计算机网络技术之路由寻找

在一个由多个子网构成的计算机互连网络中，数据发送方与数据接收方之间常常是相隔了多个网络，二者的连接线路必然有多条路径。就像一个旅行者从西安乘车到北京，由于相隔了多个省市，因而存在多种行车路线可以选择一样。网络中的数据在一个互连网络中传输时，首先解决的一个问题是，数据将沿着哪一条路径进行传输。随后，当数据在传输过程中遇到阻塞，网络系统又如何回避，使数据可以通过另外一条或其他通信信道传输，最终安全、可靠、正确地到达目的地。要实现上述目的，计算机网络所借助的核心技术就是所谓的计算机网络路由技术。计算机网络路由技术包含两个技术层面的问题：路由寻找和路由选择。

要将分组从一个站点传递到另一个站点，分组交换或报文交换设备都必须不断地为每一个分组或报文确定传输的路径。所谓路由选择就是为分组或报文确定传输路径的过程，后面常常提到的“路由”就是分组或报文传输的路径。路由选择的过程，类似于邮政管理员根据邮件地址确定邮递员投递路线的过程。

但是，为了能够为分组或报文选择一个正确的最佳的传输路径，就必须首先知道所有网络的地址以及相互连接的状态，否则，无法确定路由。路由寻找就是维护记录着所有网络地址等信息的路由表的处理过程，路由寻找是实现路由选择的基础。

路由寻找技术的目的，就是要在网络路由器上建立一个能正确描述网络当前实时连接状态的路由表。路由表又被称为路由信息数据库，路由寻找的过程实际上是构造路由数据库的过程。在路由表中，除了包括有网络地址外，还包含有当前所在设备的数据包（分组或报文）欲到达目的地的方向及下一个站点的地址（又称为“下一跳”），同时指明到达目的地所需经过的中间站点（路由器）的个数，该数值被称为“费用（Cost）”。费用是通过路由选择算法计算出来的，费用的多少用hops（跳跃计数）表示，也可以用tick（滴答计数）表示。tick为到达目的地所需的时间。

路由寻找的过程在连接网络的设备之间进行，即：路由寻找是在路由器之间进行的一个网络技术过程。在实际的网络协议中，路由寻找可选用两种方法之一：距离矢量方法和链路状态方法。

1.距离矢量方法

距离矢量方法（又称最短路径路由算法）是路由寻找最成熟且最简单的方法之一。在采用距离矢量方法进行路由寻找的网络里，每一个路由器通过不断地向距离最近的路由器广播自己的路由表和组合来自邻近路由器的路由表的方法，来建立它自己的路由表。对网络进行路由寻找——建立路由表所经历的时间称为“聚合时间（Convergence Time）”。对于一个互连网络，为了不断更新路由表，“聚合”是不可缺少的一个过程，并且还必须时常地进行。

采用距离矢量法建立路由表的关键，是使用从邻近路由器上得到的路由表，并通过增加来自相邻表的跳跃数或滴答数，最终得到自己的路由表。如果路由器A从路由器B得到的路由表得知，路由器B用6个hops到达网络A001，那么路由器A到达网络A001必然需要7个hops。这样在路由A的路由表中到达网络A001的费用将是7个hops。依此类推，所有的路由器上的路由表都将按照上述方法构造，并隔一段时间就要不断更新。(www.xing528.com)

对于一个较大的互连网络，其结构可能很复杂，因为每台设备只能从周围的设备得到更新信息。所以要使用距离矢量法使整个网上的所有地址表都改变并使所有的网络路由器都能感觉到这种变化，相对来说需要大量的时间。很可能某一个变化还未被所有设备接收，新的变化已经开始。因此，对于大型网络距离矢量法常常力不从心。

在TCP/IP协议中的RIP协议，就是典型的距离矢量法路由寻找协议。该协议主要用于较小规模的计算机互连网络。

2.链路状态方法

链路状态方法是大型网络普遍采用的路由寻找方法。在一个采用链路状态方法的互连网络中，开始时每个路由器以及那些需要寻找路由的网络实体，要向网络广播一个报文——链路状态包，告诉所有其他的路由器自己所连接的网络，并只从一个本地路由器上接收一个初始路由表。

每个路由器在发送了自己的链路状态包之后，也接收到了其他所有路由器发出的链路状态包。然后，路由器各自以自己的初始路由表为依托，迅速建立一张标识整个网络连接状态和本路由器到达每个网络路径的路由表。

一般来讲，路由器在开始阶段发送了链路状态包之后，以后不需再发，只有当路由器与网络的连接状态发生变化时（如与该路由器连接的网络发生了故障，网络不通），才会再发送新的链路状态包，通知其他路由器连网状态的改变。但是，有些网络为了保证路由表始终真实可靠，不惜牺牲一定的网络带宽，每隔一段时间，路由器要再发一次链路状态包，进行路由表的更新。

TCP/IP协议中的OSPF协议就是典型的链路状态法路由寻找协议。该协议多用于支持大型互连网络的应用。例如，Internet中的路由器所采用的路由寻找协议就是OSPF协议。