Để có thể hiểu được khái niệm định tuyến cưỡng bức, trước hết chúng ta xem xét cơ chế định tuyến truyền thống được sử dụng trong mạng IP như trong mạng Internet chẳng hạn. Một mạng có thể được mơ hình hố như là tập hợp các hệ thống độc lập (AS),
trong đó việc định tuyến trong mỗi AS tuân theo giao thức định tuyến nội vùng (intradomain) còn việc định tuyến giữa các AS tuân theo giao thức định tuyến liên vùng (interdomain). Các giao thức định tuyến nội vùng có thể là RIP, OSPF và IS-IS, còn giao thức địng tuyến liên vùng được sử dụng ngày nay là BGP. Trong phần còn lại của chương này chúng ta tập trung vào định tuyến nội vùng.
Cơ chế tính tốn xác định đường trong các giao thức định tuyến nội vùng tuân theo thuật toán tối ưu. Trong trường hợp giao thức RIP thì đó là tối ưu số nút mạng trên đường. Chúng ta biết rằng bao giờ cũng có thể lựa chọn nhiều đường để đi đến một đích, RIP sử dụng thuật tốn Bellman-Ford để xác định sao cho đường đi sẽ qua số lượng ít nhất nút mạng. Trong trường hợp OSPF hoặc IS-IS thì đó là thuật tốn tìm đường ngắn nhất. Nhà quản trị mạng ứng với giao thức OSPF (hoặc IS-IS) sẽ ấn định cho mỗi kênh trong mạng một giá trị tương ứng với độ dài của kênh đó. OSPF(hoặc IS-IS) sẽ sử dụng thuật tốn tìm đường ngắn nhất Dijkstra để lựa chọn đường ngắn nhất trong số các đường có thể kết nối đến đích, với định nghĩa độ dài của một đường là tổng độ dài của tất cả các kênh trên đường đó.
Về cơ bản chúng ta có thể định nghĩa định tuyến cưỡng bức như sau. Một mạng có thể được biểu diễn đưới dạng sơ đồ theo V và E (V,E) trong đó V là tập hợp các nút mạng và E là tập hợp các kênh kết nối giữa các nút mạng. Mỗi kênh sẽ có các đặc điểm riêng. Đường kết nối giữa nút thứ nhất đến nút thứ hai trong cặp phải thoả mãn một số điều kiện cưỡng bức. Tập hợp các điều kiện cưỡng bức này được coi là các đặc điểm của các kênh và chỉ có nút đầu tiên trong cặp đóng vai trị khởi tạo đường kết nối mới biết các đặc điểm này. Nhiệm vụ của định tuyến cưỡng bức là tính tốn xác định đường kết nối từ nút này đến nút kia sao cho đường này không vi phạm các điều kiện cưỡng bức và là một phương án tối ưu theo một tiêu chí nào đó (số nút ít nhất hoặc đường ngắn nhất). Khi đã xác định được một đường kết nối thì định tuyến cưỡng bức sẽ thực hiện việc thiết lập, duy trì và truyền trạng thái kết nối dọc theo các kênh trên đường.
Điểm khác nhau chính giữa định tuyến IP truyền thống (như được đề cập đến ở đầu phần này) và định tuyến cưỡng bức đó là: thuật tốn định tuyến IP truyền thống chỉ tìm ra đường tối ưu ứng với một tiêu chí (ví dụ như số nút nhỏ nhất); trong khi đó thuật
tốn định tuyến cưỡng bức vừa tìm ra một đường tối ưu theo một tiêu chí nào đó đồng thời phương án đó phải khơng vi phạm điều kiện cưỡng bức. Yêu cầu không vi phạm các điều kiện cưỡng bức là điểm khác nhau cơ bản để phân biệt giữa định tuyến cưỡng bức và định tuyến thông thường.
Trên đây chúng ta đã đề cập đến việc tìm đường khơng vi phạm các điều kiện cưỡng bức, tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu thế nào là các điều kiện cưỡng bức.
Một điều kiện cưỡng bức phải là điều kiện giúp ta tìm ra một đường có các tham số hoạt động nhất định. Ví dụ như chúng ta muốn tìm một đường với độ rộng băng tần khả dụng nhỏ nhất. Trong trường hợp đó điều kiện cưỡng bức sẽ được đưa vào thuật tốn định tuyến để tìm đường và số liệu đầu vào ít nhất phải có là độ rộng băng tần khả dụng của tất cả các kênh dọc theo đường. Đặc điểm của kênh cần quan tâm ở đây là độ rộng băng tần khả dụng. Lưu ý rằng các đường khác nhau trong mạng có thể có thể có điều kiện cưỡng bức về độ rộng băng tần khác nhau tương ứng. Điều đó có nghĩa là đối với một cặp nút, một đường từ nút đầu tiên trong cặp đến nút thứ hai có thể yêu cầu một giá trị của độ rộng băng tần khả dụng nhỏ nhất, trong khi đó một cặp nút khác thì lại u cầu giá trị khác của độ rộng băng tần khả dụng nhỏ nhất.
Một điều kiện cưỡng bức khác có thể là quản trị. Ví dụ như một nhà quản trị mạng muốn ngăn khơng cho một lưu lượng loại nào đó khơng được đi qua một số kênh nhất định trong mạng, trong đó các kênh được xác định bởi các đặc điểm cụ thể. Trong trường hợp đó điều kiện cưỡng bức sẽ được đưa vào thuật toán định tuyến để xác định đường cho lưu lượng đó khơng được đi qua các kênh đã được loại ra. Hoặc nhà quản trị mạng lại muốn một lưu lương loại nào đó chỉ được đi qua các kênh nhất định trong mạng và các kênh cũng được xác định bằng các đặc điểm cụ thể. Khi đó điều kiện cưỡng bức sẽ được đưa vào thuật toán định tuyến để xác định đường đi cho lưu lượng chỉ có thể đi qua các kênh có đặc điểm thoả mãn điều kiện. Lưu ý rằng cũng giống như điều kiện cưỡng bức là khả năng của kênh, điều kiện cưỡng bức là quản trị ứng với các đường khác nhau cũng có thể có các điều kiện cưỡng bức là quản trị khác nhau. Ví dụ như đối với một cặp nút, đường từ nút thứ nhất trong cặp tới nút thứ hai có thể bao gồm một tập hợp kênh có một
số đặc điểm nhất định bị loại ra, trong khi đối với một cặp khác thì lại có một tập kênh khác bị loại ra.
Định tuyến cưỡng bức có thể kết hợp cả hai điều kiện cưỡng bức là quản lý và tính năng của kênh chứ không nhất thiết là chỉ một trong hai điều kiện. Ví dụ như định tuyến cưỡng bức phải tìm ra đường vừa phải có một độ rộng băng tần nhất định vừa phải loại trừ một số kênh có đặc điểm nhất định.
Câu hỏi đặt ra là liệu phương pháp định tuyến IP đơn giản có thể hỗ trợ được phương thức định tuyến cưỡng bức trong đó các điều kiện cưỡng bức có thể là tính năng hoặc quản lý hoặc cũng có thể là cả hai? Câu trả lời là khơng và có rất nhiều nguyên nhân để lý giải cau trả lởi này. Ngun nhân chính đó là định tuyến cưỡng bức yêu cầu tuyến (hay đường) phải được tính tốn và xác định từ phía nguồn. Đó chính là vì các nguồn khác nhau có thể có các điều kiện cưỡng bức khác nhau đối với một đường đến cùng một đích. Các điều kiện cưỡng bức tương ứng với bộ định tuyến của một nguồn cụ thể chỉ được biết đến bởi bộ định tuyến đó mà thơi, khơng một bộ định tuyến nào khác trong mạng có thể biết các điều kiện này. Ngược lại đối với phương pháp định tuyến IP đơn giản, một tuyến (đường) được tính tốn xác định bởi tất cả các bộ định tuyến phân tán trong toàn mạng
Một nguyên nhân khác để phương pháp định tuyến IP đơn giản không thể hỗ trợ định tuyến cưỡng bức là: khi một đường được xác định bởi nguồn thì mơ hình chuyển tiếp đường được sử dụng trong phương pháp định tuyến IP đơn giản lại không được hỗ trợ bởi phương pháp định tuyến cưỡng bức. Đối với phương pháp định tuyến cưỡng bức cần có một số khả năng định tuyến “explicit” (hoặc “nguồn”) vì các nguồn khác nhau có thể tính tốn xác định các đường khác nhau đến cùng một đích; vì vậy chỉ có thơng tin về đích là khơng đủ để có thể xác định đường truyền các gói tin.
Nguyên nhân cuối cùng, đối với phương pháp định tuyến cưỡng bức thì việc tính tốn xác định đường phải tính đến các thơng tin về đặc điểm tương ứng của từng kênh trong mạng, ở đây phải có một vài cách để truyền các thông tin này trong mạng. Hiển nhiên là phương pháp định tuyến IP đơn giản không hỗ trợ yêu cầu này; các giao thức định tuyến truyền thồng dựa vào trạng thái kênh (ví dụ như OSPF, IS-IS) chỉ truyền đi
duy nhất các thông tin (bận/rỗi) của từng kênhvà độ dài của từng kênh và các giao thức định tuyến vector khoảng cách (Distance Vector Routing Protocols) (ví dụ như RIP) chỉ truyền đi các thông tin địa chỉ nút tiếp theo và khoảng cách.
Định tuyến cưỡng bức không được hỗ trợ bởi các phương pháp định tuyến IP đơn giản khơng có nghĩa là định tuyến IP đơn giản khơng thể bổ sung thêm để hỗ trợ các chức năng tương ứng; trong thực tế có thể thực hiện được việc này. Hơn nữa bằng cách nâng cấp định tuyến IP đơn giản chúng ta có thể xây dựng được một hệ thống định tuyến có khả năng kết hợp và hỗ trợ cả định tuyến IP đơn giản và định tuyến cưỡng bức. Ví dụ như đối với hệ thống định tuyến kiểu này thì một vài kiểu lưu lượng có thể được định tuyến dựa trên phương pháp định tuyến đơn giản trong khi một vài kiểu lưu lượng khác lại được định tuyến dựa trên phương pháp định tuyến cưỡng bức.
Một trong những đặc tính quan trọng nhất của hệ thống định tuyến kết hợp cả định tuyến IP đơn giản và định tuyến cưỡng bức là các hệ thống loại này phải cung cấp nhiều kiểu thông tin cho các ứng dụng định tuyến.