Bài tiểu luận về các giao thức định tuyến - routing protocol

Chia sẻ: Nguyen Viet Cong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

693
lượt xem 176
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Intranet (mạng nội bộ): Một mạng kết nối các công ty hay tổ chức với nhau mà dựa trên các giao thức TCP/IP. Một mạng Intranet có thể truy nhập tCác mạng Intranet là sự lựa chon ít tốn kem hơn cho các mạng tư nhân, và là một dạng của VPN (Mạng riêng ảo). Bất kỳ giao thức Internet được biết đến có thể được tìm thấy trong mạng nội bộ, như HTTP (dịch vụ web), SMTP (e-mail), và FTP (File Transfer Protocol)....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tiểu luận về các giao thức định tuyến - routing protocol

---------- Đề Tài: Bài tiểu luận về các giao thức định tuyến - routing protocol 1
MỤC LỤC I. Giới thiệu chung về hệ thống mạng intranet:...............................................................................3 II. Giao thức định tuyến - Routing Protocol:.....................................................................................4 1. TCP/IP:................................................................................................................................4 2. Internet Protocol:..................................................................................................................5 3. Routing Protocol:.....................................................................................................................7 III. Các giao thức định tuyến động IGPs:.......................................................................................10 1. RIP – Routing information protocol:...................................................................................10 a. Định nghĩa:.........................................................................................................................10 b. RIPv1 packet type:.....................................................................................................10 c. Ripv1 packet format: .....................................................................................................11 d. Các phương thức hoạt động của RIP...............................................................................13 e. Tính toán đường đi trong giao thức RIP:...................................................................13 f. Câu lệnh cấu hình cho RIPv1:..................................................................................15 g. Nhược điểm của giao thức RIPv1.....................................................................................16 2. RIPv2 – Routing Information protocol version 2:...............................................................16 3. Cách khắc phục nhược điểm cho RIPv1 và RIPv2:..........................................................17 4. EIGRP (Enhanced Interior Getway Routing Protocol).......................................................17 a. Định nghĩa:.........................................................................................................................17 b. EIGRP packet:........................................................................................................19 c. Phương thức hoạt động:....................................................................................................22 d. Cấu hình định tuyến EIGRP cho router:..........................................................................26 5. OSPF (Open Short Path First)......................................................................................28 2
I. Giới thiệu chung về hệ thống mạng intranet: Intranet (mạng nội bộ): Một mạng kết nối các công ty hay tổ chức với nhau mà dựa trên các giao thức TCP/IP. Một mạng Intranet có thể truy nhập thong qua Internet, nhưng chỉ những người mà dược phép mới truy nhập được (mật khẩu,khoá giãi mã,...). Các mạng Intranet là sự lựa chon ít tốn kem hơn cho các mạng tư nhân, và là một dạng của VPN (Mạng riêng ảo). Bất kỳ giao thức Internet được biết đến có thể được tìm thấy trong mạng nội bộ, như HTTP (dịch vụ web), SMTP (e-mail), và FTP (File Transfer Protocol). Intranet được hiểu như một phần mở rộng của internet nhưng chỉ giới hạn ở một tổ chức. Intranet có thể cung cấp một cổng vào internet như một cổng mạng v ới các thiết bị tường lửa để ngăn chặn sự xâm nhập trái phép từ bên ngoài. 3
II. Giao thức định tuyến - Routing Protocol: 1. TCP/IP: TCP/IP có cấu trúc tương tự như mô hình OSI, tuy nhiên để đảm bảo tính tương thích giữa các mạng và sự tin cậy của việc truyền thông tin trên mạng, bộ giao thức TCP/IP được chia thành 2 phần riêng biệt: giao thức IP sử dụng cho việc kết nối mạng và giao thức TCP để đảm bảo việc truyền dữ liệu một cách tin cậy. Hình bên dưới cho thấy sự giống và khác nhau giữa 2 mô hình OSI và TCP/IP: 4
Chi tiết kiến trúc của mô hình TCP/IP: 2. Internet Protocol: Giao thức IP (Internet Protocol - Giao thức Liên mạng): là một giao thức hướng dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong một liên mạng chuyển mạch gói. IP được sử dụng ở tầng 3 (network layer) của mô hình OSI hay ở tần 2(internet layer) của mô hình TCP/IP. Thực chất, Internet là mạng của các mạng nối với nhau qua bộ định tuyến (Router). IP là giao thức được sử dụng để hướng các gói dữ liệu đến nút mạng mà nó cần đến. Mục đích ra đời của IP là để thống nhất việc sử dụng các máy chủ và router từ các hãng sản xuất khác nhau. Cho nên, IP cho phép kết nối nhiều loại mạng có đặc điểm khác nhau mà không làm gián đoạn hoạt động của mạng và kết nối với Internet. 5
Dữ liệu trong một liên mạng IP được gửi theo các khối được gọi là các gói (packet hoặc datagram). Cụ thể, IP không cần thiết lập các đường truyền trước khi một máy chủ gửi các gói tin cho một máy khác mà trước đó nó chưa từng liên l ạc với.Các thiết bị định tuyến (router, switch layer 3, fiwall…) liên mạng chuyển tiếp các gói tin IP qua các mạng tầng liên kết dữ liệu được kết nối với nhau. Giao thức IP cung cấp một dịch vụ gửi dữ liệu không đảm bảo (còn gọi là cố gắng cao nhất), nghĩa là nó hầu như không đảm bảo gì về gói dữ liệu. Gói dữ liệu có thể đến nơi mà không còn nguyên vẹn, nó có thể đến không theo thứ tự (so với các gói khác được gửi giữa hai máy nguồn và đích đó), nó có thể bị trùng lặp hoặc bị mất hoàn toàn. Nếu một phần mềm ứng dụng cần được bảo đảm, nó có thể được cung cấp từ nơi khác, thường từ các giao thức giao vận nằm phía trên IP. Cách gói tin di chuyển qua các tần mạng: IP addressing: Giao thức IP sử dụng các địa chỉ IP để đánh địa chỉ cho một thiết bị trong vùng mạng như máy tính (host) và các router. Đánh địa chỉ là công việc cấp đ ịa chỉ IP cho các máy đầu cuối, cùng với việc phân chia và lập nhóm các mạng con của các địa chỉ IP để thuận tiện trong việc định tuyến. Việc định tuyến IP đ ược thực hiện bởi tất cả các máy chủ, nhưng đóng vai trò quan trọng nhất là các thiết bị đ ịnh tuy ến liên mạng, đó chính là router. Trong bài báo cáo này chúng ta sẽ đi sâu vào vi ệc làm th ế nào để các gọi tin có thể truyền đi được trên mạng thông qua việc định tuyến gói tin của router. 6
3. Routing Protocol: Một trong những chức năng cơ bản được cung cấp bởi giao thức IP đó là kh ả năng hình thành các liên kết giữa các mạng vật lý với nhau. Một hệ thống thực hiện chức năng này gọi là một bộ IP router. Trong một mạng intranet thì các máy tính đ ược liên kết và giao tiếp với nhau thông qua các router, và các router có chức năng định tuyến các gói tin. Để thực hiện được điều đó, trên mỗi một router đ ều phải có một h ệ th ống các đường đi đến mỗi một vùng mạng được hình thành bởi một giao thức đ ịnh tuy ến ( routing protocol). Giao thức này sẽ dựa trên một thuật toán nhất định để quy định và tìm đường hay là định tuyến các gói tin. Một giao thức định tuyến là một giao thức quy định cách làm thế nào để giao tiếp được với nhau, cho phép họ lựa chọn các tuyến đường giữa hai nút trên mạng máy tính, sự lựa chọn của tuyến đường này đang được thực hiện bởi thuật toán định tuyến. 7
Trên thực tế có nhiều giao thức định tuyến khác nhau được áp dụng cho từng hệ thống mạng khác nhau: Interior Getway protocols (IGPs): cho phép trao đổi thông tin định tuyến trong • một Autonomous System. Ví dụ như: RIP (routing information protocol), OSPF (open short path first). Exterior Getway Protocols (EGPs): cho phép trao đổi thông tin định tuyến giữa • các Autonomous System.Ví dụ như: BGP (border getway protocol). Ở trong bài báo cáo này sẽ đi sâu vào các giao thức định tuyến IGPs. Cụ thể là các giao thức định tuyến động distance vecter protocols và link state protocols. Distance vecter protocols: Sử dụng thuật toán vecter khoảng cách, tính toán khoảng cách ngắn nhất giữa các nút mạng được biết đến như thuật toán bellman-ford. Các giao thức sử dụng distance vecter: RIP (Routing Information Protocol): sử dụng hop count ( số router) để • làm metric (max 15 hop count). Đếm số hop count để tìm đường đi ngắn nhất. Có 2 loại là Rip version 1 và Rip version 2. EIGRP (Enhanced Interior Getway Routing Protocol): sử dụng thuật • toán DUAL (Diffusing Update Algrorithm) để tính toán đường đi ngắn nhất. 8
Link state protocols: Sử dụng thuật toán Dijksta’s để tìm đường đi ngắn nhất. Thuật toán này • tích lũy chi phí dọc theo mỗi con đường, từ nguồn tới đích. • Giao thức được sử dụng là OSPF (Open Short Path First) 9
III. Các giao thức định tuyến động IGPs: 1. RIP – Routing information protocol: a. Định nghĩa: • Là giao thức định tuyến kiểu Distance Vecter, thuộc classfull tức là gói tin khi gửi không bao gồm cả subnet mark. • Sử dụng hop count là metric. Metric lớn nhất mà Rip có thể nhận ra được đường đi là 15. • Sau 30s thì bảng định tuyến được update 1 lần. b. RIPv1 packet type: Có 2 loại: Request packet: một gói tin request sẽ được gửi đi đến các router hàng • xóm để yêu cầu gửi bảng định tuyến, mỗi khi một cổng trên router đ ược kích hoạt. Response packet: gói tin gửi trả lại yêu cầu chứa bảng định tuyến của nó • cho router hàng xóm. Update packet: gói tin gửi trong mỗi chu kỳ 30s • 10
c. Ripv1 packet format: 11
RIP header chia ra gồm 3 trường thông tin: Command field: Chỉ ra cho ta biết đâu là gói tin request và response. 1 là • gói Request và 2 là gói Response Version field: Chỉ ra phiên bản của giao thức RIP. 1 là RIPv1 và 2 là RIPv2 • Must be zero: Trường này thực tế không sử dụng, nó được them vòa để • cung cấp tính tương thích về sau cho các chẩn của RIP. Nó có thể mặc định là 0. Route Entry chứa 3 trường gồm: Address Family identifier (AFI): Chỉ ra kiểu địa chỉ được sử dụng để • cấu hình mạng. Nó là 2 đối với giao thức IP IP address: địa chỉ của router đích • Metric: Số lượng hop count, giá trị từ 1 đến 16 • Data Link Frame gồm: Địa chỉ MAC nguồn • Địa chỉ MAC đích: broadcast FF-FF-FF- FF-FF-FF • IP Packet gồm: Địa chỉ IP nguồn • 12
Địa chỉ IP đích: broadcast 255.255.255.255 • Protocol field = 17 cho giao thức UDP. • UDP Segment gồm: • Cổng port nguồn = 520 • Cổng port đích = 520 d. Các phương thức hoạt động của RIP Active Mode: Các router chạy chế độ này sẽ quảng bá bảng định tuyến và • luôn luôn gửi trả gói tin update cho các router hàng xóm. Mặc định thì các router đều được enable chế độ này. Passive Mode: Các router chạy chế độ này sẽ không quảng bá bảng định • tuyến mà chỉ gửi trả gói tin update nếu có thay đổi. Việc làm này nhằm trách cho bảng định tuyến dài và bị lặp lại đường đi. e. Tính toán đường đi trong giao thức RIP: Cho ví dụ một hệ thống mạng đơn giản như sau: Ban đầu trước khi kích hoạt giao thức RIP trên các interface của router, router sẽ nhận ngay các mạng kết nối trực tiếp với nó và cập nhật vào bảng định tuyến như hình vẽ trên. Sau khi kích hoạt RIP thì router sẽ lập tức gửi gói tin request đến các router hàng xóm và các router hàng xóm sẽ gửi lại các gói response để cập nhật 13
thông tin định tuyến. Nếu thông tin nhận được là đường đi mới thì lập tức sẽ được cập nhật vào bảng định tuyến, còn nếu là thông tin đường cũ thì nó s ẽ chọn đường đi nào có metric nhỏ hơn để lưu vào bảng. Bảng định tuyến sẽ hội tụ khi thông tin của các bảng về các mạng giống nhau và nếu có một bất kỳ sự thay đổi nào trong mạng thì l ập tức thông tin c ập nhật định tuyến được gửi tiếp. Mỗi một router sẽ cứ sau 30s sẽ tự gửi một gói tin update đến hàng xóm. Mạng hội tụ thành công khi ko có sự thay đổi về bảng định tuy ến. Trong trường hợp như ví dụ trên thì bảng định tuyến của mỗi router sau khi mạng hội tụ: 14
f. Câu lệnh cấu hình cho RIPv1: Trên các router ta sử dụng các câu lệnh sau để cấu hình: - Để kích hoạt giao thức trên router: Router(config)#router rip - Tạo bảng routing table ban đầu với các mạng liên kết trự tiếp: Router(config-router)#network IP_Address_interface - Quảng bá static ra ngoài vùng mạng: Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 ip_address_next_hop interface_direct - Quảng bá RIP sang giao thức định tuyến khác: Router(config-router)#redistribute static metric 1 15
g. Nhược điểm của giao thức RIPv1 • Chỉ được sử dụng trong một phạm vi vùng mạng nhỏ như trong công ty nhỏ. Bị giới hạn tối đa 15 router. Do vậy không có tính mở rộng. Mạng hội tụ chậm do bảng định tuyến đường đi bị lặp lại nhiều lần. • • RIPv1 là một giao thức Classfull nên ko gửi kèm subnet mask. Nêu RIP không hỗ trợ discontiguous network (vùng mạng ko liên tiếp), VSLM. Do vậy RIPv1 phải tự động tổng hợp các mạng thành những mạng major (có subnet mask /24, /16,…) 2. RIPv2 – Routing Information protocol version 2: RIPv2 cũng giống như RIPv1. RIPv2 cũng là thuộc Distance Vecter nên • thuật toán sử dụng cũng là dựa trên việc đếm hop count để tìm đ ường đi ngắn nhất. • Tuy nhiên RIPv2 có sự khác biệt lớn, nó là giao thức classless. Tức là nó gửi kèm subnet mask trong gói tin gửi đi. Do vậy nó có hỗ trợ mạng VLSM và discontiguous networks. • RIPv2 có hỗ trợ việc xác minh thông tin định tuyến và gửi thông tin định tuyến theo địa chỉ multicast 244.0.0.9 Gói tin của RIPv2: Nhược điểm của giao thức RIPv2: Đó là mạng hội tụ chậm và bảng định • tuyến đường đi vẫn bị lặp lại. • Thêm câu lệnh Router(config-router)#version 2 để kích hoạt RIPv2. Mặc định khi kích hoạt giao thức RIP là chạy RIPv1 16
3. Cách khắc phục nhược điểm cho RIPv1 và RIPv2: Nhược điểm lớn nhất của 2 giao thức này đó là bảng định tuyến bị lặp lại đường đi nhiều lần gây tốn bộ nhớ cho router. Sau đây ta đi chi tiết từng phương pháp để ngăn chặn vòng lặp này. a. Sử dụng giá trị lớn nhất cho hop count: tức là nhỏ hơn 16 hop count thì tiếp tục update bảng định tuyến còn lớn hơn sẽ coi như ko tồn tại. b. Sử dụng Split Horizon (đường cắt ngang): Nguyên nhân gây ra vòng lặp này là do router nhận được thông tin định tuyến từ một router hàng xóm và nó lại gửi thông tin định tuyến đó cho chính router vừa gửi cho. Cụ thể hơn là router B gửi thông tin định tuyến đường đi đến router A nối trực tiếp với nó cho router C, sau đó router C lại gửi tiếp thông tin định tuyến đường đi đến router A được nối qua con router B cho con router B, điều này gây ra cho con B là có 2 đường đến con A tạo nên vong lặp. Và vòng lặp này có thể lên vô hạn nếu ko ngăn chặn. Cơ chế của việc sử dụng phương pháp Split Horizon đó là nếu router B đã gửi thông tin định tuyến đường đi đến con A cho con router B rồi thì con router B sẽ không gửi lại đường đi đó nữa. Nhờ đó trách được cập nhật thông tin sai và giảm bớt việc xử lý thông tin cập nhật. c. Sự dụng việc ngăn ngừa ngay (split horizon with poison reverse): Tức là khi một con đường nào bị ngắt thì router đó sẽ lập tức thông báo về con đường đó với thông số định tuyến metric = 16. d. Sử dụng việc cập nhật tức thời (triggered update): theo nguyên lý hoạt đông của RIP thì cứ sau 30s mới thực hiện cập nhật bảng định tuyến một lần. Ngoài ra còn chưa để đến thời gian thông báo về một sự thay đổi nào đó trog bảng định tuyến, tức là có một sự thay đổi nào trong cấu trúc mạng thì lập tức router đó sẽ gửi thông tin thay đỏi ngay. 4. EIGRP (Enhanced Interior Getway Routing Protocol) a. Định nghĩa: • Lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trong phiên bản ISO 9.21, Enhanced Interior Gateway Routing protocol (EIGRP) là một sự nâng cấp của IGRP. Bên cạnh những tính chất vốn có IGRP là một distance-vector protocol, EIGRP còn mang một số tính chất của link state protocol. • Là giao thức định tuyến Distance Vecter Routing Protocol. Mặc dù vậy nó vượt trội hơn các giao thức cùng loại khác về khả năng định tuyến và có vài nét giống với các giao thức định tuyến Link State Routing Protocol. 17
• Metric để đánh giá đường đi của giao thức EIGRP gồm: Metric = (10,000,000/bandwidth kbps) * 256 + (sum of delay/10) * 256  Bandwidth: Băng thông của kênh truyền.  Delay: Độ trễ trên kênh truyền  Reliability: Độ tin cậy của kênh truyền  Load: Tốc độ truyền dữ liệu • Sự vượt trội của giao thức EIGRP được thể hiện qua:  Sử dụng thuật toán DUAL (Diffusing Update Althogrithm) nhằm chống loop và thời gian hội tụ sẽ nhanh hơn.  Duy trì một bảng topology phân ra từ bảng định tuyến, nhằm xây dựng các tuyến đường tốt nhất và các tuyến đường backup.  Khi có một router không hoạt động thì thuật toán DUAL sẽ sử dụng đường backup nếu có trong sơ đồ mạng đó.  Mạng hội tụ nhanh hơn do không có thời gian holddown và một hệ thống hệ thống tính toán các tuyến đường. • EIGRP gửi thông tin update tới tất cả các router hàng xóm trự tiếp theo cách:  Nonperiodic: Có nghĩa là thông tin update được gửi một cách không định kỳ mà thông tin update chỉ được gửi mỗi khi mạng có sự thay đổi.  Partial: Có nghĩa là thông tin update trao đỏi với hàng xóm chỉ gồm thông tin thay đổi chứ không gửi toàn bộ bảng định tuyến.  Bounded: Có nghĩa là thông tin update chỉ gửi cho router có cùng process domain. EIGRP có hỗ trợ mạng supernetting (CIDR) và VLSM. Không chỉ hỗ trợ • giao thức IP mà còn hỗ trợ giao thức IPX và AppletTalk. 18
• EIGRP thông qua cập nhật định tuyến cục bộ, khi phát hiện ra router hàng xóm thì lập tức thay đổi được ghi vào bảng định tuyến và lan truy ền đi. EIGRP sử dụng một lượng nhỏ băng thông để gửi gói tin hello đi trong môi trường mạng • EIGRP hỗ trợ đồng bộ đường truyền trên nhiều kênh truyền, luôn luôn cân bằng tải nếu có nhiều đường truyền từ nguồn đến đích. • EIGRP còn hỗ trợ xác thực bằng việc sử dụng các bản tin mã hóa MD5 tăng tính bảo mật. Ngoài ra EIGRP là giao thức định tuyến kiểu classless tức là có gửi kèm subnet mask trong thông tin định tuyến. b. EIGRP packet: Gói tin EIGRP gồm các thành phần như sau: Data Link Frame Header: • Địa chỉ MAC nguồn. • Địa chỉ MAC đích: là địa chỉ multicast 01-00-5E-00-00-0A IP Packet Header: • Địa chỉ IP nguồn • Địa chỉ IP đích là địa chỉ multicast 244.0.0.10 • Protocol field = 88 cho EIGRP EIGRP Packet Header: 19
Type/Length/Values Types: Được chia ra làm 2 loại:  TLV: IP internal contains: 20