网络通信中的多路由问题与路由选择协议

路由建立对实现网络通信至关重要，但存在如何选择路径的问题。根据不同情况，网络之间通信存在多个路由的问题，因此需要一种机制来决定哪条路由为最佳路由，这种机制称为路由选择协议。

所谓路由选择协议是指路由器之间实现路由信息共享的一种机制，允许路由器间相互交换与维护各自的路由表。当一台路由器路由表因某种原因发生变化时，需及时将这一变化通知与之相连接的其他路由器，以保证数据能正确传递。

有两种类型的路由协议，距离向量算法路由和链路状态算法路由。分别有对应的具体协议RIP与OSPF。图7-3直观地说明路由信息交换的过程。交换路由信息的最终目的是通过路由表找到一条数据交换的“最佳”路径。什么样的路径为“最佳”路径，每一种路由算法都有其衡量原则，基本原则包括最优性、易用性、稳定性、健壮性和快速会聚性。

图7-3 路由选择协议原理说明(www.xing528.com)

最优性。指路由算法选择最佳路径的能力，主要取决于计算最佳路径所使用的度量标准。标准包括传播延迟、可用带宽、路径长度、路由器负荷以及稳定性等。每种路由协议都必须严格定义度量值的计算方法。如，有些路由算法采用数据包经过路由器的跳数或时延作为度量标准。

易用性。指路由协议的设计应尽可能简单，必须能以最有效方式发挥其功能，最大程度降低软件与硬件开销。在处理能力不强的计算机上实现路由算法时，一定要确保操作系统稳定，避免系统崩溃。

稳定性或健壮性。指路由算法应能经受时间和网络流量考验，在不同网络条件下能保持稳定的运行状态。出现异常或突发事件时（如硬件损坏、负载过高以及执行错误等），算法足够健壮，仍能正常运行。

快速会聚性。指在尽可能短时间内完成会聚。当因某种原因使路由器出现问题而无法继续正常使用或目标路由发生变化时，该路由器必须及时通知其他路由器，使所有路由器重新计算最优路径，然后将各自的最优算法通知其他路由器，最后所有路由器就采用哪条最佳路径来传输数据报达成一致，这个过程称为会聚。如果会聚过程没有迅速完成，包含已崩溃路由器IP地址的旧的路由仍会被继续使用，将导致数据报丢失或路由环路的产生。如一数据包在某一时刻到达路由器1，由于路由器l中的信息已被更新，所以该路由器知道到达数据包目的地的最优路径应通过路由器2，路由器l把数据包转发到路由器2，但路由器2中的信息没有及时更新，它仍然认为最优路径应通过路由器l，因此将数据包又转发回路由器l，这样数据包只在两台路由器之间来回传递，形成路由环路。直到路由器2接收到路由更新信息被转发到其他路由器，或数据包超出最大存活时间而被丢弃时，才终止传送过程。