计算机虚拟网络路由的交换机制研究

李斯

摘   要：路由器是网络连接的核心，路由器的使用能够有效地提升网络连接的质量，为用户提供更好的网络服务。随着云计算技术的发展，虚拟网络的应用逐渐得到普及，使得虚拟网络路由的交换机制得到的关注逐渐增加。但是就当前的发展现状来看，我国的路由交换技术还远远落后于网络技术，无法提供良好的用户体验。文章就计算机虚拟网络路由的交换机制进行研究，从计算机的路由特点、应用现状以及发展规划进行介绍，希望能够促进对计算机虚拟路由的认知。

关键词：计算机;虚拟网络;路由交换

传统的网络大多围绕提供南北向的网络流量服务、采用层级聚合的形式来提供对外服务。随着计算机云计算的发展，更加重视提供东西向的网络流量服务，以实现更好的数据支撑和应用支撑服务。在云计算环境下，由于计算节点已经虚拟化，行业中出现了众多将网络进行虚拟化接入的方案，以满足虚拟化节点的变化需求，其中，应用最为广泛的就要属VXLAN虚拟化协议了，通过建立一个虚拟的二层广播域，在地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）的组建下进行虚拟通道的自动构建，从而构成一个具有所有以太網特性的虚拟网络环境，在计算机技术发展的当下，其虚拟网络功能的运用在很大程度上都是与计算机的路由功能相关的。在虚拟网络环境中，借助路由技术可以与各地的网络实时连接，实现数据信息的传送和浏览路径的选择，在网络技术的发展中发挥着重要的作用，在虚拟网络应用逐渐普及的当下，对路由的交换机制进行研究具有明显的现实意义[1]。

1    计算机路由交换相关简介

1.1  计算机路由器的相关技术

在计算机网络中，路由技术是一项十分关键的技术，可以将各地的网络进行相互链接，实现数据信息的实时分析与处理。计算机路由交换技术主要包括路由技术和主流路由器协议技术。

（1）路由技术。路由作为网络通信过程中的关键，能够将多个网络或者网段的设备进行连接，从而将数据信息从信源段传送到目的端。路由器也会对各种传输异常状况进行排查，如果数据明显出错，则将该类信息返回传输至源地址后销毁数据包，以便于后续工作的开展。

（2）主流路由器协议技术。主流路由器协议技术主要为口令认证以及高级口令认证路由器技术，要求用户在使用期间要经过口令的登录之后才可以实现对网络的访问。防止出现用户数据信息被黑客侵扰的情况下还可以使用高级口令认证，有效保证用户的登录安全。在进行数据分析与使用时，安全的重要性也对路由器的平稳指数提出了更高的要求。

1.2  路由算法

路由算法分为动态路由算法与链路状态算法。路由算法的核心在于矢量算法，经过对路由进行研判后确定最佳路径，并在相邻的路由器之间进行周期性的路由表交换，将一个路由器作为索引来对表中的数据信息进行交换。链路状态算法被称为最短路径优先算法，通过对复杂的网络状态数据库进行保护与维护，借助最短路径优先算法来对相关的数据库进行数据的更新。

1.3  路由协议

随着虚拟网络应用的不断普及，路由器的动态变化对网络带宽的要求将不断提升，而路由协议的出现则是将互联网划分为若干个小型单位，即自治系统（Autonomous System，AS）。在AS系统，中每一个自治系统具有相关的编号和适宜的路由策略，能够有效地提高网络使用的便捷性。

1.4  计算机路由器交换技术的特点

（1）灵活性好。计算机网络路由交换技术具有较好的灵活性，能够有效地提高网络环境的运行效果，能对无关信息进行自动屏蔽，从而提高路由器的运行效率，有效地保证网络运行的安全性和稳定性[2]。

（2）完整性强。路由交换技术具有完整性的特点，能够自动地对路由器技术进行分析，并通过信息交换等方式来对数据进行实时追踪与控制，保证数据信息的完整与可靠。路由交换技术还能够有效地解决路由器在传输信息时的不稳定性，降低异常情况出现的频率。

（3）效益高。路由交换技术为计算机在运行时提供了自动的网络统计功能。工作人员在进行数据的计算时能够有效提高相关的运算效率。路由交换技术还具有自动对数据进行存储的功能，一旦出现路由器的问题，技术人员只需要查看历史数据便可以及时发现问题，有效地降低相关的成本。

2    计算机虚拟网络交换机制

本文在对计算机虚拟网络交换机制进行探究时，主要是从选路情况、某种特定的开放式最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）选路以及动态路由交换机制进行说明。

2.1  传统协议下的选路情况

基于虚拟网络中的路由交换技术，将OSPF与各个虚拟网络中的路由互联节点，经过理论模拟后可以得到最短路径的顶点集合。在所述G=（V， E）的带权有向图中，将图中顶点集合V分为两组，一组用集合S表示，初始时只有S一个源点，之后在每一条中都加入到集合S中去，直至所有的顶点都加入到集合当中，就完成了算法的工作。除了集合S之外，还可以将其余未确定的属于最优路径的集合用U进行表示，并且依次按照递增的次序将第二组的顶点加入到S中去，在这个过程中要保证源点到集合的各个顶点的最短路径长度要小于或等于从源点到集合U中的任何顶点的最短路径的长度，保证每一个顶点都能够有一个对应的距离来对相关的最短路径进行优化，提高路由交换工作的有效性。

2.2  引入Vxlan链路开销聚合后的OSPF选路

在对基于虚拟网络的路由交换机制进行研究时，本文尝试了一种将虚拟扩展局域网（Virtual Extensible LAN，Vxlan）的虚拟通道路径长度引入到OSPF的选路当中，通过其来确定相关的cost值的方法来获取相关的路径，实现其在虚拟网络下的适应性，并且经过各个过程中的选路数据分析之后对其物理网络进行探究，以便于能够准确地找出相关的最优路径。