zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Quản trị mạng

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Chia sẻ: Hoàng Văn Thuận | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Báo xấu

138
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến" trình bày các nội dung về định tuyến, các kiểu định tuyến, các thuật toán tìm đường đi, giao thức định tuyến,... Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn chuyên ngành Công nghệ thông tin.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến

Cơ bản về định tuyến và các giao thức định tuyến I. Định tuyến 1. Khái niệm 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 thôi. 2. Các kiểu định tuyến Có hai loại định tuyến: định tuyến tĩnh và định tuyến động. a) Định tuyến tĩnh (static route): 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) Ví dụ: b) Định tuyến động (Dynamic Routing): Giao thức định tuyến động không chỉ 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 II. Các thuật toán tìm đường đi 1. Distance- vector routing: được chia làm hai phần distance và vector. 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  Do các Router hội tụ chậm dẫn đến việc sai lệch trong bảng định tuyến. 2. Link – State Routing (Định tuyến theo trạng thái liên kết) 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 III. Giao thức định tuyến RIP (Routing Information Protocol) 1. Định nghĩa: RIP là giao thức định tuyến distance-vector điển hình, nó đều đặn gửi 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 network. 2. Đặc điểm chính của RIP 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 định tuyến phân lớp (classful routing) 3. Các giá trị về thời gian (RIP timer) 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 trước khi local routing được update. 4. Hoạt động của RIP: 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 là 240 giây (flush timer/garbage collection timer). 5. RIP phiên bản 1 (RIPv1): là giao thức định tuyến theo Distance-vector, sử dụng 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) Địa chỉ lớp C có subnet mask mặc định là: 255.255.255.0 (/24) 6. RIP phiên bản 2 (RIPv2) 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 Hỗ trợ tóm tắt các tuyến bằng tay Không Có Hỗ trợ xác thực Không Có Bảng III.1 – RIPv1 vs. RIPv2 8. Kích hoạt RIP 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: Router(config-router)#network {network address} 9. Kiểm tra hoạt động của RIP 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 Cancun(config-if)# ip address 172.16.20.1 Router# configure terminal 255.255.255.252 Router(config)# hostname Cancun Cancun(config-if)# exit Cancun(config)# interface f0/0 Cancun(config)# router rip Cancun(config-if)# no shutdown Cancun(config-router)# version 2 Cancun(config-if)# ip address 172.16.10.1 Cancun(config-router)# network 255.255.255.0 172.16.0.0 Cancun(config-if)# interface s0/0/0 Cancun(config-router)# no auto-summary Cancun(config-if)# no shutdown Cancun(config-router)# end Cancun(config-if)# clock rate 64000 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 Router> enable Acapulco(config-if)# exit Router# configure terminal Acapulco(config)# router rip Router(config)# hostname Acapulco Acapulco(config-router)# version 2 Acapulco(config)# interface f0/0 Acapulco(config-router)# network Acapulco(config-if)# no shutdown 172.16.0.0 Acapulco(config-if)# ip address 172.16.30.1 Acapulco(config-router)# no auto- 255.255.255.0 summary Acapulco(config-if)# interface s0/0/1 Acapulco(config-router)# end Acapulco(config-if)# no shutdown Acapulco# write memory 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 Router> enable Mazatlan(config-if)# exit Router# configure terminal Mazatlan(config)# router rip Router(config)# hostname Mazatlan Mazatlan(config-router)# version 2 Mazatlan(config)# interface f0/0 Mazatlan(config-router)# network Mazatlan(config-if)# no shutdown 172.16.0.0 Mazatlan(config-if)# ip address Mazatlan(config-router)# no auto- 172.16.50.1 255.255.255.0 summary Mazatlan(config-if)# interface s0/0/1 Mazatlan(config-router)# end Mazatlan(config-if)# no shutdown Mazatlan# write memory 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: IV. Giao thức định tuyến EIGRP 1. Giới thiệu về 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 Các tuyến có thể được summary 2. Định nghĩa của Prefix/CIDR 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 mạng (Classless InterDomain Routing). 3. Các thuật ngữ của EIGRP 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

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.