器设计也更往重于解决QoS和组播的问题, 而且在今后设计中, 还应该考虑各种超高速网络的接入问题。
参考文献
[1]孙琼.嵌入式Linux应用程序开发祥解[M].北京:人民邮电出版社, 2006.
[2]伍海桑, 陈茂科, 陈名华, 等.IPv6原理与实践[M].北京:人民邮电出版社, 2000.
[3]蔡良达, 付勇, 董亮, 等.基于Clinux的JFFs2技术及其应用[J].舰船电子工程, 2005, 25 (6) :74-76.
[4]石元泉, 陈曙晖, 卢泽新.JFFS文件系统及其在嵌入式Linux中的应用[J].计算即与现代化, 2005, (4) :92-95.
路由结构 篇6
非结构化对等网 (peer to peer简称P2P) 是指网络上的计算机自主联接, 无需通过中心服务器, 点到点地相互提供资源与服务。P2P网络节点可以动态地加入与撤离网络, 而且每个节点共享的资源质量又可能有较大的差异, 节点的稳定性、计算能力等都应该纳入考量。早期非结构化的P2P网络搜索常采用洪泛法, 如著名的Gnutella网络。
Gnutella网络中的节点可以向它的所有邻居节点发出搜索请求 (query) , 这些邻居节点又向它的所有邻居节点传递搜索请求 (Query Hits) 。每个搜索包都有个TTL (Time to Live) 值, 搜索包每被转发一次, 其TTL值减1, 搜索包不断被转发, 找到指定资源或TTL=0。Gnutella网络中有两种节点, 普通节点与超级节点。超级节点用来发送消息广播, 并接受与其他超级节点交换信息。网络服务原语包括Ping (主动连接) 、Pong (响应连接) 、Query (搜索请求) 、Query Hit (传递搜索请求) 等。可以看到, 洪泛法没有用节点本身的信息来指导搜索, 带有很大的盲目性。网络负载大, 搜索效率不高。
本文将主要研究基于节点服务质量 (包括节点资源信誉度和节点能力信誉度) 的搜索算法, 该类路由问题可以归结为, 满足节点能力信誉度要求同时又满足查询资源相似度阙值的路径寻优。此类问题是一类NP-C问题, 本文将讨论上述约束条件下的P2P路由选择策略。
1 非结构化对等网络优化模型
目前相关研究较多地集中在P2P网络的资源搜索优化方面。如文献1在讨论蚁群算法在资源搜索方面的应用基础上, 提出一种“信息推荐”机制[1]。资源持有者定期地向其邻居节点 (或其他曾向该节点发出搜索请求的节点) 推荐其共享的资源信息。该方法在一定程度上减少了资源搜索的盲目性, 但这种“兴趣推荐”的机制势必增加网络负载。文献2在研究蚁群算法在P2P网络资源搜索方面的应用的基础上, 提出了信息素多样化的思想。为了防止不准确信息的误导, 该文中算法将搜索资源信息分类, 根据接受到的数据包在上一条中的文件类型选择本节点与其相似度最大的资源类型, 在根据“同类最优路径信息素在节点路由表里选择下一跳[2]。文献3提出建立共享资源与拓扑之间的统计关联, 在此基础建立一种新的基于层次化兴趣的拓扑形成模型, 研究的是应用蚁群算法解决P2P网络上的Qo S路由问题[3]。文献4从网络节点的可靠性 (“诚信度”) 来研究路由巡优问题。主要思想是通过交互节点的局部评价加权其推荐可信度来计算节点的全局信誉度值, 采用基于时间帧的方法更新节点的全局信誉度值和推荐可信度[4]。文献5从网络节点的“活跃程度”与“资源命中数”来估算下一个节点选择的概率, 一定程度上减少了冗余查询, 节省了网络带宽[5]。但单纯地考虑“活跃程度”有可能把查询包转到与查询资源请求不一致的节点上;另外笼统地用“资源命中数”也不足以表示与查询意图的一致性。
1.1 Gnutella模型
早期的非结构化P2P网络以Gnutella模型为代表。采用的就是洪泛协议。其路由算法简单有效, 基本思想是每个节点在第一次收到数据报文时, 都将其转发收到邻居节点上。若收到重复分组则直接丢弃。为了避免转发的报文占用过多的网络资源, 需要给每个报文设定合适的TTL值, 保证数据分组只经过有限次数转发。如图1所示, 其中A是源节点, G为目的节点, 现在节点A发出搜索请求q, 数据包分别发到其邻居节点B、C、D。当三个邻居节点收到该路由请求后, 同样将数据包转发给其所有的邻居节点, 此时D节点均收到分别来自于节点A、E和H发送过来的同一数据包, D将转发先到的数据包给其所有的邻居节点, 后到的数据相同的数据包将被丢弃, 如果在节点F、G、H都同由A点发出的查询请求中相近的共享资源, 但这三个节点的处理能力, 共享资源的“好”“坏”程度和源节点的查询要求都要在选择路由时加以考虑。
1.2 节点能力信誉度 (Node Credit)
在非结构化对等网中, 节点不受拓扑结构和中心服务器的限制, 可以自主地加入与撤离网络。有些节点稳定, 可以提供较好的服务质量, 有些节点计算性能较差或缺乏优质共享资源甚至传播恶意数据。因此可以用节点的能力信誉度来评价节点的“好”与“坏”。信誉度是某一节点依据与邻居节点的数据交换历史, 对其信任程度所做出的一种主观评判。比如节点v对节点u的评价可以定义如下:
其中Ei (v, u) 是节点v对节点u的第i次交互的评价满意度。n为交换次数。这样节点u的信誉值可以通过直接与其交互的节点对其的局部评价加权获得。
节点信誉度是一个评估时间的函数。设评估周期为T, 节点信誉度更新公式构造如下:
动态的更新节点信誉度可以更真实地模拟实际P2P网络中节点的动态变化情况。
1.3 资源信誉度
节点的资源信誉度取决于其共享资源的质量。而资源的质量又与搜索请求的关键字与资源相似度有关。一般资源的相似度可以如下定义。在P2P网络节点上提供优质资源的节点可能有多个。因此结合其他约束条件路由方案可以有不同的选择。
查询q的向量空间模型可以表示为 (w1, q, w2, q, …, wi, q, …, wt, q) , 其中wi, q表示关键字keyi在q中的权重。资源r可以表示为 (w1, r, w2, r, …, wi, r, …, wt, r) , 此时r与q的余弦相似度可以定义为:
相似度值为0~1之间的一个数。如果某个资源相似度大于设定的阈值, 可以认为r满足q。因此对于不同的请求q, 节点可以有不同的资源信誉度。笼统地考虑该节点的下载总量来度量节点的信誉度是没有意义的。对于请求q, 节点N的资源信誉度可取sim (r, q) 中的最大值。
2 算法讨论
2.1 节点能力信誉度
本文讨论的P2P网络不像Gnutella那样采用超级节点。这样网络环境更贴近真实的互联网环境。在各节点上, 本地资源信誉度可以在共享时指定有个[0 1]之间的一个初值。该值的更新可以定时进行或者由事件驱动进行评价更新。直接相邻的节点的信誉度采用事件驱动机制进行。当有节点加入网络时, 向其相邻节点发生共享资源的信誉度, 或者在节点之间互访时有Query Hit包反馈时, 更新邻居节点的某种资源信誉度。
2.2 资源搜索
用户搜索包Query中的关键字反映了用户的“兴趣”。兴趣向量 (w1, q, w2, q, …, wi, q, …, wt, q) 。可以构造兴趣搜索表来指定搜索, 如表1所示。
下面以图1为例, 说明本文算法。
搜索步骤如下:
步骤1:节点加入网络, 初始化信誉度表, 并与邻居节点交换数据。
步骤2:节点A发出搜索请求q, 设置TTL=3。首先根据其关键字key在本地资源列表中搜索, 如果没找到, 则根据该节点信誉度表, 依次向邻居节点B、C、D发出搜索请求。这里又分下面几种情况:
(1) 在缓冲区中没有某查询数据包, 并且收到的数据包TTL值不为0, 则向邻居节点转发数据包。
(2) 对于再次收到的相同的查询数据包, 直接丢弃。如果节点上邻居信誉度表里没有比本节点更好的节点, 则本节点作为待选节点, 与源节点建立下载链接。否则继续转发查询数据包。
(3) 对于TTL=0的查询数据包如节点H上收到来自源节点A的查询包, 直接丢弃。
步骤3:源节点在得到的三个资源节点F、G、H上根据查询约束条件择优选择路由。
各节点在时间周期驱动下, 动态更新邻居信誉度表。
3 结束语
本文提出一种基于节点服务质量的非结构化P2P网络的搜索算法。该算法由于采用动态的节点指标来指定路由选优, 减少了洪泛法的盲目性, 降低了网络流量负载。如果对资源进行“兴趣”分类与挖掘, 将可以更有效地指导路由优化, 这正是课题要继续研究的目标。
摘要：在非结构化对等网络资源搜索算法中, 多数着眼于网络负载和搜索效率方面, 节点本身的稳定性、计算能力、资源的优劣也应该是在搜索路由寻优中要考虑的重要因素。构造新的搜索算法, 通过量化节点的服务质量用于指导路由, 该算法简单易于实现。
关键词：非结构化对等网,节点服务质量,路由
参考文献
[1]李绍滋, 曹阳, 周昌乐.基于非结构化的P2P信息检索关键计算研究[J].智能系统学报, 2006 (2) .
[2]赵宏, 谢伟志, 张晨曦.基于蚁群算法的非结构化P2P搜索研究[J].计算机技术与发展, 2009 (2) .
[3]周晓波等.一种基于层次化兴趣的非结构化P2P拓扑形成模型[J].Journal of Software, 2007 (12) .
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路由器静态路由表实验浅析 篇7
路由器作为当今互联网中桥接的设备已经把千家万户以及大大小小的局域网连接在一起,组成了庞大无比的超级网络,特别是今天无线网络大大方便了手机等终端的接入,互联网时刻都在动态变化着,这中间路由器起到功不可没的作用。
1 路由器的作用
路由器在互联网中主要起到路径选择和数据转发作用。所谓“路径选择”,是指把路由器把数据从一个网关(节点)传输到另一个网关(另一节点)的操作过程,而路由器就是完成这个过程的设备,路由器的英文名称为Router,是一种能够连接多个子网或逻辑网段的网络设备之一,它能将在不同子网或逻辑网段之间的传输的数据信息进行检查,以确定数据的数据来源的子网和将要发往的目的子网,通过这个功能路由器可以实现把数据在互联网中传输。
2 静态路由表实验
为了顺利完成“路径选择”的职能,每个在路由器内存中保存着关于目的网络传输路径的相关数据记录--即路由信息表(Routing Table),以便在路由选择时参考使用。路由表中保存着目的子网的网络号、到达目标网络经过路由器个数和下一跳路由器的名字等相关内容。路由器的路由表可以是由系统管理员手动自行设置好的,也可以由路由器采用路由算法动态修改维护,可以通过路由协议自动学习完成路由表数据的更新维护。在路由表中与路由相关的两个概念,即是:静态路由表和动态路由表。由系统管理员手动自行设置好固定不变的路由表称之为静态(static)路由信息表,正常是在设备安装时就依据网络的具体路径预先设定好,它不会随未来网络结构的改变而变动。动态(Dynamic)路由信息表是路由器本身根据网络结构的变化情况而自动调整的路由表信息。路由器使用路由选择协议(Routing Protocol)提供的算法,自动学习和记录网络运行情况,根据学习到路径数据信息自动计算到达目的网络的最佳路径。以下通过Cisco Packet Tracer模拟器,版本6.0.0.0045平台上分析静态路由表维护情况:
以上网络由3台路由器组成,路由器把网络分割成两个广播域,同一广播域内IP地址地址为同一逻辑网段。我们知道同网段内的广播信息只能广播到路由器的端口,如果需要跨网段广播信息,就必须借助路由器的路由功能泛洪广播出去。实验目的:要求RA、RB、RC节点能够实现互通。实验过程以及配置思路如下:
(1)使用模拟器Cisco Packet Tracer模拟器添加好以上设备,连接网络时注意设备型号,端口类型,线缆选择等。
(2)IP地址简单规划:已标明在TOP图上设备对应端口位置:(如上图1)
(3)IP地址设置:通过在全局配置模式下进入具体端口使用命令IP add命令添加好设备对应的IP地址以及同步速率时钟。使用查看路由表命令show ip route分别查看RA、RB、RC路由表,简略结果如下:
RA#show ip route
C 192.168.1.0/24 is directly connected,Fast Ethernet0/0
RB#show ip route
C 192.168.1.0/24 is directly connected,Fast Ethernet0/0
C 192.168.2.0/24 is directly connected,Serial0/0
RC#show ip route
C 192.168.2.0/24 is directly connected,Serial0/0
从路由表上可以看出,正确给设备对应端口配置了IP地址后,路由表中添加了直连路由条目,这些条目同时表明数据从该路由器出发到达的网络。
(4)没配置静态路由前测试测试结果:
从节点RA到节点RC做ping测试,数据包可以到节点RB的Fa0/0端口。
从节点RC到节点RA做ping测试,数据包可以到节点RB的Se0/0端口。
从测试结果上来看,验证了路由器在同一个广播域内广播,同广播域内端口可以互通,或者说路由器可以到达自己直连的目的网络。同时也说明了一个问题:路由器没有路由器的支持下无法跨网段通信。
(5)为了解决步骤(4)中的问题我们给RA和RB手工添加静态路由如下:
RA(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.1.20
RC(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.10
添加静态路由表是添加路由器自己没有直连的网络,所以RA的静态路由目的网络号是192.168.2.0,RB的静态路由目的网络号是192.168.1.0。而RB在网络中同时直连接两个网络,不需要添加静态路由。再次使用命令分别查看RA、RB、RC路由表;
RA#show ip route
C 192.168.1.0/24 is directly connected,Fast Ethernet0/0
S 192.168.2.0/24[1/0]via 192.168.1.20
RB#show ip route
C 192.168.1.0/24 is directly connected,FastEthernet0/0
C 192.168.2.0/24 is directly connected,Serial0/0
RC#show ip route
S 192.168.1.0/24[1/0]via 192.168.2.10
C 192.168.2.0/24 is directly connected,Serial0/0
从路标上可以看出,目前3台路由器分别都能到到达2个目的网络,其中S条目表示是Static静态条路,是由管理手工添加的,并且从该条目中可以知道到达目的网络的下一接口的地址或称下一条地址。同时静态路由条目中[1/0]说明了静态路由的管理值为1。
(6)假设还有更多的路由连接在RC的节点上,这是又需要在RA中添加到达新的目的网络的静态路由,如此下去,管理员的工作将会越来越大,如果两节点之间只有一条唯一通道(出口)时可以通过配置一条特殊的静态路由也叫缺省路由实现路由通信,格式如下:
RX(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0目的网络号
3 结语
路由结构 篇8
默认路由(Default route),是对IP数据包中的目的地址找不到存在的其他路由时,路由器所选择的路由。目的地不在路由器的路由表里的所有数据包都会使用默认路由。这条路由一般会连去另一个路由器,而这个路由器也同样处理数据包:如果知道应该怎么路由这个数据包,则数据包会被转发到已知的路由;否则,数据包会被转发到默认路由,从而到达另一个路由器。默认路由是一种特殊的静态路由,指的是当路由表中与包的目的地址之间没有匹配的表项时路由器能够做出的选择。如果没有默认路由,那么目的地址在路由表中没有匹配表项的包将被丢弃·默认路由在某些时候非常有效,当存在末梢网络时,默认路由会大大简化路由器的配置,减轻管理员的工作负担,提高网络性能。默认路由器是相对于固定路由而言的。对路由器来讲,每一个需要路由的IP地址,他需要知道下一站的路径,这个路径就是下一站路由了。当路由器找不到准确的下一站路径的时候,也就是说路由器不能找到需要路由的IP地址的下一站在哪里,这时他会选择默认路由,把数据包转发过去,再让默认的下一站去处理数据转发。每个可以正常联网的路由器都必须有默认路由存在,否则路由器没有识别路由的IP地址,路由器将会丢弃,导致无法访问。
实际上,默认路由可以理解为好多静态路由的集合,这些静态路由都有一个相同的特点,那就是下一条是相同的,这个时候就可以用一条默认路由(0.0.0.0 0.0.0.0 x.x.x.x)来代替所有的静态路由了。在实际的园区网中要访问外网的网段会非常多,每个网段都要加一跳静态路由那不是很麻烦吗,这个时候用默认路由是个非常不错的选择。本研究正是基于默认路由的这个特点,结合仿真实验,研究如何灵活配置默认路由大大简化整体路由表信息的问题。
2 本研究拓扑图的设计和IP地址段的规划
本研究采用如下图1的拓扑图及IP地址段规划设计。在如下综合网络中,四个路由器接口连接情况以及分配的地址段分别为:12.1.1.0/24、23.1.1.0/24、24.1.1.0/24,另外路由器R03配置了四个Loopback口地址,分别为1.1.1.1/32、2.2.2.2/32、3.3.3.3/32,4.4.4.4/32。要想实现全网连通,根据路由的配置原理,对于所有非直连网段均需要配置路由,R01和R04需要配置到6个网段的路由,R02需要配置到4个网段的路由,R03需要配置到2个网段的路由。因此,如果用普通静态路由配置,将需要配置18条路由。而在当前网络中各个路由器需要配置的路由都具有相同的下一跳,R01去往目的网段的下一跳都在12.1.1.2,R04去往目的网段的下一跳都在24.1.1.1,R02去往目的网段的下一跳都在23.1.1.2,R03去往目的网段的下一跳都在23.1.1.1,因此可以在每台设备上配置一条默认路由来代替。
3 方案的实施和连通性测试
默认路由的配置方案如下:
利用show ip route命令查看各个设备上的路由表信息,此处以R04路由表为例,可见路由表中除了直连网段的路由外,就只有一条标记为S*的默认路由。
通过默认路由的配置,现在R01和R04上有2条路由,其中1条为直连路由,1条为默认路由,R02上有4条路由,其中3条为直连路由,1条为默认路由,R03上有5条路由,其中4条为直连路由,一条为默认路由,真正配置的路由为4条默认路由。
从R01上逐次ping各个路由器接口,结果如下:
可见,四条默认路由解决了本网络的整体连通性。相比不用默认路由去技术,采用默认路由技术后,路由的配置从原来的18条变成了4条,大大简化了路由的配置和路由表中路由信息的条目数。
4 结语