对新型网络路由机制的多方位探讨

    本文基于“域内”和“域间”两个层面分别探讨“域内路由”和“域间路由”的关键问题、研究现状和发展方向。

    2域内路由问题

    目前网际层的路由本质上是所谓的“单下一跳路由”机制，本节分析“单下一跳路由”机制的利与弊，提出并阐述消除“单下一跳路由”弊端的所谓“多下一跳路由”机制。

    2.1单下一跳路由机制是当前网络拥塞问题的重要根源

    目前网际层路由系统采用所谓“单下一跳路由”机制。单下一跳路由是指每个路由器将去往相同网络出口所有数据分组均通过其确定的某一个下一跳链路进行转发。导致单下一跳路由的根本原因是路由协议采用的选路算法总是计算节点对之间的最优路径，因而导致信息分组沿最优路径传输，网络流量于是总是倾向占用处理能力强的节点和链路。网络中不同节点对的最优路径趋向重叠，而且这种最优路径的重叠在时间上保持相对稳定，这使得某些节点和链路被长时间过多地占用，传输负荷过大，时常导致局部网络拥塞。从总体上看，当前的“单下一跳路由”机制虽然发现并建立了分组传送的“最优路径”，但却使得网络中各节点和链路对于传输信息分组的作用极其不均衡，在某些节点、链路持续拥塞的同时，其他的几乎持续闲置。

    例如：在图1网络中，链路上数字表示传输距离。“单下一跳路由”机制下的路由算法以“最短”为目标算出节点之间传输信息分组的路径，红色箭头标明其他各个节点去往节点A的单一路径；计算任两个节点之间的最短路径，可以发现它们与当前红色标明的路径是重叠的，只是传输的方向可能不同。红色链路组成网络传输的最优路径，网络所有信息分组的传输都由这些红色链路承担，从而当前网络从E1到B1的传输所经历的E1→D1→C1→B1的链路和节点就可能发生拥塞，而其他节点和其他链路因不参与中间数据的转发而相对空闲，黑色标明的链路始终闲置。可见，“单下一跳路由”机制下的路由算法导致“最优路径相对稳定、其他链路则全部闲置”局面的形成，从而为网络实际发生局部拥塞建立了条件。

    解决网络传输拥塞问题的一个根本措施在于改变当前网络单下一跳的选路模式，允许多条路径的并行传输，即，每个节点采用多下一跳链路并行转发的路由机制，最终使得在微观上网络各链路的利用率趋向均衡，而在宏观上使得网络流量在空间上均匀分布，在整体上趋向均衡。