基于互聯網路由交換技術的應用

史晨瑩

（61623 部隊，北京 100089）

隨著網絡技術的不斷發展以及科學的不斷進步，使計算機網絡技術被廣泛應用，并取得良好的應用效果。路由交換技術能夠將不同網絡環境進行連接，實現網絡發展的多元化。為互聯網整體發展提供支持，同時對網絡技術的發展起到推動作用。由此看出保證網絡傳輸速度的前提是做好路由器的處理速度。

1 OSI 參考模型概述

開放式系統互聯（Open System Interconnection，簡稱OSI）參考模型是普及網絡應用的核心，從面向數據通信和面向用戶應用兩個層面出發，包括基礎的7 個層級結構，如圖1 所示。

圖1 OSI 系統構成

物理層定義了通信網絡之間物理鏈路的電氣特性或機械特性，主要負責比特流和電壓、光線等傳輸方式之間建立互換模式，并且依據比特流進行實時性傳輸，其中比特流記為0 或1。數據鏈路層主要負責的就是在物理層級上形成互聯或節點的通信傳輸工作，配合物理層服務模式，打造以“幀”為傳輸單位的數據單元，確保差錯控制和流量控制能為數據傳輸鏈路提供保障。網絡層對獲取的單位數據進行分組，并且依據相應的目標完成尋址處理和路由轉發操作。由于網絡體系本身就較為復雜，因此要想建立一對一的信息傳遞，最關鍵的就是要確立規范的傳輸路徑，以有效解決流量超標或服務質量較低等問題[1]。傳輸層在通信鏈路建立的基礎上，建立端對端的信息傳輸，能最大程度上提高傳輸的可靠性。會話層主要是管理不同主機上不同進程的通信內容，打造更加完整的協調機制，從而確保用戶之間無論是建立對話還是釋放會話連接，都能最大程度地保證數據交換的及時性和規范性。表示層更加關注的是數據的表現形式，依據語法和語義評估相關內容傳遞的科學性。此外，應用層為應用程序提供相應的服務內容。

OSI 模型每一層級都發揮相應的功能和協議作用，以保證接口通信和數據互聯的實時性。

2 互聯網路由交換技術應用優勢

2.1 路由交換技術的應用能有效提升信息的完整性

將路由交換技術應用在計算機網絡體系中，能有效分析相關數據，從而建構更加匹配的信息交互通道，以保證監控的實時性和規范性[2]。常規計算機處理工作中利用路由交換技術替代傳統的重置路由器探測裝置，就能打造更加科學的端口信息管理模式，提升數據監控管理的效率，為信息完整性傳輸打造良好的平臺。與此同時，系統人員在訪問數據信息的過程中，在不應用訪問探測器的情況下就能完整獲取路由器相關內容，解決反饋信息不全等問題，為數據信息安全管理提供支持。

2.2 路由交換技術的應用能最大程度上提高網絡運行的靈活性

路由交換技術支持安全過濾系統，啟動系統后就能直接過濾無意義信息，確保路由器應用效率更高，為性能優化和安全性提升提供保障。此外，路由交換技術還能激活性能較好的附屬任務，確保工作的穩定性。路由交換技術中包含ASIC 模塊，能對數據予以實時性跟蹤管理，一旦出現數據異常現象，就能針對具體問題落實相應的處理方案，避免設備受到干擾出現大量冗余信息的情況，提升系統靈活性。除此之外，路由交換技術還能有效應對內存數據超標的情況，建立匹配的優化路徑并配置應用程序，依據路由器對流量予以及時性控制，提高服務質量。面對數據超載需要完成緩沖操作的情況，路由交換技術能對數據信息進行實時性分析，完成擇優控制，為用戶提供較好的應用體驗[3]。

3 互聯網路由交換技術的應用內容

3.1 應用交換式路由器

交換式路由器是目前應用較為廣泛的設備，而交換機是基于地址學習、幀的轉發和環路預防等環節開展相應工作的設備，分為靜態鏈路聚合和動態鏈路聚合兩種端口鏈路聚合模式[4]。

靜態鏈路聚合表示為：

動態鏈路聚合表示為：

在OSI 的傳輸層就能完成數據流的實時性控制，最大程度上擴展了應用范圍，以線速實現傳統路由器的應用功能，以便應用層實施相應的服務策略。交換式路由器具有容量大、性能高、管理能力強的特點，并且易于完成網絡升級。在計算機技術全面發展的時代背景下，以太網傳輸速率顯著加快，整體網絡性能發生了翻天覆地的變化。在此基礎上，建立網絡升級模式，配合交換式路由器就能提高任務執行的整體效能。與此同時，交換式路由器能建立線速的IP/IPX 路由機制，打造更加安全的端口級流量統計模式，也為應用層服務質量策略的實施提供保障[5]。

除此之外，交換式路由器還能最大程度地提高鏈路帶寬的實際利用率，減少網關的應用負擔。應用多維空間匹配算法完成數據信息的分類，能最大化提升交換結構互聯互通的實時性，也能有效增加路由器的實際應用容量[6]。

3.2 活躍的IP 子網通模式

在計算機網絡應用環境中，一般是多種路由器協議管理，這就需要匹配活躍的IP 子網通，實現動態配置模式。因此，企業計算機網絡發展進程的增速，也推動了企業內部網絡關卡和外部網絡關卡相互配置、再分配的發展進程。借助路由交換技術能利用更加和諧的IP 子網通模式維持網絡資源配置的均衡性，提升數據應用質量，借助活躍的網通應用模式實現網絡信息控制和交互管理的最優化目標[7]。

3.3 路由器與交換機配置

隨著計算機網絡技術的不斷發展，互聯網用戶大幅增加，產生的互聯網信息流量也呈現出爆發態勢。從過濾網絡流量的角度對技術模式予以分析可知，路由器主要承擔的任務就是交換機和網橋，其物理層工作方式和網橋交換機存在明顯差異。基于此，在實際運行過程中要對路由器軟件協議予以升級處理，以便更好地規劃網絡資源和應用平臺，減少資源浪費的問題，確保網絡管理、流量運輸等工作都能順利落實。應用路由交換技術，實現路由器和交換機的協調配置，滿足IP 協議的具體規范要求。將網絡劃分為若干個子網，并且針對具備特定IP 地址的網絡流量予以標記，當其經過路由器后，路由器就會接收到數據包，并且對相關數據進行集中的數值校驗分析，能及時完成新的物理地址的寫入[8]。

4 互聯網路由交換技術的發展前景

在計算機技術全面發展的基礎上，互聯網路由交換技術也將實現多元發展。其中，特快交換（Cisco Express Forwarding，簡稱CEF）具有一定的研究價值。CEF 是高級的3 層交換技術，不僅性能較好，而且技術的伸縮性較強。針對OSI 系統第三層IP 骨干網交換內容完成的設計模式，能在優化轉發路由查找機制的同時，按照集中式或分布式的應用要求完成相應工作，確保路由交換合理且規范。此外，CEF 還能定義轉發信息庫和鄰接表等內容，共建更加完整的路由交換技術體系，如圖2 所示。

圖2 路由交換體系

轉發信息庫其本身就是依靠路由器決定目標交換的查找表。在信息庫中，相關條目和IP 路由表條目能形成一一對應的關系，并且配合路由信息建立完整的鏡像模式，減少緩存中的冗余數據。一旦網絡拓撲結構或路由信息出現異常變動，則轉發信息庫中的關鍵信息也會隨之更改[9]。

鄰接表能依據相應的目的完成負載平衡處理，保證配置的合理性。對給定的IP 數據信息進行鄰接路徑的分析，然后依據目的IP 地址完成路徑的優選，在確保負載平衡的同時保證IP 內信息能依次到達。也就是說，在啟動CEF 的過程中，就按照目的地配置的負載平衡完成了默認模式。利用鄰接表提供的數據包，保證MAC 層重寫信息的規范性。對發現的所有鄰接關系都寫入鄰接表，生成鄰接條目后，按照節點預先計算下一個鏈路層頭標信息，保證信息存儲的合理性和規范性[10]。

綜上所述，互聯網路由器交換技術正朝著多元化方向發展。在網絡計算機技術全面優化的背景下，凸顯技術的多樣性，能在滿足運行速度和靈活性的基礎上貼合用戶的實際需求，為提升用戶體驗提供保障，大大提高網絡信息安全水平，也為計算機網絡可持續發展奠定堅實的基礎。