基本介紹
- 中文名：可達性信息
- 外文名：reachability information
- 學科：計算機
- 定義：一個路由器到下一個路由器距離
- 作用：知道網路狀態
- 領域：計算機網路
簡介,路由,可達性,路由算法,距離向量算法,鏈路狀態算法,
簡介
可達性信息簡單來說是指一個路由器到目的網路的路由是否可達以及目的網路的路由器運行狀態等信息。可達性信息可以從一定程度上反應一個網路狀況，路由器可以根據可達性信息動態修改路由路徑。根據可達性信息，路由算法可以分為距離向量算法和連結狀態算法。
路由
路由（routing）就是通過互聯的網路把信息從源地址傳輸到目的地址的活動。網路路由有多種分類，按網路性質可分為多計算機系統路由、 有線網路路由和無線網路路由。路由發生在OSI網路參考模型中的第三層即網路層。路由引導分組轉送，經過一些中間的節點後，到它們最後的目的地。作成硬體的話，則稱為路由器。路由通常根據路由表，一個儲存到各個目的地的路徑的表——來引導分組轉送。因此為了有效率的轉送分組，建立儲存在路由器記憶體內的路由表是非常重要的。路由與橋接的不同，在於路由假設位址相似的節點距離相近。這使得路由表中的一項紀錄可以表示到一群位址的路徑。因此，在大型網路中，路由優於橋接，且路由已經成為網際網路上尋找路徑的最主要方法。較小的網路通常可以手動設定路由表，但較大且擁有複雜拓撲的網路可能常常變化，若要手動建立路由表是不切實際的。儘管如此，大多數的公共交換電話網路（PSTN）仍然使用預先計算好的路由表，在直接連線的路徑斷線時才使用預備的路徑；見公共交換電話網路由。“動態路由”嘗試按照由路由協定所攜帶的資訊來自動建立路由表以解決這個問題，也讓網路能夠近自主地避免網路斷線或失敗。
分組交換網路（例如網際網路）將資料分割成許多帶有完整目的地位址的分組，每個分組單獨轉送。而電路交換網路（例如公共交換電話網路）同樣使用路由來找到一條路徑，讓接下來的資料能在僅帶有部分目的地位址的情況下也能夠抵達正確的目的地。
可達性
可達性有多種解釋：一是基於空間阻隔， 即可達性是克服空間阻隔的難易程度， 如果某一地方到其他地方的空間阻隔大， 則該點的可達性差， 反之可達性好；二是基於機會累積， 即可達性是在單位時間內所能接近的發展機會數量；三是基於空間相互作用， 即可達性是相互作用的潛力。
為了使得網路具有適量的網路可達性，同時為了滿足大型網際網路資源訪問中的訪問控制、 安全性和隱私保護等需求，從可達性的角度提出了一個有效的分散式網路安全策略管理方法。尤其是，考慮了安全策略和網路機制之間複雜作用的情況下，解決可達性量化、驗證。
可達性的量化：給定一個網路，且已知配置在不同網路和安全設備上所有安全策略，對於每對子網，需要高效計算和簡潔地描繪2個子網間傳輸的所有數據包。為達到這個目標， 首先提出一個考慮大部分影響因素的可達性模型，接著提出基於計運算元網間可達性矩陣算法的防火牆決策圖。
可達性的驗證：基於網路可達性矩陣，將構建一個有效的可達性查詢和驗證引擎，該引擎允許管理員詢問各種各樣的問題。此外，還將構建一個網路可達性實時監測系統，監測所有安全策略和網路配置，並且能夠驗證是否發生了違背全局安全策略的修改。
路由算法
路由選擇算法是網路層軟體的一部分。若按照其能否隨網路的通信量或拓撲自適應地進行調整變化來劃分，可分為自適應路由選擇算法和非自適應路由選擇算法。自適應路由選擇算法（動態路由選擇算法），由於具有較好地適應網路的變化，因此得到廣泛套用。自適應路由選擇算法一般分為距離向量算法和連結狀態算法。
距離向量算法
距離向量算法使用Bellman-Ford算法。對於每一條網路上節點間的路徑，算法指定一個“成本”給它們。節點會選擇一條總成本（經過路徑的所有成本總和）最低的路徑，用來把資料從節點甲送到節點乙。此算法非常的簡單。當某節點初次啟動時，將只知道它的鄰居節點（直接連線到該節點的節點）與到該節點的成本。（這些資訊、目的地列表、每個目的地的總成本，以及到某個目的地所必須經過的“下一個節點”，構成路由表，或稱距離表。）每個節點定時地將所知，到各個目的地的成本的資訊，送給每個鄰居節點。鄰居節點則檢查這些資訊，並跟所知的資訊做比較；如果到某個目的地的成本比所知的低，則將收到的資訊加入自己的路由表。經過一段時間後，網路上得所有節點將會了解到所有目的地的“下一個節點”與最低的總成本。當某個節點斷線時，每個將它當作某條路徑的“下一個節點”的節點會將該路由資訊捨棄，再建立新的路由表資訊。接著，他們將這些資訊告訴所有相鄰的節點，再找出到所有可抵達的目的地之新路徑。此算法讓每個路由器維護一張路由表，表中給出了到每個目的地已知的路徑和距離。通過與相鄰路由器之間周期性地相互交換信息，來更新表中信息。當拓撲結構發生變化時，路由器之間及時地相互通知有關可達性信息。
鏈路狀態算法
鏈路狀態算法的思想是要求網路中所有參與鏈路狀態路由協定的路由器都掌握網路的全部拓撲結構信息，並記錄在路由資料庫中。鏈路狀態算法中路由資料庫實質上是一個網路結構的拓撲圖，該拓撲圖由一個節點的集合和一個邊的集合構成。在網路拓撲圖中，結點代表網路中路由器，邊代表路由器之間的物理鏈路。在網路拓撲結構圖中，每一條鏈路上可以附加不同的屬性，例如鏈路的狀態、距離或費用等。如果沒一個路由器所保存的網路拓撲結構圖都是一致的，那么個路由器生成的路由表也是相同的，不存在錯誤路由或循環路由。鏈路狀態路由算法有三個特徵：1.向本自治系統中的所有路由器傳送信息。這裡使用的方法是洪泛法（Flooding），即路由器通過所有的輸出連線埠向所有的相鄰路由器傳送信息。而每一個路由器又將此信息發往其所有的相鄰的路由器（但不包括剛剛發來信息的那個路由器）。2.傳送的信息就是本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態，但這只是路由器所知道的部分信息。所謂“鏈路狀態”就是說明本路由器和那些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”（Metric）。對於OSPF，鏈路狀態的“度量”主要用來表示費用、距離、時延、頻寬等。3.只有當鏈路狀態發生改變時，路由器才用洪泛法向所有路由器傳送此信息。
鏈路狀態選路算法的工作原理如下 ：在參與鏈路狀態選路的路由器集合中，每個路由器都需要通過某種機制來了解自己所連線的鏈路及其狀態。各路由器都能夠將其所連線的鏈路的狀態信息通知給網路中的所有其他路由器，這些鏈路信息包括鏈路狀態、費用以及鏈路兩端的路由器等。鏈路狀態信息的通過鏈路狀態分組（LSP）來向整個網路發布。一個LSP通常包含源路由器的標識符、相鄰路由器的標識符，以及而知之間鏈路的費用。每一個LSP都將被網路中的所有的路由器接收，並用於建立網路整體的統一拓撲資料庫。由於網路中所有的路由器都傳送LSP，經過一段時間以後，每一個路由器都保持了一張完整的網路拓撲圖，再在這個拓撲圖上，利用最短通路算法（例如Dijkstra算法等），路由器就可以計算出從任何源點到任何目的地的通路。這樣，每一個路由器都能夠利用通路最短的原則建立一個以本路由器為根、分支到所有其他路由器的生成樹，依據這個生成樹就可以很容易地計算出本路由器的路由表。
