探析计算机虚拟网络路由的交换机制

摘要：应用路由器可以让网络连接质量和用户的用网体验都得到提升，路由技术的发展将会对网络连接产生直接影响。基于此，本文着眼于计算机虚拟网络中的路由技術，对计算机路由器以及虚拟网络的基本情况进行了概述，而后阐述了计算机虚拟网络路由交换机制，并分析了计算机网络路由交换技术的未来发展趋势，希望能为相关工作人员带来参考。

关键词：计算机;虚拟网络;路由器;路由交换技术;交换机制

中图分类号：TP393.0 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）10-0027-02

前言：在计算机网络之中，路由器是不可或缺的一环，而路由技术的发展也深刻影响着网络技术的发展。为了提高网络中的信息传输速率，路由交换技术在不断革新，计算机网络路由的交换机制也在不断变化。在虚拟网络不断发展的情况下，研究计算机虚拟网络路由的交换机制，十分有利于提高计算机虚拟网络的信息传输能力。

1 计算机虚拟网络与路由技术概述

1.1虚拟网络。虚拟网络是在计算机网络得到飞速发展后的产物，严格来说虚拟网络也是计算机网络，但其中包含虚拟网络连接部分。所谓虚拟网络连接，就是计算机之间可以通过网络虚拟化方式实现连接，而无需实现物理连接。虚拟网络主要被分为两种类型，其一为VLAN，其二为VPN。从本质上来说，虚拟网络就是在传统以太网上基于特定隧道而创造出的计算机网络。现阶段，云计算得到了普及应用，计算节点虚拟化成为现实，为制定和应用网络虚拟化接入方案奠定了良好基础，与虚拟化节点的变化需求十分吻合。在实践中，VXLAN虚拟化协议最受关注，它将建立虚拟的二层广播域，在ARP的组建下构成一个包含所有以太网特性的虚拟网络环境。

1.2路由技术。对于计算机网络而言，路由技术十分重要，该技术的有效应用将为实现各区域网络互连提供保障，基于路由技术也能完成数据信息的实时分析和处理。现阶段，计算机路由交换技术得到了人们的广泛关注，该技术主要分为路由技术和主流路由器协议技术两种。前者可实现多个网络或网段设备的有效连接，能为网络中的信息传输提供方向保障，实现信息源头端和目的端的有效连接;当然，路由器也可发挥排查传输异常的作用，可直接将错误数据反向出函数到原地址然后将数据包销毁。后者是口令和高级口令认证路由器技术，在使用环节用户必须登录口令才能访问网络;在实践中这种技术十分有助于保护用户信息安全，高级口令认证路由器技术可以让用户在受到黑客攻击后安全访问网络。

（1）路由算法。路由算法包含动态算法、静态算法、路径算法、平坦与分层算法、智能算法、域内与域间算法和连接状态用户距离向量算法等多种类型[1]。其中，应用最多的就是前三种算法。实质上，静态路由算法就是一种表映射，它被建立在路由前，自身具有不变性，只有在网管改动时才会发生变化。基于静态路由算法，网络通信的可预测性更高、网络设计更简单。不过，这种算法并不适用于易变性强的网络，在大型网络中也不适用。动态路由算法可为静态路由算法提供补充，在上世纪九十年代以后大部分网络都开始应用动态路由算法。而路径算法有单路径算法和多路径算法两种，这种算法的灵活性更强，可靠性和吞吐量也更高。

（2）路由协议。如今，虚拟网络的普及应用趋势日渐扩大，使得路由器动态变化对网络带宽的要求也在不断提升。路由协议的出现为进一步优化的路由器的信息传输能力，为异构网互联提供了辅助。基于路由协议，可以对互联网进行划分，使其被分为若干个自治系统，每一个系统都拥有专属编号和个性化路由策略，将会大大提升网络的使用便捷性和信息传输有效性。

（3）度量标准。基于路由算法，可找到最佳传输路径，但是不同的路由算法在确定最佳路径时需要应用的度量标准也存在差异。现阶段，最佳路径确定环节，最为常见的路由度量标准包括路径长度、可靠性、延迟、带宽、负载等方面[2]。

2 基于虚拟网络的计算机路由交换机制分析

为了能对计算机虚拟网络路由的交换机制进行研究，相关工作人员需要先明确计算机路由交换技术的特点，然后再从多角度出发，对基于虚拟网络的计算机路由交换机制进行说明。

2.1路由交换技术特点。

（1）灵活性强。在实际应用环节，计算机虚拟网络路由交换技术表现出了极强的灵活性，对提高网络环境可靠性和网络便捷性而言十分有利。基于计算机虚拟网络路由交换技术，能自动完成无关信息屏蔽工作，可有效优化网络运行环境，增强网络稳定性，还能为提高路由器运行质量和效率提供辅助。

（2）完整性强。完整性是计算机虚拟网络路由交换技术的主要特点之一，在使用中可以自动开展路由技术分析，能基于信息交换保证数据追踪和控制工作的实时性。而且，借助于计算机虚拟网络路由交换技术，数据信息的传输完整度和可靠性也能得到保障。此外，该技术的应用还十分有利于解决路由器传输信息的不稳定问题，有效控制信息传输安全，避免出现传输异常。

（3）经济性强。计算机虚拟网络路由交换技术的应用，可以为降低网络运维成本提供巨大帮助。在此环节，基于路由交换技术，处于运行状态的计算机能获得自动网络统计功能，这样一来数据计算和运算的效率将会大大提升。而且，在应用计算机虚拟网络路由交换技术时，还能自动完成数据储存，可将数据信息储存在路由器当中。若在网络运行环节出现异常问题，相关工作人员可以依据路由器的历史数据找寻和判断异常成因，进而通过高效低耗的形式解决路由器问题[3]。

2.2路由交换机制。在研究对计算机虚拟网络路由的交换机制时，我们可以从选路情况、动态路由交换机制以及OSPF选路等方面对交换机制加以说明。

（1）基于虚拟网络的OSPF选路。OSPF的全称是Open Shortest Path First，是开放最短路径优先的意思，它是一种通信科技术语，属于因特网工程任务组开发的一种路由。在实践中，OSPF属于内部网关协议，可在计算机网络中的单一自治系统内决策路由。从本质上来说，OSPF是一种路由器选择协议，是链路状态路由协议的实现。在使用环节，OSPF十分适用于大范围网络，且拥有较快的收敛速度和组播触发式更新，可避免路由环路，是现阶段应用最为广泛的内部网关协议之一。

在研究计算机虚拟网络路由交换机制时，我们可以在OSPF选路中引入虚拟扩展局域网的虚拟通道路径长度。这样一来，就能基于虚拟扩展局域网的虚拟通道路径长度来确定相关的cost值，进而找到相关路径，让其能适应虚拟网络环境，并依托于多种选路数据分析准确锁定最优路径[4]。在这一环节，虚拟扩展局域网将发挥网络虚拟作用，研究路由交换机制提供帮助。

（2）基于传统协议的选路。在计算机虚拟网络的路由交换技术支持下，OSPF将会与虚拟网络中的各个路由进行节点互联。基于理论模拟，能获取最短路径的顶点集合。借助于OSPF算法，可将所述的G=（V，E）带权有向图中的顶点集合V一分为二。其中以已经求出最短路径的顶点集合為第一组，并以S表示该组。在这一环节，最初的S只有一个源点，当求出最短路径以后集合S中将加入新的顶点，直至所有已经求出最短路径的顶点都被囊括其中以后才能结束算法。第二组带权有向图的顶点集合以U来表示，这一组集合的都是没能确定最短路径的顶点。在实践中，当最短路径长度不断增加时，已经求出最短路径的顶点将会越来越多，它们将从顶点集合U中转移到顶点集合S中。在顶点的集合的转换过程中，需要不断计算源点V与顶点集合U中任一顶点的最短路径长度、源点V与顶点集合S中任一顶点的最短路径长度，后者不大于前者。

此外，在基于虚拟协议的选路过程中，每一个顶点都应该与特定的距离相对应。比如，顶点集合S中的每一个顶点的距离，都是这一顶点到V的最短路径长度;而顶点集合U中的顶点距离也存在对应关系。在实际作业环节，相关工作人员应该确保每一个顶点都具备对应距离，且对应距离能发挥出优化相关最短路径的作用，可为增强路由交换有效性奠定基础。

（3）动态重路由交换机制。在动态重路由机制中，包含QM算法、输入输出调度和工程性能分析等内容。动态重路由交换系统将以N×N规模建立系统总结构，并且基于待缓存交叉的开关交换单元来完成虚拟网络数据信息传输功能的构建。当虚拟网络处于运行状态时，应该利用多种队列实现输出端口分组，能有效规避数据传输的阻塞风险，可为信息传输顺畅与稳定提供保障。在实践中，可假设到达交换系统输入端口的各个分组为定长，然后通过分析和描述这一队列，来实现相同速率的数据信息传输。

3 计算机网络路由交换技术的未来发展

如今，计算机网络路由交换技术已经被广泛应用在保护信息完整、优化网络环境和强化网络服务体验等多个方面。而随着此方面研究的不断深入，计算机网络路由交换技术必将实现进一步发展，笔者认为这种技术的发展方向主要集中于以下几个方面：

第一，使用多种路由器协议。基于计算机网络路由交换技术，可完成多种路由器的网络管理。而在云计算技术不断发展的背景之下，网络技术必将变得更为完善，那么计算机网络路由交换技术所面对的发展机会将会不断增多，实现多种路由协议的使用十分可行。

第二，完善路由器交换配置。借助于路由器协议，我们能够对计算机网络进行合理划分和有效管理，而在计算机网络路由交换技术不断发展和成熟的情况下，该项技术所发挥的管理效用必将增强。那么，基于路由器交换技术，数据过滤处理和数据传输的速度必将得到有效提升。依托于路由器的IP协议，路由器能发挥出解读和分析协议指定相关IP地址数据包的作用;在分析过程中，还能将所有的信息写入全新的物理地址中。这样一来，即便面对复杂性较高的网络结构，也能为数据信息的传输和处理速度提供保障，更能不断地推进路由器配置完善。

第三，与IP子网络的有机结合。在现阶段计算机网络中，不同的IP地址将回发布不同的数据信息，而这些信息将被路由器接收并且对其IP地址进行确认，当确定源地址准确以后信息将回从路由器中被转发至目标端口。在未来，计算机网络路由交换技术必将与IP子网络实现有机结合，这种结合将回为推进信息数据交换配置形式变化奠定基础。此时，原有的静态配置将转变为动态配置，信息数据可以实现动态传输。为了能达成这一目标，区域运行网络需要不断实现优化升级，以便于提高其对网络运行环境的适应性。而且，在实践工作中相关工作人员还应该要不断加强对网络访问名单的控制强度，通过合理设置访问机制和访问控制方案，来保障网络运行安全。

结论：总而言之，在计算机虚拟网发展过程中，对网络路由交换技和交换机制加以研究都十分有利提升网络中的信息传输水平。在实践工作中，相关工作人员应该明确计算机虚拟网络的发展特点，以及计算机路由交换技术的发展方向，进而从路由的路由选路以及交换等角度出发，计算机路由交换机制加以研究。

参考文献：

[1]李涛.计算机网络路由交换技术应用和趋势分析[J].信息与电脑（理论版），2019，31（24）：150-152.

[2]李斯.计算机虚拟网络路由的交换机制研究[J].无线互联科技，2019，16（12）：27-28.

[3]孙光懿.多路由域的路由重分布设计与实现[J].中央民族大学学报（自然科学版），2019，28（02）：39-46.

[4]易铭.浅析计算机网络路由交换技术的应用和发展[J].通讯世界，2019，26（03）：24-25.

作者简介：范海峰（1977年6月—），男，汉族，黑龙江省哈尔滨市人，本科学历，高级工程师，研究方向：计算机应用，网络技术，安全防护。