Định tuyến là một chức năng cần thiết trong bất cứ mạng nào. Cũng nhƣ đối với chuyển mạch gói điện, chức năng định tuyến trong chuyển mạch gói quang là để xác định ra đƣờng tối ƣu nhất để truyền thông tin từ nguồn tới đích trong mạng. Các bộ định tuyến quang chuẩn là các bộ định tuyến có khả năng xử lí tiêu đề và chuyển tiếp gói tin tới đích trong mạng cục bộ hoặc tới bộ định tuyến khác. Đặc tính quan trọng cần phải có trong bộ định tuyến là khả năng thay thế tiêu đề bằng cách trao đổi nhãn gói tin trong thời gian thực, thực hiện chuyển đổi bƣớc sóng ở tốc độ gói và tái tạo tín hiệu quang để có thể chuyển qua nhiều nút mạng. Trao đổi nhãn là một công nghệ quan trọng để có thể chuyển tiếp gói tin đơn giản và hiệu năng cao. Nhƣ vậy, định tuyến gói tin và chuyển tiếp gói tin đƣợc phân chia làm hai hoạt động riêng biệt, điều này sẽ cung cấp các dịch vụ đa định tuyến.
Các thuật toán định tuyến cần đảm bảo kết nối đƣợc mọi nút mạng dựa trên cơ sở: tài nguyên mạng đƣợc khai thác hiệu quả nhất, độ trễ từ đầu cuối đến đầu cuối là nhỏ nhất. Để đảm bảo độ trễ thấp ta sẽ chọn đƣờng ngắn nhất, có thể là số bƣớc nhảy giữa các nút mạng là nhỏ nhất. Tuy nhiên, cần lƣu ý rằng có thể đƣờng dài hơn lại cho hiệu năng lƣu lƣợng cao hơn.
Các thuật toán định tuyến có thể khác nhau dựa trên một vài nét đặc tính cơ bản. Trƣớc hết là mục đích của các nhà thiết kế thuật toán có ảnh hƣởng tới hoạt động giao thức định tuyến, sau đó là những kiểu thuật toán khác nhau lại có tác động khác nhau lên tài nguyên mạng và các bộ định tuyến. Cuối cùng là các thuật toán này sử dụng những đơn vị định tuyến khác nhau, nên tính toán các đƣờng tối ƣu cũng khác nhau. Sau đây ta sẽ xét về thuộc tính của các thuật toán định tuyến.
Các thuật toán định tuyến thƣờng theo một số tiêu chí sau:
Tối ƣu: Độ tối ƣu của thuật toán là khả năng của thuật toán định tuyến đó để chọn ra tuyến tốt nhất, phụ thuộc vào đơn vị định tuyến, ƣu tiên của từng đơn vị đó để tính toán.
Đơn giản và phần tiêu đề xử lý tốc độ thấp: Thuật toán định tuyến phải có hiệu quả cao với chi phí thấp nhất về phần mềm và tiêu đề đơn giản dễ xử lý.
Hoạt động mạnh và ổn định cao: Thuật toán định tuyến phải mạnh có nghĩa là vẫn thực hiện chính xác khi gặp những tình huống bất thƣờng và không dự đoán trƣớc, ví dụ nhƣ: lỗi phần cứng, lƣu lƣợng tải cao. Do các bộ định tuyến đƣợc định vị trên mạng nhƣ các điểm liên kết nên khi bị lỗi chúng sẽ gây ra một số vấn đề trên mạng. Thuật toán định tuyến tốt là thuật toán có khả năng chịu đựng cao dƣới điều kiện thay đổi của mạng và nó cũng thể hiện đƣợc tính ổn định.
Hội tụ nhanh chóng: Hội tụ đƣợc hiểu là sự thống nhất trong xử lý bởi tất cả các bộ định tuyến. Khi trên mạng có sự cố khiến cho các tuyến hoặc ngừng hoạt động hoặc không có hiệu lực, các bộ định tuyến sẽ phân tán các bản tin cập nhật định tuyến để thích ứng với mạng, bắt đầu tính toán lại tuyến và cuối cùng là thông báo cho bộ định tuyến nhận biết tuyến mới. Nếu thuật toán hội tụ chậm khi đó sẽ dễ gây lặp tuyến hay thiếu tài nguyên mạng.
Độ linh hoạt: Các thuật toán định tuyến phải đáp ứng một cách nhanh chóng và chính xác với các tình trạng thay đổi của mạng. Ví dụ hoạt động trên một đoạn nào đó của mạng bị gián đoạn, khi các thuật toán định tuyến nhận thấy có vấn đề chúng sẽ nhanh chóng chọn đƣờng tiếp theo tốt nhất cho mọi tuyến mà sử dụng đoạn sự cố đó. Các thuật toán định tuyến có thể tổ chức thành chƣơng trình để thích ứng với sự thay
đổi về băng tần mạng , kích cỡ hàng đợi định tuyến và độ trễ mạng cũng nhƣ nhiều sự thay đổi khác