Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

1. Khái niệm

I. Định tuyến

Routing: là quá trình lựa chọn các đường đi trên một mạng máy tính để gửi dữ

liệu qua đó. Định tuyến chỉ ra hướng và đường đi tốt nhất (best path) từ nguồn

tới đích của các gói tin (packet) thông qua các nút trung gian là các bộ định tuyến

(router).

Routing Protocol (giao thức định tuyến): là một tập hợp các qui tắc mô tả một

giao thức lớp 3 sẽ gửi cập nhật cho nhau về các mạng hiện có. Nếu có nhiều đường

đi đến một mạng cùng tồn tại, giao thức định tuyến cũng sẽ xác định đường đi tốt

nhất được dùng. Khi các thiết bị có chung một hiểu biết về mạng đó, các thiết bị sẽ

bắt đầu chuyển tiếp các gói tin trên đường đi tốt nhất.

Có 3 bước cơ bản liên quan trong quá trình xây dựng, duy trì và sử dụng bảng định

tuyến:

Các giao thức định tuyến gửi các thông tin cập nhật về Routers hoặc về mạng

bên trong AS (vùng tự trị)

Bảng định tuyến được cập nhật từ các giao thức định tuyến và cung cấp các

thông tin theo yêu cầu.

Quá trình chuyển gói xác định đường đi nào cần lựa chon từ bảng định tuyến

để chuyển gói tin đi.

Routed Protocol: nó sử dụng các bảng “routing table” mà Routing Protocol xây

dựng để đảm bảo việc truyền dữ liệu qua mạng một cách đáng tin cậy.

Vùng tự trị (Autonomous System – AS): Internet được chia thành các vùng nhỏ

hơn gọi là các vùng tự trị. AS bao gồm tập hợp các mạng con được kết nối với nhau

bởi Router. Một hệ thống AS thông thường thuộc quyền sở hữu của một công ty

hay của một nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP) và các AS được kết nối với nhau.

Nhà quản lí phải đăng kí với cơ quan quản trị mạng trên Internet (Inter NIC) để

lấy được một số nhận dạng AS cho riêng mình. Bên trong mỗi AS, nhà quản lí có

quyền quyết định loại Router cũng như giao thức cho hệ thống định tuyến của

mình.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 1

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Bảng định tuyến (routing table): một Router phải xem xét bảng định tuyến của

mình trước khi chuyển gói tin đến địa chỉ ở xa. Bảng này chứa các thông tin về

mạng đích mà Router cần biết để truyền gói tin một cách chính xác. Thông tin có

thể bao gồm các địa chỉ mạng, mạng con, các hệ thống độc lập. Trong bảng định

tuyến có thể bao gồm một tuyến mặc định, được biểu diễn bằng địa chỉ 0.0.0.0

0.0.0.0.

Bảng định tuyến của mỗi giao thức định tuyến là khác nhau, nhưng có thể bao gồm

những thông tin sau:

Địa chỉ đích của mạng, mạng con hoặc hệ thống.

Địa chỉ IP của Router chặng kế tiếp phải đến.

Giao tiếp vật lí phải sử dụng để đi đến Router kế tiếp.

Mặt nạ mạng của Địa chỉ đích.

Khoảng cách đến đích (VD: số lượng chặng để đến đích).

Thời gian (tính theo giây) từ khi Router cập nhật lần cuối.

Khoảng cách quản trị (Administrative Distance)

Administrative Distance (AD) được sử dụng để đánh giá độ tin cậy của

thông tin định tuyến mà Router nhận từ router hàng xóm. AD là một số nguyên

nhận giá trị từ 0 đến 255 (0: tương ứng với độ tin cậy cao nhất; 255: không có lưu

lượng đi qua tuyến này hay tuyến này không được sử dụng để vận chuyển thông

tin của người sử dụng). Thông tin định tuyến được đánh giá dựa vào AD, AD càng

thấp thì tuyến đó càng tin cậy. Điều này cũng đúng trong trường hợp Router được

cài đặt từ 2 giao thức định tuyến trở lên thì giao thức định tuyến nào có AD nhỏ

hơn sẽ được Router sử dụng.

Metric: là giá trị của tuyến đường cụ thể của một giao thức định tuyến nào đó.

Nếu có nhiều hơn một tuyến đường đến đích có cùng một giá trị AD thì tuyến nào

có Metric tốt hơn sẽ được đưa vào Routing Table. Nếu chúng có cùng AD và Metric

thì tùy từng Routing Protocol cụ thể mà số lượng tuyến đường được đưa vào

Routing table là khác nhau. Các giao thức định tuyến khác nhau sử dụng các Metric

khác nhau. Ví dụ RIP xác định tuyến đường tốt nhất là một tuyến đường có số

lượng router phải nhảy qua là ít nhất. EIGRP xác định tuyến đường tốt nhất dựa

trên sự kết hợp băng thông và tổng độ trễ của tuyến đường (ngầm định).

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 2

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Giao thức định tuyến AD Metric

Outgoing Interface 0

(Cổng trên router)

Tĩnh Next-hop 1

(Địa chỉ IP của cổng trên

router hàng xóm)

EIGRP 90 Băng thông, độ trễ, độ tin cậy, tải, đơn vị

truyền lớn nhất

Động OSPF 110 Cost = 105/Băng thông (kbps)

RIP 120 Hop-Count (Đếm số router phải nhảy

qua để đến đích)

Bảng I.1 – AD và Metric của 1 số giao thức

Sự hội tụ mạng (convergence): một đặc tính cực kì quan trọng đối với các giao

thức định tuyến đó là các thông tin định tuyến trong các bảng định tuyến của tất

cả các Router trong mạng phải cùng chính xác.

Sự hội tụ là tuyến trình đưa tất cả các bảng định tuyến của các router vào một

trạng thái đồng nhất và chính xác

Thời gian hội tụ: là thời gian cần thiết để chia sẻ thông tin qua mạng và để cho

tất cả các Router tính toán tuyến đường tốt nhất của nó

Cân bằng tải (Load balancing)

Mục đích của Load balancing là để sử dụng băng thông của mạng một cách

hiệu quả hơn, và có thể sử dụng làm tuyến dự phòng trong khi tuyến đường chính

bị ngắt. Nếu một giao thức tìm thấy nhiều tuyến có chi phí bằng nhau, nó sẽ tự

động phân chia lưu lượng mạng giữa các tuyến này. Cơ chế chuyển mạch được

dùng bên trong Router (process switching hay fast switching) xác định quá trình

cân bằng tải nào sẽ được thực thi, round-robin hay session. Cân bằng tải theo kiểu

round-robin sẽ được dùng khi cơ chế process switching được dùng trong Router.

Nguyên tắc định tuyến: các giao thức định tuyến phải đạt những yêu cầu đồng

thời sau:

Khám phá động một cấu trúc liên kết mạng (topology)

Xây dựng các tuyến tốt nhất

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 3

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Kiểm soát tóm tắt thông tin về các mạng bên ngoài, có thể sử dụng các Metric

khác nhau trong mạng cục bộ.

Phản ứng nhanh với sự thay đổi topology và cập nhật các tuyến tốt nhất.

Phải có chu kỳ làm việc hiệu quả

Các thành phần định tuyến (Components of Routing Data):

Routing table: là một bảng chứa các tuyến đường đến các mạng mà người

quản trị cấu hình. Các bảng này tạo ra bằng tay theo ý muốn của người quản

trị hay bằng cách thay đổi thông tin định tuyến với các router khác.

Câu lệnh để xem routing table: Router#show ip route

Xây dựng bảng định tuyến (Populating the Routing Table):

Trước khi tuyến đường được đưa vào bảng định tuyến, Router phải học về

những tuyến đường đó. Có 2 cách để học tuyến đường: Tĩnh (Statically

defining a route) và Động (Dynamically learning a route).

Quá trình xử lý để đưa gói tin đến đích (Reaching the Destination)

Sau khi Router nhận gói tin, thì Router sẽ gỡ bỏ phần header lớp 2 để tìm địa

chỉ đích thuộc lớp 3. Sau khi đọc xong địa chỉ đích lớp 3 nó tìm kiếm trong

Routing Table cho mạng chứa địa chỉ đích. Giả sử mạng đó có trong Routing

table, Router sẽ xác định địa chỉ của router hàng xóm (router chia sẻ chung

kết nối). Sau đó gói tin sẽ được đẩy ra bộ đệm của cổng truyền đi tương ứng,

Router sẽ khám phá loại đóng gói lớp 2 nào được sử dụng giữa trên kết nối

giữa 2 router. Gói tin được đóng gửi xuống lớp 2 và đưa xuống môi trường

truyền dẫn dưới dạng bit và được truyền đi bằng tín hiệu điện, quang hoặc

sóng điện từ. Quá trình sẽ tiếp tục cho tới khi gói tin được đưa đến đích thì

2. Các kiểu định tuyến

thôi.

a) Định tuyến tĩnh (static route):

Có hai loại định tuyến: định tuyến tĩnh và định tuyến động.

Các bước để cấu hình định tuyến tĩnh:

 Nhà quản trị cấu hình con đường tĩnh

 Router sẽ đưa con đường vào trong bảng định tuyến

 Con đường định tuyến tĩnh sẽ được đưa vào sử dụng

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 4

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Ưu điểm:

 Khi dùng định tuyến tĩnh là giúp tiết kiệm tài nguyên mạng.

Nhược điểm:

 Người quản trị phải chịu trách nhiệm cập nhật cho từng dòng định tuyến tại

tất cả các router nếu có một thay đổi trong mạng.

 Các tuyến đường tĩnh không thể tự động thêm vào mỗi khi có thay đổi xảy ra

do đó các mạng sẽ không hội tụ cho đến khi nào router được cấu hình lại.

 Phù hợp với mạng nhỏ, rất khó triển khai trên mạng lớn.

Một vài tình huống phải dùng định tuyến tĩnh:

Các đường truyền có băng thông thấp.

Người quản trị mạng cần kiểm soát các kết nối.

Kết nối dùng định tuyến tĩnh là dự phòng cho đường kết nối dùng các giao

thức định tuyến động.

chỉ có một đường duy nhất đi ra mạng bên ngoài. Tình huống này gọi là mạng

stub.

Router có ít tài nguyên và không thể chạy một giao thức định tuyến động.

Người quản trị mạng cần kiểm soat bảng định tuyến và cho phép các giao thức

định tuyến classful và classless.

Cú pháp: Router(config)#ip route {destination network} {subnet mask}

{next-hop | outgoing interface} [administrative distance]

Ghi chú: Tham số trong {…} là bắt buộc, trong […] là tùy chọn

 Destination network: Địa chỉ mạng đích

 Subnet-mask: là mặt nạ mạng con của mạng đích

 Next-hop: Địa chỉ IP của cổng trên router kế tiếp mà gói tin sẽ đi đến

 Outgoing interface: cổng của router mà gói tin sẽ đi ra

Defaut route: được sử dụng để gửi các gói tin đến các mạng đích không có trong

bảng định tuyến và thường được sử dụng trên các mạng stub.

Cú pháp:

Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 { next-hop ip | outgoing interface}

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 5

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Backup route: trong 1 số trường hợp cụ thể thì tuyến tĩnh được sử dụng như 1

tuyến dự phòng.

Ví dụ: Giả sử rằng trên router chạy đồng thời giao thức định tuyến động và tĩnh,

trong đó tuyến động có băng thông 1Mbps còn tuyến tĩnh chỉ có băng thông

256kbps. Rõ ràng với AD = 0/1 thì tuyến tĩnh sẽ được ưu tiên. Tuy nhiên ta lại

không muốn vậy vì băng thông của tuyến tĩnh thấp hơn nhiều so với tuyến động.

Do đó, ta cần cấu hình tuyến động là tuyến chính còn tuyến tĩnh làm tuyến dự

phòng. Điều này được thực hiện bằng cách thêm tùy chọn AD vào câu lệnh cấu

hình tĩnh sao cho AD của tuyến tĩnh lớn hơn AD tuyến động, chẳng hạn:

Router(config)# ip route 19.7.88.0 255.255.255.0 s0/0/0 130

Lab I.1: Cấu hình định tuyến tĩnh cơ bản

Hình I.1 – Sơ đồ mạng Lab 1

Yêu cầu: Sử dụng Cisco Packet Tracer để xây dựng mạng như sơ đồ trên

i. Đặt tên cho các router và gán địa chỉ IP cho các cổng tương ứng với sơ đồ mạng

đã cho

ii. RouterC – S0/0/0 đóng vai trò DCE do đó phải sử dụng câu lệnh clock rate

trên cổng này

iii. Cấu hình định tuyến tĩnh cho các router sử dụng cổng ra vào của lưu lượng

mạng là outgoing interface hoặc next – hop

iv. Từ các Router, ta phải ping được tất cả địa chỉ trong mạng

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 6

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Các bước thực hiện:

Bước 1: Thực hiện yêu cầu (i), (ii) và (iii) như sau:

Router A

Router> enable RouterA(config-if)# no shut down

Router# configure terminal RouterA(config-if)# interface f0/0

Router(confìg)# hostname RouterA RouterA(config-if)# ip address 10.0.0.2

RouterA(config)# no ip domain-lookup 255.255.255.0

RouterA(config)# interface s0/0/0 RouterA(config-if)# no shut down

RouterA(config-if)# ip address 10.0.3.2 Router(config-if)# end

255.255.255.0 Router# write memory

Router B Router C

Router> enable Router> enable

Router# configure terminal Router# configure terminal

Router(config)# hostname RouterB Router (config) # hostname RouterC

RouterB(config)# no ip domain-lookup RouterC(config) # no ip domain-lookup

RouterB(config)# interface f0/0 RouterC(config) # interface s0/0/0

RouterB(config-if)# ip address 10.0.2.1 RouterC(config-if)# ip address 10.0.3.1

255.255.255.0 255.255.255.0

RouterB(config-if)# no shut down RouterC(config-if) # clock rate 64000

RouterB(config-if)# exit RouterC(config-if) # no shut down

RouterB(config)# ip route 10.0.3.0 RouterC(config-if) #exit

255.255.255.0 f0/0 RouterC(config)# ip route 10.0.2.0

RouterB(config)# end 255.255.255.0 10.0.3.2

RouterB# write memory RouterC(config)# end

RouterC# write memory

Kiểm tra lại cấu hình dùng lệnh show running-config và show ip interface brief

để đảm bảo cấu hình đúng, giải quyết sự cố nếu cần.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 7

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Bước 2: Kiểm tra bảng định tuyến dùng lệnh show ip route. Yêu cầu tất cả mạng

con phải được hiển thị (2 mạng con).

Ví dụ:

Bước 3: Thực hiện yêu cầu (iv)

b) Định tuyến động (Dynamic Routing): Giao thức định tuyến động không chỉ

Ví dụ:

thực hiện chức năng tự tìm đường và cập nhật bảng định tuyến, nó còn có thể

xác định tuyến đường đi tốt nhất thay thế khi tuyến đường đi tốt nhất không

thể sử dụng được. Khả năng thích ứng nhanh với sự thay đổi mạng là lợi thế

rõ rệt nhất của giao thức định tuyến động so với giao thức định tuyến tĩnh.

Ưu điểm:

 Đơn giản trong việc cấu hình

 Tự động tìm ra những tuyến đường thay thế khi mạng thay đổi.

Nhược điểm:

 Yêu cầu xử lí của CPU của Router cao hơn so với static route

 Tiêu tốn một phần băng thông trên mạng để xây dựng bảng định tuyến.

Tất cả các giao thức định tuyến động được xây dựng dựa trên giải thuật.

Một cách tổng quan giải thuật là một tiến trình (procedure) nhằm giải quyết một

vấn đề nào đó.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 8

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Một giải thuật định tuyến tối thiểu phải xử lí được những tiến trình sau:

Tiến trình chuyển thông tin định tuyến cho các router khác.

Tiến trình nhận thông tin định tuyến từ các router khác.

Tiến trình xác định tuyến đường tốt nhất dựa trên những thông tin nhận được

từ các router khác.

Tiến trình để Router có thể phản ứng với sự thay đổi của hệ thống mạng.

RIP (Routing Information Protocol) OSPF

(Open Shortest Path First)

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) EIGRP (Enhanced IRGP)

IS-IS (Intermediate System – to – Intermediate System) BGP

(Border Gateway Protocol)

Bảng I.2 – Các giao thức định tuyến động

1. Distance- vector routing: được chia làm hai phần distance và vector.

II. Các thuật toán tìm đường đi

Distance chính là metric để tới đích, vector là hướng để tới đích nó được

xác định bằng next-hop của tuyến đường.

Các giao thức Distance-vector cập nhật bảng định tuyến của mình bằng

cách thường xuyên gửi update theo chu kì dưới dạng quảng bá (broadcast). Thông

điệp Broadcast bao gồm toàn bộ bảng định tuyến. Các giao thức định tuyến

Distance-vector có một vấn đề chung là hiện tượng “Routing-Loop” (thông tin

định tuyến không thống nhất giữa các router). Routing-loop xảy ra do các Router

không được cập nhật (update) ngay lập tức mà phải theo chu kì dẫn tới việc xây

dựng bảng định tuyến không đúng. Hiện tượng “Routing-Loop” đã phát sinh lưu

lượng mạng vô ích gây lãng phí băng thông và khiến mạng chậm hội tụ.

Các phương pháp để tránh Loop:

Split Horizon: Khi router nhận được cập nhật định tuyến của một mạng từ

phía cổng nào thì nó không gửi ngược lại cập nhật cho mạng ấy về phía cổng

mà nó nhận được nữa.

Routing Poisoning: bắt đầu hoạt động khi Router nhận thấy một mạng nối

tới bị down. Nó sẽ quảng bá tới tất cả các Router lân cận nó rằng mạng đó

không thể tới được.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 9

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Poison – reverse: Khi router láng giềng nhận được bản tin cập nhật về một

mạng con bị sự cố có metric = 16 (infinity metric), nó cũng phải ngay lập tức

hồi đáp cho láng giềng một bản tin cập nhật về mạng con ấy cũng với metric =

16.

Triggered updates: việc phát ra các bản tin Route – poisoning và Poison –

reverse phải được thực hiện ngay lập tức mà không cần chờ tới hạn định kỳ

gửi cập nhật định tuyến được gọi là hoạt động triggered update.

Hold-down timer: sau khi nhận được một poisoned route, router sẽ khởi

động bộ định thời holddown – timer cho route này. Trước khi bộ timer này

hết hạn, không tin tưởng bất kỳ thông tin định tuyến nào về route bị sự cố này,

ngoại trừ thông tin đến từ chính láng giềng đã cập nhật cho mình route này

đầu tiên. Giá trị ngầm định của holddown – timer là 180s.

RIP for IP Xerox Networking System RIP

Novell’s IPX RIP IGRP

DEC’s DNA Phase IV Apple Talk’Routing Table Maintenance Protocol (RTMP)

Bảng II.1 – Các giao thức định tuyến Distance – Vector

Đặc điểm chung của Distance vector:

Cập nhật định kì: có nghĩa rằng cứ hết một chu kì thời gian nào đó thì thông

tin cập nhật sẽ được truyền đi. Khoảng chu kì này có thể là 10 giây với Apple

Talk’RTMP, 30 giây với RIP và 90 giây với IGRP.

Neighbor: trong cách nhìn của một Router, neighbor có nghĩa là những Router

chia sẻ chung những kết nối. Một giao thức Distance vector gửi bản thông tin

cập nhật tới các Router neighbor và dựa vào chúng để chuyển thông tin cập

nhật tới những Router neighbor của chúng.

Cập nhật toàn bộ bảng định tuyến: hầu hết các giao thức distance vector sử

dụng cơ chế rất đơn giản là nói cho neighbor của nó tất cả những gì nó biết

bằng cách quảng bá toàn bộ bảng định tuyến.

Ưu điểm:

 Dễ cấu hình.

 Router ít tốn CPU và bộ nhớ.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 10

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Nhược điểm:

 Hệ thống Metric đơn giản nên việc xác định đường đi tốt nhất chưa chính xác.

 Chiếm nhiều băng thông khi cập nhật do phải gửi toàn bộ bảng định tuyến

2. Link – State Routing (Định tuyến theo trạng thái liên kết)

 Do các Router hội tụ chậm dẫn đến việc sai lệch trong bảng định tuyến.

Trong định tuyến Distance – vector, các router chỉ biết được next-hop để

gửi gói tin đi tới đích. Đối với Link-State Routing mỗi router xác định được chính

xác topology của mạng. Vì vậy router sẽ quyết định chuyển gói tin tới đích theo

đường nào là tốt hơn. Quá trình xây dựng topology trên mỗi router được bắt đầu

bằng cách gửi gói tin hello đến các router hàng xóm của nó nhằm thiết lập mối

quan hệ. Sau đó mỗi router trong mạng sẽ báo cáo trạng thái của nó, các kết nối

trực tiếp và trạng thái của mỗi kết nối đó. Router nào nhận được thông tin này sẽ

kết hợp với kiến thức mà nó đã biết để hình thành nên kiến thức mới về topology.

Quá trình này được lặp lại cho đến tất cả các router trong mạng đều có cái nhìn

giống nhau về topology.

Với định tuyến Distance-vector thì các router sẽ gửi toàn bộ bảng định

tuyến của mình cho các router hàng xóm. Trong khi đó với định tuyến Link – State

thì các router chỉ gửi thông tin về sự thay đổi xảy ra trong mạng hay một bản tin

duy trì trạng thái với kích thước nhỏ gọn nếu như mạng không có sự thay đổi theo

những chu kì nhất định.

Ưu điểm:

 Có thể thích nghi với đa số hệ thống mạng, cho phép người thiết kế có thể thiết

kế mạng linh hoạt, phản ứng nhanh với tình huống xảy ra

 Đảm bảo được các băng thông cho các đường mạng

 Ít tốn băng thông

Nhược điểm:

 Tốn nhiều bộ nhớ và CPU của Router khi chạy thuật toán tìm đường ngắn nhất

 Khó cấu hình

Hoạt động của Link-State routing protocol có thể chia làm 4 bước:

Các Router tìm neighbors của mình từ các Router nối trực tiếp.

Sau khi tìm được neighbor xong Router gửi các LSA (xác thực trạng thái liên

kết) tới neighbor của nó.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 11

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Tất cả các Router lưu LSA trong database của nó. Điều đó có nghĩa đều có một

cái nhìn giống nhau về topology.

Mỗi Router sử dụng thuật toán Dijktra để tính toán đường đi tốt nhất để đưa

vào Routing Table.

Quyết định tuyến đường nào sẽ được lưu vào trong Routing Table. AD và

Metric là hai nhân tố quyết định tuyến đường nào sẽ được lưu vào trong Routing

Table. Nhân tố đầu tiên xét đến là AD, nếu có nhiều tuyến đường tới đích thì tuyến

đường nào có AD nhỏ hơn sẽ được đưa vào Routing Table, nếu các tuyến đường

có cùng AD thì nhân tố thứ hai xét đến là các Metric.

Open Shortest Path Frist (OSPF) for IP IS-IS for CLNS và IP

DEC’s NLSP

Bảng II.2 – Các giao thức định tuyến Link – State

1. Định nghĩa: RIP là giao thức định tuyến distance-vector điển hình, nó đều đặn gửi

III. Giao thức định tuyến RIP (Routing Information Protocol)

toàn bộ Routing Table ra tất cả các Các cổng đang hoạt động theo chu kì 30 giây.

RIP chỉ sử dụng Metric là hop-count để tính ra tuyến đường tốt nhất tới remote

2. Đặc điểm chính của RIP

network.

RIP là một giao thức distance – vector điển hình. Mỗi router sẽ gửi toàn bộ

bảng định tuyến của nó cho router láng giềng theo định kỳ 30s/lần. Thông

tin này lại tiếp tục được láng giềng lan truyền tiếp cho các láng giềng khác

và cứ thế lan truyền ra mọi router trên toàn mạng. Kiểu trao đổi thông tin

như thế còn được gọi là “lan truyền theo tin đồn”. (Ở đây, ta có thể hiểu

router láng giềng là router kết nối trực tiếp với router đang xét).

Metric trong RIP được tính theo hop count – số node lớp 3 (router) phải đi

qua trên đường đi để đến đích. Với RIP, giá trị metric tối đa là 15, giá trị

metric = 16 được gọi là infinity metric (“metric vô hạn”), có nghĩa là một

mạng chỉ được phép cách nguồn tin 15 router là tối đa, nếu nó cách nguồn

tin từ 16 router trở lên, nó không thể nhận được nguồn tin này và được

nguồn tin xem là không thể đi đến được

RIP chạy trên nền UDP – port 520.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 12

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Cách hoạt động của RIP có thể dẫn đến loop nên một số quy tắc chống loop

và một số timer được đưa ra. Các quy tắc và các timer này có thể làm giảm

tốc độ hội tụ của RIP

Administrative distance (AD) là 120

Có 2 phiên bản: RIPv1, RIPv2 trong đó RIPv2 là một giao thức hỗ trợ định

tuyến không phân lớp (classless routing) còn RIPv1 lại là một giao thức

3. Các giá trị về thời gian (RIP timer)

định tuyến phân lớp (classful routing)

Routing update timer: là khoảng thời gian trao đổi định kì thông tin định

tuyến của Router ra tất cả các cổng đang hoạt động. Thông tin định tuyến ở

đây là toàn bộ Routing Table, giá trị thời gian là 30 giây.

Route không hợp lệ timer: là khoảng thời gian trôi qua để xác định một

tuyến là không hợp lệ. Nó được bắt đầu nếu hết thời gian hold-down timer

mà không nhận được cập nhật, sau khoảng thời gian route không hợp lệ

timer nó sẽ gửi một bản tin cập nhật tới tất cả các Các cổng đang hoạt động

tuyến đường đó là không hợp lệ.

Holddown-timer: giá trị này được sử dụng khi thông tin về tuyến này bị

thay đổi, ngay khi thông tin mới được nhận, Router đặt tuyến đường đó vào

trạng thái hold-down. Điều này có nghĩa là Router không gửi quảng bá cũng

như không nhận quảng bá về tuyến đường đó trong khoảng thời gian

holdown-timer này. Sau khoảng thời gian này Router mới nhận và gửi

thông tin về tuyến đường đó. Tác dụng về giá trị này là làm giảm thông tin

sai mà Router học được. Giá trị mặc định là 180 giây.

Router flush timer: là khoảng thời gian được tính từ khi truyền ở trạng

thái không hợp lệ đến khi tuyến bị xóa khỏi bảng định tuyến. Giá trị Route

không hợp lệ timer phải nhỏ hơn giá trị Route flush timer vì Router cần

thông báo đến neighbor của nó về trạng thái không hợp lệ của tuyến đó

4. Hoạt động của RIP:

trước khi local routing được update.

Router RIP sẽ gửi bảng định tuyến để cập nhật thông tin sau khoảng thời

gian trung bình là 30 giây (update timer), địa chỉ đích của thông tin cập nhật này

là là 255.255.255.255 (all-hosts broadcast).

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 13

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Trong vòng 180 giây mà không nhận được thông tin cập nhật thì hop count

của tuyến sẽ mang giá trị là 16, mặc dù tuyến này là không thể đến được nhưng

nó vẫn được dùng để chuyển tiếp gói.

Router sẽ không nhận bất cứ cập nhật mới của tuyến này trong khoảng thời

gian 180 giây (holddown timer).

Khoảng thời gian Router phải chờ trước khi xóa tuyến khỏi bảng định tuyến

5. RIP phiên bản 1 (RIPv1): là giao thức định tuyến theo Distance-vector, sử dụng

là 240 giây (flush timer/garbage collection timer).

hop-count (đếm số router phải đi qua để đến đích) làm Metric nhằm xác định

hướng và khoảng cách cho một liên kết bất kỳ trong mạng. Quảng bá toàn bộ bảng

định tuyến của nó cho các Router láng giềng theo chu kì 30 giây.

RIPv1 là giao thức định tuyến phân lớp (classful routing). Khi RIP Router

nhận thông tin về một mạng nào đó từ một cổng, trong thông tin định tuyến không

có thông tin về mặt nạ mạng con (subnet mask) đi kèm do đó router sẽ lấy subnet

mask của cổng để áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được từ cổng này. Nếu

subnet mask này không phù hợp thì nó sẽ lấy subnet mask mặc định theo lớp địa

chỉ để áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được.

Địa chỉ lớp A có subnet mask mặc định là: 255.0.0.0 (/8)

Địa chỉ lớp B có subnet mask mặc định là: 255.255.0.0 (/16)

6. RIP phiên bản 2 (RIPv2)

Địa chỉ lớp C có subnet mask mặc định là: 255.255.255.0 (/24)

Hỗ trợ định tuyến không phân lớp (Classless Routing) do mặt nạ mạng con

(subnet mask) được gửi kèm trong thông tin định tuyến. Với các giao thức định

tuyến Classless, các mạng con khác nhau trong cùng một mạng có thể có subnet

mask khác nhau, điều này được gọi là Mặt nạ mạng con có độ dài biến đổi (VLSM

– Variable-Length Subnet Masking).

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 14

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

7. Điểm khác nhau giữa RIPv1 và RIPv2

RIPv1 RIPv2

Giao thức định tuyến Phân lớp (Classful) Không phân lớp

(Classless)

Hỗ trợ VLSM Không Có

Gửi kèm mặt nạ mạng con trong Không Có

thông tin định tuyến

Kiểu địa chỉ khi gửi cập nhật Quảng bá (Broadcast) Nhóm (Multicast)

255.255.255.255 224.0.0.9

Được mô tả trong RFC 1058 RFCs 1721, 1722

and 2453

Có Hỗ trợ tóm tắt các tuyến bằng tay Không

Có Hỗ trợ xác thực Không

8. Kích hoạt RIP

Bảng III.1 – RIPv1 vs. RIPv2

RIP được kích hoạt bằng bằng câu lệnh sau: Router(config)# router rip

Đối với RIPv2 cần có thêm câu lệnh sau đây:

Router(config-router)# version 2

Khai báo các mạng con cần quảng bá cũng như cho phép các cổng được gửi và

nhận RIP bằng câu lệnh:

9. Kiểm tra hoạt động của RIP

Router(config-router)#network {network address}

Router# show ip protocol

Router# show ip route

Router# debug ip rip để quan sát RIP cập nhật bằng cách gửi và nhận trên Router

Router# no debug ip rip hoặc Router#undebug all để tắt chế độ debug.

Router# show protocols để xem các giao thức nào được cấu hình trên cổng

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 15

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

10. Lab 2: Cấu hình RIP cơ bản

Hình III.1 – Sơ đồ mạng Lab 2

Yêu cầu: Sử dụng Cisco Packet Tracer để xây dựng mạng như sơ đồ trên

i. Đặt tên cho các router và gán địa chỉ IP cho các cổng theo sơ đồ đã cho

ii. Chú ý Cancun – S0/0/0 và Acapulco – S0/0/0 là DCE nên cần có câu lệnh clock

rate

iii. Sử dụng RIPv2 để định tuyến giữa các mạng con (xem lại phần 8 ở trên)

iv. Các router đều ping được tất cả các địa chỉ trong mạng và ngược lại

Các bước thực hiện:

Bước 1: Thực hiện yêu cầu (i), (ii), (iii) như sau:

Cancun Router

Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Cancun Cancun(config)# interface f0/0 Cancun(config-if)# no shutdown Cancun(config-if)# ip address 172.16.10.1 255.255.255.0 Cancun(config-if)# interface s0/0/0 Cancun(config-if)# no shutdown Cancun(config-if)# clock rate 64000 Cancun(config-if)# ip address 172.16.20.1 255.255.255.252 Cancun(config-if)# exit Cancun(config)# router rip Cancun(config-router)# version 2 Cancun(config-router)# network 172.16.0.0 Cancun(config-router)# no auto-summary Cancun(config-router)# end Cancun# write memory

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 16

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Acapulco Router

Acapulco(config-if)# exit Acapulco(config)# router rip Acapulco(config-router)# version 2 Acapulco(config-router)# network 172.16.0.0 Acapulco(config-router)# no auto- summary Acapulco(config-router)# end Acapulco# write memory

Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Acapulco Acapulco(config)# interface f0/0 Acapulco(config-if)# no shutdown Acapulco(config-if)# ip address 172.16.30.1 255.255.255.0 Acapulco(config-if)# interface s0/0/1 Acapulco(config-if)# no shutdown Acapulco(config-if)# ip address 172.16.20. 2 255.255.255.252 Acapulco(config-if)# interface s0/0/0 Acapulco(config-if)# no shutdown Acapulco(config-if)# clock rate 64000 Acapulco(config-if)# ip address 172.16.40.1 255.255.255.252

Mazatlan Router

Mazatlan(config-if)# exit Mazatlan(config)# router rip Mazatlan(config-router)# version 2 Mazatlan(config-router)# network 172.16.0.0 Mazatlan(config-router)# no auto- summary Mazatlan(config-router)# end Mazatlan# write memory

Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Mazatlan Mazatlan(config)# interface f0/0 Mazatlan(config-if)# no shutdown Mazatlan(config-if)# ip address 172.16.50.1 255.255.255.0 Mazatlan(config-if)# interface s0/0/1 Mazatlan(config-if)# no shutdown Mazatlan(config-if)# ip address 172.16.40.2 255.255.255.252

Kiểm tra lại cấu hình dùng lệnh show running-config và show ip

interface brief để đảm bảo cấu hình đúng, giải quyết sự cố nếu cần.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 17

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Bước 2: Kiểm tra bảng định tuyến dùng lệnh show ip route. Yêu cầu tất cả mạng

con phải được hiển thị (5 mạng con).

Ví dụ:

Bước 3: Thực hiện yêu cầu (iv)

Ví dụ:

1. Giới thiệu về EIGRP

IV. Giao thức định tuyến EIGRP

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 18

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

EIGRP là giao thức định tuyến lai giữa Distance vector và Link-state, tận

dụng và phát huy những ưu điểm của 2 kỹ thuật định tuyến trên. EIGRP là giao

thức độc quyền của Cisco, được đưa vào năm 1994, được phát triển từ giao thức

IGRP nhằm khắc phục các nhược điểm của RIP/IGRP. EIGRP là một giao thức định

tuyến liên miền không phân lớp (CIDR-Classless Interdomain Routing) và cho

phép người thiết kế mạng tối ưu không gian địa chỉ bằng VLSM.

Đặc biệt EIGRP còn có thể thay thế cho giao thức Novell Routing

Information Prorotocol (Novell RIP) và Apple Takl Routing Table Maintenance

Protocol (RTMP) để phục vụ tốt cho cả 2 mạng IPX và Apple Talk.

EIGRP là một lựa chọn lí tưởng cho các mạng lớn, đa giao thức được xây

dựng dựa trên Cisco Router.

Ưu điểm:

 Dễ cấu hình.

 Hội tụ nhanh có thể dùng cho các mạng có tính mở rộng cao

 Tiết kiệm tài nguyên mạng khi trao đổi thông tin

 Sử dụng địa chỉ Multicast để liên lạc

 Khả năng sử dụng hiệu quả băng thông.

 Hỗ trợ VLSM và vấn đề mạng không liên tục

Các giao thức nhóm Classless được thiết kế để khắc phục các hạn chế của

định tuyến Classful, trong đó bao gồm các đặc điểm sau:

Không gian địa chỉ được sử dụng hiệu quả

Hỗ trợ VLSM và CIDR

2. Định nghĩa của Prefix/CIDR

Các tuyến có thể được summary

Prefix routing là một công cụ cho phép router có thể dùng môt phần địa chỉ

IPv4 (32-bit) để nhận dạng một hệ thống mạng. Công cụ này cho phép tóm gọn

lại các địa chỉ trong bảng định tuyến. Kết quả là hệ thống này được quảng bá

ra ngoài bằng một địa chỉ mạng duy nhất. Việc tóm tắt các địa chỉ sẽ tạo ra các

địa chỉ classless và liên quan đến vấn đề định tuyến giữa các miền trên liên

3. Các thuật ngữ của EIGRP

mạng (Classless InterDomain Routing).

THUẬT NGỮ ĐỊNH NGHĨA

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 19

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Neighbor Một Router đang chạy EIGRP và kết nối trực tiếp

Neighbor table

Một danh sách của các Router bao gồm:  Địa chỉ IP  Các cổng của Router đi ra ngoài  Hold –time  SRTT và thời gian update  Chứa các thông tin chỉ ra Router láng giềng đã thêm vào bảng

được bao lâu

 Bảng này được xây dựng từ các thông tin nhận được từ các gói

tin hello

Route table

Bảng định tuyến, bảng này chứa danh sách các mạng hiện có và đường đi tốt nhất về các mạng này. Một route EIGRP sẽ được đưa vào bảng định tuyến khi route loại feasible successor được chỉ ra.

Topology table Một bảng chứa tất cả các đường đi được quảng bá bởi các Router láng giềng. Đây là danh sách tất cả các Router dự phòng, route tốt nhất, giá trị AD và các cổng của Router. Giải thuật DUAL sẽ tính toán trên bảng topology này để xác định successor để xây dựng một bảng định tuyến.

Hello

Một thông điệp được dùng để duy trì bảng các Router láng giềng. Các gói hello này được gửi định kì và được gửi theo kiểu không tin cậy.

Update

Một gói EIGRP chứa các thông tin thay đổi về mạng. Các gói này được gửi theo cơ chế tin cậy. Nó được gửi chỉ khi có một thay đổi ảnh hưởng đến Router.  Khi một láng giềng xuất hiện  Khi một láng giềng đi từ trạng thái active sang passive  Khi có một sự thay đổi trong tính toán Metric cho một địa chỉ

mạng đích

Query

Được gửi từ Router khi Router mất đi một đường đi về một mạng nào đó. Nếu không có đường đi dự phòng (feasible successor), Router sẽ gửi ra các gói tin truy vấn (query) để hỏi về đường đi dự phòng. Khi này Router sẽ chuyển sang trạng thái active. Khi các gói tin truy vấn của EIGRP được gửi ra theo kiểu tin cậy.

Reply

Là một trả lời cho gói tin Query. Nếu Router không có thông tin nào trong gói Reply, Router sẽ gửi gói Query đến tất cả các Router láng giềng. Một unicast sẽ được gửi lại.

ACK Bản chất là một gói tin hello nhưng không có dữ liệu bên trong.

Hold time

Giá trị được thiết lập trong gói hello. Thời gian Hold time này sẽ xác định Router sẽ đợi một khoảng thời gian bao lâu trước khi công bố mạng là bị down. Thông tin này được để trong bảng neighbor.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 20

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Smooth Round Trip Time(SRTT) Khoảng thời gian Router phải đợi sau khi gửi một gói tin để nhận được ACK. Thông tin này được giữ trong bảng neighbor và được dùng để tính khoảng thời gian RTO.

Retransmission Time Out(RTO) RTO sẽ xác định khoảng thời gian mà Router phải chờ trước khi truyền lại một gói tin.

Đây là cơ chế dùng để xác định các yêu cầu mà một gói tin được phân phối theo thứ tự.

Một giải thuật được thực hiện trên bảng topology để giúp mạng hội tụ. Giải thuật này dựa trên việc Router phát hiện những thay đổi trong 1 khoảng thời gian nhất định. Vì giải thuật được tính toán đồng thời nên đảm bảo không bị lặp định tuyến. Reliable Transport Protocol (RTP) Diffusing Update Algorithm (DUAL)

Chi phí đường đi đến mạng ở xa từ Router láng giềng.

Đường đi tốt nhất đến mạng.

Advertise Distance (AD) Feasible distance(FD) Feasible condition (FC) Trạng thái này xuất hiện khi một láng giềng báo cáo một giá trị AD

Feasible successor (FS) Khi Router láng giềng báo về giá trị AD thấp hơn giá trị FD của Router. FS là Router kế tiếp trong trạng thái FC.

Successor

Router kế tiếp truyền giá trị FC. Successor được lựa chọn từ các giá rị FS vì nó có giá trị thấp nhất đến mạng ở xa.

Stuck in Active (SIA)

Trạng thái đạt được khi Router gửi ra các gói tin và chờ ACK. Router vẫn ở trạng thái active cho đến khi nào tất cả các ACK được nhận về. Nếu các ACK không trở về sau một khoảng thời gian nào đó, Router sẽ duy trì trạng thái SIA cho Router đó.

Query scoping

Thiết kế mạng để giới hạn phạm vi truy cập của các gói query. Phạm vi này sẽ chỉ ra gói tin query có thể đi đến đâu. Điều này là cần thiết để ngăn ngừa SIA.

Active

Trạng thái của route khi có một thay đổi về mạng nhưng sau khi triểm tra bảng topo, không có FS nào được tìm thấy.Route sẽ được gán giá trị active và Router sẽ truy vấn các Router láng giềng cho những route dự phòng.

Passive

Một đường đi đang trong trạng thái passive, nếu đường đi bị mất, Router sẽ kiểm tra bảng topology để tìm ra FS. Nếu có một FS, route sẽ được đặt trong bảng định tuyến. Nếu không, Router sẽ truy vấn các Router láng giềng và đưa route vào trạng thái active.

Active route

Là Router mất quyền successor và không có feasible successor thay thế, khi đó Router phải tìm các route khác để đi đến đích.

Passive route Là Router có một successor đúng đi đến đích

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 21

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

4. Metric

Bảng IV.1 – Các thuật ngữ của EIGRP

EIGRP và IGRP có cùng cách tính Metric, tuy nhiên:

EIGRP metric = (IGRP metric)*256

do IGRP có trường Metric là 24 bit trong khi EIGRP có trường Metric là 32 bit.

Công thức:

EIGRP metric = [K1 * bandwidth + (K2 * bandwidth) / (256 - load) + K3 *

delay] * [K5 / (reliability + K4)]

Trong đó:

 K1, K2, K3, K4, K5 là những hằng số.

 BW = 107/ Băng thông nhỏ nhất trên tuyến đường (kbps).

 Delay = Tổng các giá trị độ trễ trên bảng định tuyến /10 (ms).

 Load: tải trên cổng giao tiếp, mang giá trị 1-255 (255: 100% lưu lượng dữ

liệu; 1: không có dữ liệu).

 Reliability: độ tin cậy của cổng giao tiếp, mang giá trị 1-255 (1: kết nối không

tin cậy; 255: 100% kết nối tin cậy)

Mặc định: K1=K3=1; K2=K4=K5=0. Khi đó:

EIGRP Metric = (BW + Delay)*256

Môi trường Băng thông Delay

Ethernet 10.000 Kbps 1000 microseconds

Fast Ethernet 100.000 Kbps 100 microseconds

Gigabit Ethernet 1.000.000 Kbps 10 microseconds

FDDI 100.000 Kbps 100 microseconds

Token Ring(16M) 16.000 Kbps 630 microseconds

T1 1544 Kbps 20.000 microseconds

5. Thiết lập quan hệ láng giềng trong EIGRP

Bảng IV.2 – Độ trễ và băng thông trên các môi trường truyền

EIGRP cần phải thiết lập quan hệ láng giềng trước khi gửi cập nhật thông tin

định tuyến bằng cách trao đổi gói tin hello qua địa chỉ multicast 224.0.0.10 sau

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 22

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

khoảng thời gian 5 giây (hay 60 giây đối với kết nối băng thông thấp hơn T1). Thời

gian hold time là thời gian tối đa mà Router phải chờ trước khi khởi động lại quan

hệ láng giềng nếu không nhận được gói tin hello, thời gian này gấp 3 lần thời gian

hello time (15 giây hay 180 giây đối với kết nối có băng thông thấp hơn T1) để

xem quan hệ láng giềng với cú pháp: Router#show ip eigrp neighbor

Kí hiệu Giải thích

H Danh sách các quan hệ láng giềng mà Router đã thiết lập được

Address Địa chỉ IP của Router EIGRP láng giềng

Interface Cổng nhận thông tin của Router EIGRP láng giềng

Hold

Thời gian holddown-timer, nếu mang giá trị 0 sẽ xóa bỏ quan hệ láng giềng.

Update

Thời gian kể từ khi láng giềng được thêm vào bảng

Thời gian trung bình để đảm bảo gửi và nhận gói tin EIGRP.

Thời gian Router phải chờ để truyền lại gói tin nếu Router không nhận được gói tin.

Số lượng gói tin EIGRP chờ để gửi đến Router EIGRP láng giềng. Nếu giá trị Qcount > 0, mạng có hiệu nghẽn.

SRTT (Smooth Round Trip Time) RTO (Round Trip Timeout) Q Count (Queue Count) Sequence Number

Số tuần tự của gói tin EIGRP update/request/reply cuối cùng nhận được từ Router EIGRP láng giềng. RTP sẽ theo dõi chỉ số này để đảm bảo rằng các gói tin từ láng giềng nhận đúng thứ tự.

6. Tạo bảng Topology

Bảng IV.3 – Thuật ngữ trong bảng láng giềng

Sau khi các Router đã thiết lập mối quan hệ với các Router láng giềng nó có

thể tạo ra một cơ sở dữ liệu của các feasible successor. Các Router láng giềng và

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 23

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

các đường đi tốt nhất được giữ trong bảng topology này. Điều cần chú ý là bảng

topology chứa đường đi của tất các route trong một hệ thống mạng chứ không chỉ

là các Router có đường đi tốt nhất và route dự phòng. Các tuyến đường khác được

gọi là các khả năng. Bảng topology trong EIGRP sẽ quản lí việc chọn lựa route để

thêm vào bảng định tuyến của Router. Bảng topology bao gồm các thông tin sau:

Một route nào đó là ở trạng thái active hay passive

Cập nhật có gửi đến Router láng giềng hay không

Một gói tin truy vấn đã gửi về Router láng giềng. Nếu có thông tin trong cột

này của bảng, đã có một route đang được đánh dấu như active

Nếu một gói tin đã được gửi đi, một cột khác trong bảng sẽ theo dõi là có

bất cứ một trả lời nào từ Router láng giềng

Các mạng ở xa

Địa chỉ mạng và giá trị subnet của các mạng

Giá trị Metric của các mạng ở xa, gọi là FD

Giá trị Metric của các mạng ở xa được quảng bá bởi Router được kết nối

trực tiếp, giá trị này còn gọi là AD

Giá trị next-hop

Cổng đi ra của các Router được dùng để đến Router next-hop.

Tuyến đường tốt nhất được chỉ ra ở dạng hop-count

Bảng topology được xây dựng từ các gói tin cập nhật giữa các Router láng

giềng và được trả lời bởi các truy vấn từ Router. Các gói tin trả lời được gửi bởi

các truy vấn từ Router. Các gói tin trả lời được gửi ra nhằm đáp ứng với các gói

tin truy vấn. Giải thuật DUAL sẽ dùng thông tin từ các gói tin truy vấn và gửi trả

lời.

Có hai loại gói tin cập nhật này được gửi đi một cách tin cậy (có ACK) dùng

module RTP trong giao thức EIGRP của Cisco. Nếu một Router không nghe một

ACK trong một khoảng thời gian cho trước, nó sẽ truyền lại gói tin như một dạng

unicast. Nếu không nhận được gói tin trả lời sau 16 lần cố gắng, Router sẽ đánh

dấu Router láng giềng là đã chết. Mỗi lần một Router gửi ra một gói tin, RTP sẽ

tăng chỉ số thứ tự lên 1. Router phải nghe trả lời từ tất cả các Router trước khi nó

gửi các gói tin kế tiếp. Thời gian xây dựng bảng topology càng ngắn nếu như

Router không phải truyền các gói tin unicast.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 24

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

7. Duy trì bảng topology

Hình IV.1: Duy trì bảng topology

Có 3 nguyên nhân làm cho bảng topology phải được tính toán lại:

Router nhận được một thay đổi khi có một mạng mới. Mạng mới này có thể

là mạng ở xa hoặc một cổng kết nối trực tiếp của Router được up lên.

Router thay đổi giá trị successor trong bảng topology và bảng định tuyến

trong các tình huống như bảng topology nhận được một trả lời hoặc một

truy vấn từ các Router láng giềng. Hoặc trong một tình huống khác là có

một cấu hình đã làm thay đổi cost của kết nối.

Router nhận được một thay đổi từ Router láng giềng khi một mạng không

còn tồn tại. Các thay đổi này có thể là bảng topology nhận được từ một truy

vấn, một gói tin trả lời hoặc một cập nhật chỉ ra rằng mạng ở xa đang bị

down. Một tình huống khác là Router láng giềng không nhận được gói hello

trong khoảng thời gian hold-time. Hoặc một mạng là một kết nối trực tiếp

8. Tìm một đường đi dự phòng về một mạng ở xa

nhưng bị down.

Khi một đường đi về một mạng nào đó bị mất, EIGRP sẽ tìm các tuyến

đường dự phòng. Quá trình này là một trong những ưu điểm chính của EIGRP.

Phương thức mà EIGRP dùng để tìm đường đi dự phòng thì rất nhanh và rất

đáng tin cậy.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 25

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Hình IV.2: Tìm các tuyến đường đi dự phòng

Các sự kiện sau đây khi Router G bị down:

 Router D gửi luồng dữ liệu về Router G.

 Khi đó Router D sẽ tìm trong bảng topology. Bảng này có tất cả các mạng và

đường đi về mạng này để xác định xem có tuyến đường dự phòng nào

không. Nghĩa là Router D đang tìm kiếm một FS.

 Một FS sẽ được xác định. Bảng topo sẽ có một AD và một FD cho tất cả các

route hoặc các successor. Thông tin này bao gồm giá trị Metric qua đó route

sẽ được lựa chọn.

 Router D sẽ thêm các đường đi dự phòng về Router X thông qua Router H.

Các đường đi dự phòng này sẽ được tìm thấy trong bảng topology mà không

bị chuyển sang chế độ active bởi vì giá trị AD vẫn nhỏ hơn giá trị FD. Giá trị

AD là 5, giá trị FD là 15.

Router cần phải gửi các cập nhật đến các Router láng giềng của nó bởi vì

giá trị của AD đã thay đổi.

Nếu Router không có một giá trị FS, nó sẽ đặt route đó vào trạng thái active

khi nó đang truy vấn các Router về các đường đi dự phòng.

Sau khi tìm kiếm trong bảng topology, nó có một đường đi FS là tìm thấy,

Router sẽ trả lời lại bằng đường đi dự phòng. Đường đi dự phòng sẽ được

thêm vào bảng topology.

Bảng định tuyến sẽ được cập nhật.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 26

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Route đó sẽ đặt vào trạng thái passive khi Router chuyển sang trạng thái

forwarding bình thường cho đến khi có một thay đổi kế tiếp trong mạng.

Nếu một Router láng giềng đã được truy vấn và không có đường đi dự

phòng hoặc FS, nó sẽ đặt route đó vào trạng thái active và truy vấn những

Router láng giềng của nó.

Nếu không có bất cứ một trả lời nào tìm thấy, các gói tin sẽ tiếp tục truyền

cho đến khi nào nó đến ranh giới của mạng hoặc của AS.

Khi Router gửi một gói tin truy vấn, nó sẽ lưu trong bảng topology. Cơ chế

này đảm bảo các gói tin trả lời nhận được trong khoảng thời gian cho phép. Nếu

một Router không nhận được một gói trả lời, Router láng giềng sẽ bị xóa khỏi bảng

láng giềng. Tất cả các mạng hiện được chứa trong bảng topology cho láng giềng

đó sẽ được gửi truy vấn. Thỉnh thoảng, vì các kết nối là chậm do băng thông thấp,

nên các vấn đề mới có thể xảy ra. Đặc biệt là khi một Router không nhận được các

trả lời từ tất cả các truy vấn đang được gửi ra. Trạng thái này được gọi là SIA. Các

Router láng giềng không có trả lời sẽ bị xóa ra khỏi bảng neighbor và giải thuật

9. The Diffusing Update Algorithm

DUAL sẽ giả sử rằng có một gói reply nhận được với giá trị là vô hạn.

EIGRP sử dụng giải thuật DUAL để quảng cáo các route đến các láng giềng

và chọn đường đi tới đích.

Hình IV.3: Giải thuật DUAL

Một số khái niệm dùng trong giải thuật này:

Khái niệm Định nghĩa

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 27

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Feasible distance Là Metric nhỏ nhất để đi đến đích theo một tuyến

(FD) xác định.

Feasibility condition Là điều kiện yêu cầu để RD < FD nhằm đảm bảo

(FC) hình thành các đường đi không bị loop khi xây

dựng bảng topology.

EIGRP successor Là Router EIGRP láng giềng thỏa mãn điều kiện FC

và có Metric nhỏ nhất đi đến đích. Successor được

dùng như là next-hop để chuyển tiếp gói tin đi đến

mạng đích.

Feasible successor Là Router EIGRP láng giềng thỏa mãn điều kiện FC

nhưng không được chọn là Successor nên thường

dùng như các tuyến dự phòng.

Bảng IV.4 – Mô tả khái niệm trong DUAL

Hình IV.4: Tính toán giải thuật DUAL

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 28

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Hình VI.5: Tính toán bảng định tuyến

RouterB được chọn là successor vì RouterB có FD nhỏ nhất (metric = 121)

để Network 7 khi xuất phát từ A. Để chọn feasible successor, RouterA kiểm tra RD

của các Router EIGRP láng giềng H và D (RD của H và D lần lượt là 30 và 140) có

nhỏ hơn FD của successor hay không (FD = 121). Router H được chọn feasible

successor vì có RD = 30 nhỏ hơn FD = 121 của successor. Router D không là

successor hay feasible successor vì có RD = 140 > 121 và do đó không thỏa mãn

10. EIGRP Reliable Transport Protocol: có 5 loại gói tin EIGRP chia làm 2 loại:

điều kiện FC.

tin cậy (Update, Query, Reply) và không tin cậy (Hello, Acknowledgement).

Hello: gói tin Hello dùng để thiết lập quan hệ láng giềng trên đường truyền.

Acknowledgment: gói tin Acknowledgment được dùng báo hiệu nhằm đảm

bảo phân phối tin cậy các gói tin EIGRP.Tất cả các gói tin EIGRP được gửi

đến Địa chỉ multicast nhóm EIGRP là 224.0.0.10. Vì có nhiều thiết bị nhận

nên cần một giao thức để đảm bảo phân phối tin cậy các gói tin EIGRP là

giao thức RTP (Reliable Transport Protocol). Khi gói tin reliable EIGRP

được gửi đến router EIGRP láng giềng, Router gửi mong muốn được hồi

đáp để đảm bảo gói tin này đã được nhận.

Update: gói tin Update chứa các cập nhật định tuyến EIGRP và gửi đến

EIGRP Router láng giềng.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 29

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Query: các gói tin Query được gửi đến Router EIGRP láng giềng khi route

không sẵn sàng và Router cần biết trạng thái của route để đạt hội tụ nhanh.

Reply: các gói tin Reply chứa trạng thái các route được gửi đáp lại các

11. EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục và VLSM

Query.

Hình IV.6: EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục và VLSM

RouterB kết nối với mạng 192.168.8.128/25 muốn quảng cáo đến RouterA

qua mạng 10.1.1.0/24. Mặc định, EIGRP là giao thức định tuyến dạng Classful;

RouterB sẽ tiến hành tóm tắt (autosummarize) mạng này về Địa chỉ lớp mạng mặc

định. Do đó, RouterB sẽ quảng cáo mạng 192.168.8.0 /24 đến RouterA. Do đó, để

đảm bảo EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục, người quản trị mạng cần phải cấu

hình:

RouterB (config-router)# no auto-summary

Khi đó RouterB sẽ quảng cáo mạng 192.168.8.128/25 đến RouterA và giải

12. Tóm tắt Route trong EIGRP (summarization)

quyết được ván đề mạng không liên tục.

Có 2 loại Route trong EIGRP là tóm tắt tự động và bằng phương pháp thủ công.

Tóm tắt tự động: được dùng mặc định EIGRP, khi đó EIGRP mang đặc tính

tương tự như RIP và IGRP. Nghĩa là khi gửi cập nhật định tuyến thì Router

sẽ tự động tóm tắt route về Địa chỉ mạng chính ở lớp A, B hay C.

Hình IV.7: Quá trình summarization của EIGRP

Ở hình trên, Router R1 gửi cập nhật về mạng 132.168.1.0 đến R2 thông qua

lớp mạng trung gian là 192.168.2.0. R1 sẽ tự động tóm tắt route này về ranh

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 30

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

giới mạng lớp B là 132.168.0.0 và gửi đến R2. Sự cố sẽ xuất hiện trong trường

hợp mạng không liên tục.

Tóm tắt bằng phương pháp thủ công: là ta cấu hình tóm tắt trên các cổng

giao tiếp của Router bằng lệnh:

Router(config-if)# ip summary-address eigrp {AS number} {network

address} {subnet mask}

Có thể thực hiện tóm tắt route trên tất cả các loại cổng giao tiếp trên Router

(còn OSPF thì chỉ tóm tắt các loại Router biên ARB và ASBR), khi đó Router ngay

lập tức sẽ tạo ra route về null 0 với giá trị AD bằng 5 nhằm ngăn chặn vòng lặp xảy

ra.

R1(config)# interface S0

R1(config-if)# ip address 192.168.11.1 255.255.255.252

R1(config-if)# no shutdown

R1(config-if)# ip summary-address eigrp 1 192.168.8.0 255.255.252.0

Hình VI.8: Cấu hình tóm tắt route

Ở ví dụ trên, R1 tóm tắt Địa chỉ 192.168.8.0/24, 192.168.9.0/24,

192.168.10.0/24 thành 192.168.8.0/22. Việc thực hiện tác vụ này trong EIGRP

nhằm giảm kích thước bảng định tuyến và số lần cập nhật giúp dễ dàng nâng cấp

khi mở rộng mạng EIGRP.

Điểm khác biệt về summarization giữa EIGRP và OSPF là ở chỗ:

OSPF chỉ thực hiện tóm tắt ở các vùng biên.

EIGRP có thể hực hiện tóm tắt trên bất cứ Router nào trong mạng. Quyết

định vị trí nào sẽ được tóm tắt route là tùy thuộc vào cách thiết kế. Mặc

định sẽ tự động tóm tắt ở ranh giới các địa chỉ lớp mạng khác nhau. Các

lệnh dùng ở chế độ Router hay cấu hình trên cổng giao tiếp.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 31

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

13. Tiến tình truy vấn của EIGRP

EIGRP sẽ tiến hành tìm các đường bị mất kết nối để đạt được thời gian hội

tụ cao nhất. Tiến trình này gọi là tiến trình truy vấn (Query process). Khi đó,

các gói tin truy vấn sẽ được gửi đi khi bị mất kết nối. Lúc này Router được xem

là đang ở trạng thái active. Các gói tin truy vấn được gửi đến tất cả các Router

EIGRP láng giềng ngoại trừ Router làm successor. Nếu các Router láng giềng

không có thông tin về tuyến bị mất thì các gói tin truy vấn tiếp tục được gửi

đến các Router láng giềng khác cho đến khi hết AS. Khi gói tin truy vấn được

gửi đi, Router phải chờ hồi đáp từ Router láng giềng trước khi Router thực

hiện tính toán để chọn successor. Nếu trong khoảng thời gian 3 phút mà Router

láng giềng không hồi đáp lại, Router được gọi là stuck in active (SIA), và Router

14. Tuyến đường mặc định trong EIGRP

sẽ tiến hành thiết lập lại quan hệ láng giềng.

EIGRP cũng sử dụng lệnh ip default-network để quảng bá tuyến mặc định

giống như IGRP. Lệnh này chỉ định Địa chỉ của major network và đánh dấu

15. Cân bằng tải trong EIGRP

tuyến đường là mặc định.

EIGRP tự động cân bằng tải qua những đường có cùng giá trị cost. Ta có thể

cấu hình cân bằng tải qua những đường có cost không bằng nhau bằng cách sử

dụng lệnh variance như trong IGRP:

Cú pháp: Router (config-router)# variance var

Trong đó var là tỉ số từ 1-128, mặc định là 1 (equal-cost). Nếu var >1, thì ta

sẽ lấy var nhân với Metric của đường có cost nhỏ nhất tạo thành số a. Nếu

những đường nào đó có Metric nhỏ hơn số a thì những đường đó được cân

bằng tải. Luồng dữ liệu được gửi ra mỗi liên kết sẽ tỉ lệ với Metric cho đường

đi đó.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 32

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Hình VI.9: Cân bằng tải trên EIRGP

Một đường đến mạng A có 4 đường từ F và đường có Metric tốt nhất là 10.

Giả sử ta cấu hình variance là 2 thì số a sẽ là 2*10=20, vậy những đường nào từ F

đến mạng A có Metric<20 sẽ được cân bằng tải: F→D→B→A(15), F→C→B→A(15),

F→C→G→A(10), và được cân bằng theo tỉ lệ 1:1:2.

Lợi ích của cân bằng tải là tăng khả năng linh động, sử dụng hiệu quả đường

16. Thiết kế mạng EIGRP

truyền.

EIGRP được thiết kế để hoạt động trong một mạng rất lớn. Tuy nhiên EIGRP

vẫn giống OSPF, nó đòi hỏi nhiều yếu tố thiết kế. Các yêu cầu mới thường xuyên

yêu cầu nhiều băng thông và các tài nguyên khác từ mạng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng mở rộng của EIGRP là:

Tổng số thông tin được gửi giữa các Router láng giềng

Tổng số Router gửi các routing update

Các RouterCách xa nhau bao nhiêu

Tổng số các đường đi thay thế đến một mạng đích

Một mạng EIGRP thiết kế kém có thể dẫn đến kết quả sau:

Router bị SIA

Mạng bị nghẽn do delay, các thông tin định tuyến bị mất, các tuyến bị mất

hay phải truyền lại

Router bị hết bộ nhớ

CPU bị quá tải

Các kết nối trở nên kém tin cậy

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 33

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Các giải pháp cho vấn đề mở rộng EIGRP:

Địa chỉ mạng được cấp phát liên tục để có thể thực hiện được quá trình tóm

tắt.

Mạng nên được thiết kế theo từng lớp để cho phép quá trình

summarization.

Các thiết bị phải đủ tài nguyên.

Phải đủ băng thông trên các kết nối WAN.

Cấu hình EIGRP phù hợp trên các kết nối WAN. Mặc định EIGRP dùng 50%

bẳng thông của đường truyền cho các lưu lượng dữ liệu. Giá trị mặc định

này có thể thay đổi được.

17. Lab 3 – Cấu hình EIGRP cơ bản

Nên dùng các cơ chế lọc tuyến.

Hình IV.10 – Lab 3 Cấu hình EIRGP cơ bản

Yêu cầu: Sử dụng Cisco Packet Tracer để xây dựng mạng như sơ đồ đã cho,

có thể lấy 1 Router để giả lập Corporate Network

i. Đặt tên, gán địa chỉ IP cho router và cổng tương ứng như trong sơ đồ

ii. Chú ý: cổng Houston S0/1 là DCE nên cần có clock rate trên cổng này

iii. Sử dụng giao thức định tuyến động EIGRP trên AS 69

iv. Tuyến ngầm định (định tuyến tĩnh) được dùng để chuyển tiếp lưu lượng

giữa AS 69 và Corporate Network và có địa chỉ mạng 6.9.6.0/24

v. Các router đều ping được tất cả địa chỉ trong mạng và ngược lại

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 34

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Các bước thực hiện

Bước 1: Thực hiện yêu cầu (i), (ii), (iii) và (iv)

Austin

Austin(config)# router eigrp 69 Austin(confi -router)# network 172.16.0.0 Austin(config-router)# no auto-summary Austin(config-router)# end Austin# write memory

Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Austin Austin(config)# interface f0/1 Austin(config-if)# no shutdown Austin(config-if)# ip address 172.16.10.1 255.255.255.0 Austin(config-if)# exit Austin(config)# interface s0/1 Austin(config-if)# no shutdown Austin(config-if)# ip address 172.16.20.1 255.255.255.0 Austin(config-if)# exit

Giả sử rằng Houston S0/0 và Corporate Network S0/1 lần lượt lấy các địa

chỉ là 6.9.6.9/24 và 6.9.6.10/24 (suy ra từ địa chỉ mạng 6.9.6.0/24), khi đó kết

hợp với các địa chỉ cho trước trong sơ đồ mạng ta có thể cấu hình như sau

Houston

Houston(config)# interface s0/0 Houston(config-if)# no shutdown Houston(config-if)# ip address 6.9.6.9 255.255.255.0 Houston(config-if)# exit Houston(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 6.9.6.10 Houston(config)# router eigrp 69 Houston(config-router)# network 172.16.0.0 Houston(config-router)# no auto-summary Houston(config-router)# redistribute static Houston(config-router)# end Houston# write memory

Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Houston Houston(config)# interface f0/1 Houston(config-if)# no shutdown Houston(config-if)# ip address 172.16.30.1 255.255.255.0 Houston(config-if)# exit Houston(config)# interface s0/1 Houston(config-if)# no shutdown Houston(config-if)# clock rate 64000 Houston(config-if)# ip address 172.16.20.2 255.255.255.0 Houston(config-if)# exit

Corporate Network

Corp(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 6.9.6.9 Austin(config)# end Austin# write memory

Router> enable Router# configure terminal Router(config)# hostname Corp Corp(config)# interface s0/1 Corp(config-if)# no shutdown Corp(config-if)# ip address 6.9.6.10 255.255.255.0 Corp(config-if)# exit

Kiểm tra lại cấu hình dùng lệnh show running-config và show ip interface brief

để đảm bảo cấu hình đúng, giải quyết sự cố nếu cần.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 35

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Bước 2: Kiểm tra bảng định tuyến bằng câu lệnh show ip route, đảm bảo tất

cả các mạng con đều được hiển thị trong bảng định tuyến (4 mạng con).

Ví dụ:

Bước 3: Thực hiện bước (v)

Ví dụ:

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 36

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Lệnh Giải thích

Show ip eigrp neighbors Xem thông tin chi tiết về các neighbor.

Show ip protocol Lệnh này hiển thị các thông số và trạng thái hoạt động

hiện tại của các giao thức định tuyến. Thông tin hiển

thị: giao thức định tuyến sử dụng, thời gian, các giao

thức được redistribute, và mạng mà giao thức quảng

bá…

Show ip eigrp interfaces Hiển thị tất cả các thông tin giao tiếp của RouterChạy

EIGRP. Câu lệnh này dùng để xem nhanh EIGRP đã

được cấu hình trên interface nào, thuộc AS nào.

Show ip eigrp topology Xem thông tin chi tiết về những đường được giữ trong

bảng topology của Router, các network và những

đường đến mạng đó, next hop…

Show ip eirgp topology all Xem thông tin chi tiết về những đường và những đường

dự phòng trong bảng topo.

Show ip eigrp traffic Xem thông tin về các lưu lượng dữ liệu được gửi và

nhận từ quá trình EIGRP.

Debug eigrp packet Xem thông tin về những packet eigrp được gửi và

nhận. Lệnh này cần thiết trong phân tích các bản tin

giữa các Router láng giềng.

Debug eigrp neighbors Xem các gói tin hello được gửi và nhận giữa Router và

những neighbor của nó

Debug eigrp route Xem những thay đổi về bảng định tuyến

Debug ip eigrp summary Xem thông tin tóm tắt về các quá trình của EIGRP,

gồm: neighbor, distance, filtering, và redistribution

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 37

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Bảng IV.5 – Các lệnh hiển thị hoạt động của EIGRP

V. Giao thức định tuyến OSPF

1. Khái niệm

OSPF là giao thức định tuyến mở ứng dụng kỹ thuật link-state thường được

triển khai trên hệ thống mạng phức tạp. OSPF tự xây dựng cơ chế đảm bảo độ tin

cậy chứ không sử dụng các giao thức như TCP để đảm bảo độ tin cậy. OSPF là giao

thức định tuyến classless nên hỗ trợ VLSM và mạng không liên tục. OSPF sử dụng

địa chỉ multicast 224.0.0.5 và 224.0.0.6 (DR và DBR Router) để gửi thông điệp

Hello và Update. OSPF còn hỗ trợ khả năng chứng thực không mã hóa/mã hóa

(MD5). Nó cũng có thể dò tìm nhanh chóng sự thay đổi của topology (cũng như lỗi

của các cổng) và tính toán lại những tuyến đường mới sau chu kì hội tụ. Cũng

giống như các giao thức nhóm link-state, mỗi Router OSPF duy trì cơ sở dữ liệu

mô tả toàn bộ các thông tin trong khu vực (Area) của mình. Cơ sở dữ liệu này được

gọi là cơ sở dữ liệu trạng thái kết nối (link-state) và phải là một cơ sở dữ liệu thống

nhất.

2. Lịch sử phát triển của OSPF

Bắt đầu nghiên cứu và phát triển từ 1987 nhằm thay thế RIP. OSPF được

mô tả trong RFC của IETF.

Năm ra đời Phiên bản Ghi chú

1 (RFC 1131) Thử nghiệm và không được ứng dụng rộng rãi 1989

1991 2 (RFC 1247) Được ứng dụng rộng rãi

1999 3 (RFC 2740) Hỗ trợ IPv6

Bảng V.1 – Tóm tắt lịch sử OSPF

3. Thuật toán SPF

OSPF sử dụng thuật toán Dijkstra để xây dựng bảng định tuyến. Đây là giải

thuật xây dựng các đường đi ngắn nhất để đi đến đích. Thông điệp quảng cáo LSA

mang thông tin của Router và trạng thái của các Router lân cận. Dựa trên các thông

tin học được khi trao đổi các thông điệp LSA, OSPF sẽ xây dựng cấu trúc liên kết

hình học trên toàn mạng (topology). Mỗi Router chạy một thuật toán giống nhau

thực sự và chạy song song. Từ cơ sở dữ liệu đã nêu ở trên, mỗi Router sẽ tự xây

dựng một đường đi ngắn nhất tới các điểm còn lại và bản thân nó là một nút gốc

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 38

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

(root) của cây này. Trong trường hợp các tuyến chi phí như nhau đến một mạng

đích thì lưu lượng sẽ phân phối đều giữa các tuyến đường này (cân bằng tải – load

balancing.

Hình V.1 – Tóm tắt hoạt động của OSPF

Khi Router nhận được các gói LSA, nó sẽ tự xây dựng cơ sở dữ liệu về trạng

thái kết nối và dùng thật toán Dijktra’s Shortest Path First (SPF) để tạo ra

cây SPF. Khi nhận thông tin thay đổi thì các router sẽ tính lại SPF.

4. Ưu điểm của OSPF

 Tốc độ hội tụ nhanh

 Hỗ trợ VLSM

 Áp dụng cho các mạng lớn

 Hiệu quả hơn trong việc chống Routing loop

 Đường đi linh hoạt hơn.

 Hỗ trợ xác thực (Authenticate)

5. So sánh OSPF với giao thức định tuyến theo Distance Vector

OSPF Distance Vector

Router định tuyến theo trạng thái liên kết có một cơ sở đầy Router chỉ biết next-hop để

đủ về cấu trúc hệ thống mạng. Chúng chỉ thực hiện trao đổi gửi gói tin đến đích.

thông tin về trạng thái liên kết lúc khởi động và khi hệ

thống mạng có sự thay đổi.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 39

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Không quảng bá bảng định tuyến theo định kì Quảng bá bảng định tuyến

theo định kì.

Sử dụng ít băng thông hơn cho hoạt động duy trì bảng định Tốn nhiều băng thông.

tuyến

OSPF phù hợp với các mạng lớn, có khả năng mở rộng, RIP phù hợp với các mạng

đường đi tốt nhất của OSPF là dựa trên tốc độ của đường nhỏ và đường tốt nhất đối với

truyền, đường truyền có tốc độ càng cao thì chí phí OSPF RIP là con đường có số hop ít

càng thấp. nhất. RIP không hề quan tâm

đến băng thông đường

truyền khi quyết định chọn

đường đi.

OSPF chọn đường tốt nhất từ cây SPF. RIPcũng như các giao thức

định tuyến theo Distance

vector đều sử dụng thuật

toán chọn đường đi đơn giản.

Tốn nhiều bộ nhớ và năng lực xử lí của Router. Ít tốn bộ nhớ và năng lực xử

lí của Router.

Đảm bảo không bị định tuyến lặp Vẫn có thể bị định tuyến lặp

OSPF sau khi đã hội tụ vào lúc khởi động, khi có thay đổi RIP phải mất ít nhất vài phút

thì việc hội tụ sẽ rất nhanh vì chỉ có thông tin về sự thay đổi mới có thể hội tụ được vì mỗi

này được phát ra cho mọi Router trong vùng. Router chỉ trao đổi bảng định

tuyến với các Router láng

giềng kết nối trực tiếp với

mình mà thôi.

OSPF hỗ trợ VLSM nên nó được xem là một giao thức định RIPv1 không hỗ trợ VLSM

tuyến không phân lớp. nhưng RIPv2 thì có

Không giới hạn về kích thước mạng Giới hạn về kích thước mạng.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 40

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

OSPF sử dụng khái niệm về phân vùng. Một mạng OSPF có RIP sử dụng cấu trúc mạng

thể chia các Router thành nhiều nhóm. Bằng cách này OSPF ngang hàng. Thông tin định

có thể giới hạn lưu thông trong từng vùng nên thay đổi tuyến được truyền lần lượt

trong vùng này không ảnh hưởng đến hoạt động của các cho mọi Router trong cùng

vùng khác. Cấu trúc phân lớp như vậy cho phép hệ thống một hệ thống RIP.

mạng có khả năng mở rộng một cách hiêu quả.

Bảng V.2 – OSPF vs. Distance – Vector

6. Các loại gói tin trong OSPF

Tên Chức năng

Hello Gói tin Hello dùng để phát hiện trao đổi thông tin của

các Router cận kề.

Database Description Gói tin dùng để chọn lựa Router nào sẽ được quyền

trao đổi thông tin trước (master/slave).

Link State Request Gói tin này dùng để chỉ định loại LSA dùng trong tiến

trình trao đổi các gói tin DBD.

Link State Update Gói tin này dùng để gửi các gói tin LSA đến Router cận

kề yêu cầu gói tin này khi nhận thông điệp Request.

Link State Acknowledge Gói tin này dùng để báo hiệu đã nhận gói tin Update.

Bảng V.3 – Mô tả các gói tin OSPF

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 41

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Bảng V.4 – Nội dung của 1 gói tin OSPF

7. Các loại thông điệp LSU hoặc LSAs (Link – State Advertisements)

Loại LSU/LSAs Chức năng

1 Router Mô tả trạng thái, chi phí của kết nối đến Router hàng

xóm và IP Prefix của các kết nối dạng điểm – điểm.

2 Network Mô tả số lượng Router và subnet mask trên phân đoạn

mạng.

3 Summary Mô tả đích đến ở ngoài vùng nhưng cùng miền OSPF.

Network Thông tin tóm tắt của một vùng sẽ được gửi đến vùng

khác.

4 Summary ASBR Mô tả thông tin của ASBR (router tại biên kết nối với hệ

tự trị). Không có sự tóm tắt LSA Type 4 này trong cùng

một vùng.

5 External Mô tả các tuyến đường đi đến các đích ở ngoài miền

OSPF (các hệ tự trị - Autonomous Systems)

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 42

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

6 Group Mô tả quan hệ thành viên nhóm multicast OSPF

Membership (MOSPF).

7 NSSA Mô tả các tuyến đường đến các đích trong Not – So –

Stubby Area

8 Unused Không sử dụng

8-11 Opaque Được sử dụng để tính toán các tuyến đường sử dụng

cho kĩ thuật quản lý lưu lượng của công nghệ MPLS

Bảng V.5 – Mô tả chức năng các gói tin OSPF

8. Metric của OSPF:

OSPF sử dụng Metric là chi phí (cost). Cost của toàn tuyến được tính theo

cách cộng dồn cost dọc theo tuyến đường đi của gói tin. Cách tính cost được IETF

được đưa ra trong RFC 2328.

= ℎặ = 10 ℎ () 10 ℎ ()

Tuy nhiên, ta có thể thay đổi giá trị của cost. Nếu Router có nhiều đường

đến đích bằng nhau thì Router sẽ cân bằng tải trên các tuyến đường đó (mặc định

là 4 đường, tối đa là 16 đường). Những tham số bắt buộc phải giống nhau đối với

các Router chạy OSPF trong một Area đó là khoảng thời gian gửi Hello/Dead, định

danh vùng (Area – ID), mật khẩu xác thực (authentication password) và stub area

flag nếu có.

Bảng V.6 – Chi phí đối với các băng thông tiêu biểu

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 43

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

9. Các loại Router trong OSPF

Hình V.2 – Phân loại OSPF router

10. Chi tiết về vùng (Area) trong OSPF

OSPF hỗ trợ hai mức độ phân cấp qua khái niệm vùng (area). Mỗi vùng là một

số 32 bit biểu diễn ở dạng IP (vùng a.b.c.d) hay dạng thập phân (vùng x). Vùng 0

là vùng xương sống (backbone), do đó các vùng đều phải kết nối trực tiếp với vùng

0 hay thông qua kết nối ảo (virtual link). OSPF có một số loại vùng sau: normal

area, stub area, totally stubby area, not-so-stubby area (NSSA) và totally NSSA.

Vùng bình thường (Nomal Area)

Mặc định, vùng mang những đặc tính sau:

 Nhận các thông tin tóm tắt (summary LSA) từ các vùng khác.

 Nhận các thông tin từ bên ngoài (external LSA).

 Nhận các thông tin mặc định từ bên ngoài (external default LSA).

Hình V.3 – Phân loại vùng OSPF

Stub Area

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 44

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Hình V.4 – Hoạt động của stub area

Vùng Stub không nhận các thông tin từ bên ngoài (external LSA). Vùng Stub

nhận các thông tin tóm tắt (Summary LSA) từ các vùng khác và nhận các thông

tin mặc định.

Totally Stubby Area

Hình V.5 – Hoạt động của Totally Stubby Area

Totally Stubby Area là vùng bị hạn chế nhất. Router trong loại vùng này

chỉ tin tưởng vào các thông tin tóm tắt mặc định (default summary route) từ

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 45

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

ABR. Không tồn tại thông tin từ bên ngoài của OSPF (external route) hay thông

tin tóm tắt (summary) trong bảng định tuyến. Đây là một mở rộng của vùng

stub nên mang đầy đủ các các đặc tính của vùng Stub.

Những đặc tính của vùng Totally Stub:

 Không nhận các thông tin tóm tắt (summary LSA).

 Không nhận các thông tin từ bên ngoài (external LSA).

 Chỉ nhận các thông tin về tuyến mặc định.

 Không tạo ra các summary LSA.

Not – So – Stubby - Area:

Hình V.6 – Hoạt động của Totally NSSA

Totally Not-So-Stubby Area

Loại vùng này là một mở rộng của NSSA, nếu vùng 1 là totally NSSA thì sẽ

mang những đặc tính sau:

 Không chấp nhận external LSA.

 Không chấp nhận các thông tin tóm tắt summary LSA.

11. Các loại môi trường OSPF:

Có 3 kiểu mạng được định nghĩa trong OSPF là Đa truy cập quảng bá

(Broadcast Multi-Access/BMA), Đa truy cập không quảng bá (Non-Broadcast

Multi-Access/NBMA) và Điểm – Điểm (Point-to-Point)

BMA

BMA sử dụng kiến trúc mạng (cấu trúc liên kết hình học và cách thức truy cập

mạng) tương tự như ETHERNET.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 46

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Quá tải là hậu quả xảy ra với BMA khi có nhiều router được kết nối thực hiện

quá trình thiết lập mối quan hệ và trao đổi thông tin trạng thái.

Giải pháp cho vấn đề trên là bầu ra một router làm đại diện cho BMA. Router

đó được gọi là Designated Router (DR). DR sẽ thiết lập mối quan hệ với mọi router

khác trong mạng quảng bá. Các router còn lại sẽ chỉ gửi thông tin về trạng thái liên

kết cho DR. Sau đó DR sẽ gửi thông tin này cho mọi router khác trong mạng sử

dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5. Rõ ràng DR đóng vai trò như một người phát

ngôn chung. Việc bầu ra DR rất có hiệu quả nhưng cũng có một nhược điểm. DR

trở thành một tâm điểm nhạy cảm đối với sự cố. Do đó, cần một Router thứ hai

được bầu ra để làm đại diện dự phòng – Backup DR (BDR), Router này sẽ đảm

trách vai trò của DR nếu DR bị sự cố. Địa chỉ multicast 224.0.0.6 được sử dụng để

truyền thông giữa các DR và BDR.

 Lựa chọn DR và BDR: quá trình bầu chọn DR và BDR được tiến hành ngay sau

khi cổng của Router đầu tiên được kết nối vào mạng đa truy cập và được cấu

hình giao thức OSPF. Quá trình này có thể mất vài phút, sau khi tất các Router

được bật, Router có chỉ số ID lớn nhất có thể là DR.

Quá trình lựa chọn DR và BDR sẽ theo qui tắc sau:

 DR: Router có chỉ số Priority lớn nhất.

 BDR: Router có chỉ số Priority lớn thứ hai.

 Trong trường hợp các Router có chỉ số Priority bằng nhau thì Router nào

có chỉ số ID (Router ID) cao nhất làm DR.

Hình V.7 – Bầu chọn DR và BDR

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 47

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Trong hình trên RouterC được chọn làm DR vì có độ ưu tiên cao nhất. RouterB

được chọn làm BDR vì có độ ưu tiên cao thứ hai và có Địa chỉ ID cao hơn RouterA.

 Router ID: dùng để chọn DR và BDR trong mạng. Router ID đơn giản là Địa chỉ

IP, nó là duy nhất với mỗi Router. Nó được chọn như sau:

 Người quản trị mạng cấu hình trực tiếp.

 Nếu không được cấu hình, sẽ chọn địa chỉ IP lớn nhất của cổng ảo (Loopback

interface)

 Nếu không có Loopback interface, Địa chỉ IP lớn nhất của cổng vật lí (đang

hoạt động) sẽ được chọn làm Router ID.

 Khi DR được chọn, nó sẽ vẫn là DR cho đến khi các điều kiện sau xảy ra:

 Router ID bị lỗi.

 OSPF trên DR bị lỗi.

 Cổng (interface) trên DR bị lỗi.

 Thay đổi DR và DBR:

 Trong trường hợp DR bị lỗi, BDR sẽ làm DR và sẽ có tiến trình lựa

chọn để chọn ra Router mới làm BDR.

 Khi Router có Địa chỉ IP lớn nhất tham gia vào mạng thì DR và BDR

vẫn không thay đổi (không chọn lại DR và BDR).

Hình V.8 – Trường hợp 1 – Không bầu lại DR/BDR

 Nếu DR cũ hết lỗi, tham gia vào mạng thì vẫn coi là Router Other

(Router thành viên).

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 48

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Hình V.9 – Trường hợp 2 – Không bầu lại DR/BDR

 Khi BDR bị lỗi, một tiến trình sẽ lựa chọn các Router còn lại trừ DR

để làm BDR (với Router ID lớn nhất).

Hình V.10 – Bầu lại DBR

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 49

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

 Chỉ khi cả DR và BDR bị lỗi, OSPF sẽ tiến hành tính toán lựa chọn lại

DR và BDR.

Hình V.11 – Bầu lại DR và BDR

Point-to-Point

Môi trường điểm đến điểm là môi trường truyền dẫn được đóng gói HDLC/PPP,

Frame Relay/ATM point-to-point subinterface. Không có sự bầu chọn DR/BDR

trong môi trường này. Các gói tin OSPF được gửi đi ở dạng multicast.

Hình V.12 – Minh họa về mạng Point – to - Point

NBMA

Kết nối các mạng chứa

hơn 2 router nhưng

không có khả năng

quảng bá. Hình V.13 – Minh họa về mạng NBMA

Tương tự như BMA, NBMA cũng bầu DR/BDR để giải quyết tình trạng quá tải

trong mạng. NBMA có 5 chế độ làm việc là quảng bá, không quảng bá, điểm – đa

điểm, điểm – điểm không quảng bá và điểm – điểm.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 50

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Chế độ làm việc

Cấu trúc liên kết

Địa chỉ

Thời gian

Thiết lập

Định nghĩa

OSPF

trong NBMA

mạng con

gửi Hello

mối quan hệ

bởi RFC hoặc

(giây)

hàng xóm

Cisco

Quảng bá

Lưới hoặc

lưới

Như nhau

10

Tự động,

Cisco

từng phần

bầu DR/BDR

Không quảng bá Lưới hoặc

lưới

Như nhau

30

Người quản trị

RFC

từng phần

cấu hình,

bầu DR/BDR

Điểm – Đa điểm Lưới

từng phần

Như nhau

30

RFC

Tự động,

hoặc sao

không bầu

DR/BDR

Điểm – đa điểm

Lưới

từng phần

Như nhau

30

Người quản trị

Cisco

không quảng bá

hoặc sao

cấu hình,

không bầu

DR/BDR

Tự động,

Điểm – điểm

Lưới

từng phần

Khác nhau

10

Cisco

không bầu

hoặc sao, sử dụng

trên từng

DR/BDR

cổng

logic

cổng logic

(subinterface)

Bảng V.7 – Tóm tắt các chế độ làm việc của NBMA

12. Chi tiết về thiết lập quan hệ hàng xóm (Adjacency)

OSPF thiết lập quan hệ Adjacency giữa các Router láng giềng nhằm mục

đích trao đổi thông tin định tuyến. Trong môi trường quảng bá, không phải Router

nào cũng có khả năng thiết lập quan hệ Adjacency với tất cả các router khác. Gói

tin Hello chịu trách nhiệm thiết lập và duy trì mối liên hệ này.

Hình V.14 – Thiết lập và duy trì mối quan hệ bằng gói tin Hello

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 51

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Quá trình trong hình V.14 được mô tả như sau:

Đầu tiên Router OSPF sẽ gửi gói tin Hello đến Địa chỉ multicast 224.0.0.5.

Gói tin này sẽ định kì gửi đến tất cả các cổng giao tiếp có hỗ trợ OSPF với

khoảng thời gian tùy thuộc vào từng loại cổng giao tiếp. Trong môi trường

broadcast như Ethernet hay dạng Point-to-Point, thời gian là 10 giây. Trong

môi trường non-broadcast như Frame Relay hay ATM, khoảng thời gian này

là 30 giây.

Gói tin Hello sẽ định kì gửi đi đến tất cả các cổng giao tiếp của Router có chạy

OSPF. Khi Router phát hiện thấy có Router láng giềng nhờ vào gói tin Hello

nhận được, truyền thông hai chiều được thiết lập. Trong môi trường

broadcast và NBMA, gói tin Hello còn được sử dụng để chọn ra các Router chỉ

định DR/BDR.

Sau khi đã thiết lập truyền thông hai chiều, sẽ thiết lập quan hệ liền kề

adjacency, việc ra quyết định thiết lập quan hệ adjacency dựa vào trạng thái

của Router láng giềng và công nghệ mạng dùng để kết nối hai Router. Nếu kiểu

network là broadcast hay non-broadcast, quan hệ adjacency sẽ được thiết lập

giữa các Router láng giềng. Để thiết lập quan hệ adjacency, đầu tiên Router sẽ

tiến hành đồng bộ hóa cơ sơ dữ liệu bằng cách gửi gói tin DBD mô tả cơ sở dữ

liệu cho nhau. Tiến trình này gọi là tiến trình trao đổi cơ sở dữ liệu. Khi đó hai

Router sẽ thiết lập quan hệ master/slave. Mỗi gói tin mô tả cơ sở dữ liệu được

gửi đi bởi master sẽ chứa số tuần tự đánh dấu gói tin. Router slave sẽ báo nhận

gói tin này bằng cách gửi gói tin chứa số thuần tự này để hồi đáp.

Router ở trạng thái sau khi thiết lập quan hệ liền kề adjacency: Down State,

Attemp State, Init State, 2-way State, Exstart State, Exchange State, Loading

State, Full State.

Các trạng thái được mô tả vắn tắt trong bảng V.8 dưới đây:

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 52

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Trạng thái Giải thích

Down State Router không nhận được các thông tin về Router kế cận.

Attemp State Trạng thái này chỉ tồn tại trong mạng NBMA. Ở trạng thái này,

Router sẽ không nhận được thông tin từ các Router hàng xóm

nhưng vẫn nỗ lực tạo mối quan hệ với chúng bằng cách gửi các

gói tin Hello theo định kỳ đến chúng.

Init State Tiến trình gửi gói tin Hello một chiều.

2-way State Khi thiết lập quan hệ hai chiều, Router sẽ đặt ở trạng thái 2-way

State. Khi đó, sẽ bắt đầu thiết lập quan hệ liền kề, các Router chỉ

định DR/BDR sẽ được chọn.

Exstart State Trạng thái này là sự bắt đầu tiến trình đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu.

Master và slave được chọn trong trạng thái này.

Exchange State Ở trạng thái này, Router mô tả trạng thái cơ sở dữ liệu trạng thái

liên kết thông qua gói tin DBD (Database Descriptor). Mỗi gói tin

DBD được đánh số thứ tự để phân biệt. Tại mỗi thời điểm chỉ

cho phép gửi đi một gói tin DBD. Gói tin request cũng được gửi

đi để yêu cầu cập nhật các gói tin LSA.

Loading State Ở trạng thái này, gói tin LS Request được gửi đi để yêu cầu trạng

thái mới nhất của LSA

Full State Sau khi nhận gói tin LS Update, cơ sở dữ liệu của hai Router đã

đồng bộ hóa và Router sẽ chuyển sang trạng thái Full.

Các trạng thái 2 – way và Exstart được minh họa bởi Hình V.15 và V.16 dưới đây:

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 53

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Hình V.15 – Mô tả hoạt động của trạng thái 2 - way

Hình V.16 – Mô tả hoạt động của trạng thái Exstart

13. Lab 4 – Cấu hình OSPF cơ bản

Hình V.17 – Sơ đồ mạng Lab 4

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 54

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Yêu cầu: Sử dụng Cisco Packet Tracer để xây dựng mạng như sơ đồ đã cho

i. Đặt tên, gán địa chỉ IP cho các router và các cổng tương ứng

ii. Chú ý: các cổng Austin – S0/0 và Houston – S0/0 đóng vai trò DCE nên cần

có câu lệnh clock rate trên các cổng này

iii. Kích hoạt OSPF để định tuyến giữa các mạng con

iv. Các router phải ping được tất cả các địa chỉ trong mạng và ngược lại

Cấu hình:

Bước 1: Thực hiện yêu cầu (i), (ii) và (iii)

Austin Router

Router>enable Moves to privileged mode.

Router#configure terminal Moves to global configuration mode.

Router(config)#hostname Austin Sets the host name.

to interface configuration Austin(config)#interface fastethernet 0/0 Moves mode.

Assigns an IP address and netmask.

Austin(config-if)#ip address 172.16.10.1 255.255.255.0

Austin(config-if)#no shutdown Enables the interface.

to interface configuration Austin(config-if)#interface serial 0/0 Moves mode.

Assigns an IP address and netmask.

Austin(config-if)#ip address 172.16.20.1 255.255.255.252

Austin(config-if)#clock rate 64000 DCE cable plugged in this side.

Austin(config-if)#no shutdown Enables the interface.

Austin(config-if)#exit Returns to global configuration mode.

Austin(config)#router ospf 1 Starts OSPF process 1.

Austin(config-router)#network 172.16.10.0 0.0.0.255 area 0 Any interface with an address of 172.16.10.x/24 is to be put into area 0.

Austin(config-router)#network 172.16.20.0 0.0.0.3 area 0 Any interface with an address of 172.16.20.x/30 is to be put into area 0.

Austin(config-router)#end Returns to privileged mode.

Saves the configuration to NVRAM. Austin#write memory

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 55

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Houston Router

Router>enable Moves to privileged mode.

Router#configure terminal Moves to global configuration mode.

Router(config)#hostname Houston Sets the host name.

Moves to interface configuration mode.

Houston(config)#interface fastethernet 0/0

Assigns an IP address and netmask.

Houston(config-if)#ip address 172.16.30.1 255.255.255.0

Houston(config-if)#no shutdown Enables the interface.

Moves to interface configuration mode. Houston(config-if)#interface serial0/0

Assigns an IP address and netmask.

Houston(config-if)#ip address 172.16.40.1 255.255.255.252

Houston(config-if)#clock rate 64000 DCE cable plugged in this side.

Houston(config-if)#no shutdown Enables the interface.

Houston(config)#interface serial 0/1 Moves to interface configuration mode.

Assigns an IP address and netmask.

Houston(config-if)#ip address 172.16.20.2 255.255.255.252

Houston(config-if)#no shutdown Enables the interface.

Houston(config-if)#exit Returns to global configuration mode.

Houston(config)#router ospf 1 Starts OSPF process 1.

Houston(config-router)#network 172.16.20.0 0.0.0.3 area 0 Any interface with an address of 172.16.20.x/30 is to be put into area 0.

Houston(config-router)#network 172.16.30.0 0.0.0.255 area 0 Any interface with an address of 172.16.30.x/24 is to be put into area 0.

Houston(config-router)#network 172.16.40.0 0.0.0.3 area 0 interface with an address of Any 172.16.40.x/30 is to be put into area 0.

Houston(config-router)#end Returns to privileged mode.

Saves the configuration to NVRAM. Houston#write memory

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 56

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Router>enable Moves to privileged mode.

Router#configure terminal Moves to global configuration mode.

Router(config)#hostname Galveston Sets the host name.

Moves to interface configuration mode.

Galveston(config)#interface fastethernet 0/0

Assigns an IP address and netmask.

Galveston(config-if)#ip address 172.16.50.1 255.255.255.0

Galveston(config-if)#no shutdown Enables the interface.

Galveston(config-if)#interface serial 0/1 Moves to interface configuration mode.

Assigns an IP address and netmask.

Galveston(config-if)#ip address 172.16.40.2 255.255.255.252

Galveston(config-if)#no shutdown Enables the interface.

Galveston(config-if)#exit Returns to global configuration mode.

Galveston(config)#router ospf 1 Starts OSPF process 1.

Galveston(config-router)#network 172.16.40.0 0.0.0.3 area 0 Any interface with an address of 172.16.40.x/30 is to be put into area 0.

Galveston(config-router)#network 172.16.50.0 0.0.0.255 area 0 Any interface with an address of 172.16.50.x/24 is to be put into area 0.

Galveston(config-router)#end Returns to privileged mode.

Saves the configuration to NVRAM. Galveston#write memory

Kiểm tra lại cấu hình dùng lệnh show running-config và show ip interface

brief để đảm bảo cấu hình đúng, giải quyết sự cố nếu cần.

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 57

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Bước 2: Kiểm tra bảng định tuyến bằng câu lệnh show ip route, đảm bảo

tất cả các mạng con đều được hiển thị trong bảng định tuyến (5 mạng con).

Ví dụ:

Bước 3: Thực hiện yêu cầu (iv)

Ví dụ:

Nguyễn Thế Xuân Ly, Bộ môn Mạng và Truyền thông, Khoa CNTT, Đại học Bách khoa Đà Nẵng

Page 58