Tìm hiểu Giao thức định tuyến

Chia sẻ: Nguyen Minh Khang Khang | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

124
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Gói tin IP khi đi từ ngoài mạng vào trong miền MPLS được bộ đ ịnh tuy ến (router) A đóng vai trò là một LER ngõ vào sẽ gán nhãn có giá trị là 6 cho gói IP rồi chuyển tiếp

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tìm hiểu Giao thức định tuyến

̣ ̣ ̉ I.hoat đông cua MPLS. Gói tin IP khi đi từ ngoài mạng vào trong miền MPLS được bộ đ ịnh tuy ến (router) A đóng vai trò là một LER ngõ vào sẽ gán nhãn có giá trị là 6 cho gói IP rồi chuyển tiếp đến bộ định tuyến B. Bộ định tuyến B dựa vào bảng hoán đổi nhãn để kiểm tra nhãn của gói tin. Nó thay giá trị nhãn mới là 3 và chuyển tiếp đến router C. Tại C, việc kiểm tra cũng tương tự như ở B và sẽ hoán đổi nhãn, gán cho gói tin một nhãn mới là 9 và tiếp tục được đưa đến bộ định tuyến D. Bộ định tuyến D đóng vai trò LER ngõ ra sẽ kiểm tra trong bảng hoán đổi nhãn và gỡ bỏ nhãn 9 ra khỏi gói tin rồi định tuyến gói IP một cách bình thường đi ra khỏi miền MPLS. Với kiểu làm việc này thì các LSR trung gian như bộ định tuyến B và C s ẽ không phải thực hiện kiểm tra toàn bộ phần đầu (header) IP của gói tin mà nó chỉ việc kiểm tra các giá trị của nhãn, so sánh trong bảng và chuyển tiếp. II.giao thức phân phôi nhan(LDP). ́ ̃ LDPD là môt giao thức sử dung cho viêc phân phôi thong tin rang buôc nhan tới cac LSR ̣ ̣ ̣ ́ ̀ ̣ ̃ ́ trong mang MPLS.nó được sử dung để anh xạ cac FEC tới nhan,tao cac LSP.Cac phiên ̣ ̣ ́ ́ ̃ ̣ ́ ́ LDP được thiêt lâp giữa cac LDP ngang hang trong mang MPLS(không nhât thiêt kề ́ ̣ ́ ̀ ̣ ́ ́ ́ ̀ ̉ ́ nhau).Cac LDP ngang hang trao đôi cac loai thông bao sau: ̣ ́ -discovery message:thông bao và duy trì sự có măt cau môt LSR trong mang. ́ ̣ ̉ ̣ ̣ Session message:thiêt lâp, duy trì ,kêt thuc phiên giữa cac LDP ngang hang. ́ ̣ ́ ́ ́ ̀ Advertisement message:tao, thay đôi, và xoa cac anh xạ nhan cho cac FEC. ̉ ́ ́ ́ ̃ ́ Notification message:cung câp thông tin tham khao và thông tin bao hiêu lôi. ́ ̉ ́ ̣ ̃ ̣ ́ 2.1.Muc đich cua LDP. ̉ Phân bố nhan đam bao răng cac router lân cân có chung quan điêm về liên hệ FEC-nhan. ̃ ̉ ̉ ̀ ́ ̣ ̉ ̃ Phân bố nhan có thể mang trên minh môt giao thức đinh tuyên đang tôn tai hay môt s ự ̃ ̀ ̣ ̣ ́ ̀ ̣ ̣ phân bố nhan danh riêng có thể được tao ra. ̃ ̀ ̣
2.2.cac phương thức phân bố nhan. ́ ̃ Có thể sử dung hai phương thức phân bố nhan sau: ̣ ̃ 2.2.1.Downstream Label Distribution. +LSR2 và LSR1 được goi là có môt “LDP lân cân”(LSR2 đang là LSR dong xuông). ̣ ̣ ̣ ̀ ́ +LSR2 phat hiên môt “chăng kế tiêp “cho môt FEC nao đo. ́ ̣ ̣ ̣ ́ ̣ ̀ ́ +LSR2 gan(lien kêt) môt nhan cho FEC và bao lien kêt nay cho LSR1. ́ ́ ̣ ̃ ́ ́ ̀ +LSR1 chen liên kêt nay vao trong bang chuyên tiêp cua nó ̀ ́ ̀ ̀ ̉ ̉ ́ ̉ +nêu LSR2 là chăng kế cho môt FEC thì LSR1 có thể sử dung nhan nay và cac LSR là ́ ̣ ̣ ̣ ̃ ̀ ́ ̉ hiêu nhau. 2.2.2 Downstream-on-Demand Label Distribution. LSR1 xem LSR2 là môt chăng kế cua FEC. ̣ ̣ ̉ Môt yêu câu được tiên hanh để LSR2 cho môt liên kêt nhan-FEC. ̣ ̀ ́ ̀ ̣ ́ ̃ +nêu LSR2 nhân thây răng FEC có môt chăng tiêp theo cho nó thì nó tao ra môt liên kêt và ́ ̣ ́ ̀ ̣ ̣ ́ ̣ ̣ ́ phan hôi về LSR1. ̉ ̀ +hai LSR có môt cach nhin chung. ̣ ́ ̀
Cả hai phương thức được hỗ trợ,thâm chí trong cung môt mang, ở cung môt thời điêm ̣ ̀ ̣ ̣ ̀ ̣ ̉ với môt hay nhiêu lân cân sự thoa thuân LDP phai tuân theo cung môt phương thức. ̣ ̀ ̣ ̉ ̣ ̉ ̀ ̣ 2.3.điêu khiên phân bố nhan. ̀ ̉ ̃ 2.3.1.đôc lâp. ̣ ̣ +Môi LSR tiên hanh quyêt đinh đôc lâp khi tao và truyên cac nhan với dong lên ngang ̃ ́ ̀ ́ ̣ ̣ ̣ ̣ ̀ ́ ̃ ̀ ̀ hang. +viêc truyên liên kêt nhan-FEC với LSR ngang hang ở chăng kế được ghi nhân. ̣ ̀ ́ ̃ ̀ ̣ ̣ +LSP tiên hanh nôi nhan vao và ra với nhau. ́ ̀ ́ ̃ ̀ ̣ Đăc điêm: ̉ +nhan được trao đôi với trễ nhỏ nhât ̃ ̉ ́ +không phụ thuôc node ngõ ra ̣ +phân manh không thich hợp khi qua cac node khi băt đâu. ̉ ́ ́ ́ ̀ +có thể yêu câu phương thức phat hiên cac vong lăp riêng biêt. ̀ ́ ̣ ́ ̀ ̣ ̣ 2.3.2.tuân tự. ̀ -liên kêt nhan-FEC được truyên với LSR ngang hang nêu: ́ ̃ ̀ ̀ ́ +LSR là môt LSR ngõ ra cau môt FEC nao đo. ̣ ̉ ̣ ̀ ́ +liên kêt nhan được nhân bởi LSR dong lên. ́ ̃ ̣ ̀ -thông tin LSP chay từ ngõ ra đên ngõ vao. ̉ ́ ̀ ̣ Đăc điêm: ̉ +yêu câu nhiêu trễ trước khi cac goi có thể chuyên tiêp theo LSP. ̀ ̀ ́ ́ ̉ ́ +phụ thuôc vao node ngõ ra. ̣ ̀ +cơ chế thich hợp phân manh và tự do với vong lăp. ́ ̉ ̀ ̣ 2.4.cac phương thức dự trữ nhan. ́ ̃ 2.4.1. dự trữ nhan đôc lâp. ̃ ̣ ̣ LSR duy trì cac liên kêt nhân được từ cac LSR khac kể cả không thich hợp với chăng tiêp ́ ́ ̣ ́ ́ ́ ̣ ́ ̉ theo cua FEC. Nêu chang tiêp theo thay đôi thì nó có thể băt đâu sử dung cac liên kêt nay ngay lâp tức ́ ̣ ́ ̉ ́ ̀ ̣ ́ ́ ̀ ̣ Có thể cho phep thich hợp nhanh với sự thay đôi đinh tuyên ́ ́ ̉ ̣ ́ Yêu câu môt LSR để duy trì nhiêu nhan. ̀ ̣ ̀ ̃
2.4.2.dự trữ nhan bao thu. ̃ ̉ ̉ LSR chỉ duy trì cac liên kêt nhân được từ chăng kế tiêp thich hợp. ́ ́ ̣ ̣ ́ ́ Nêu chăng kế là thay đôi thì liên kêt phai được yêu câu trở lai từ chăng kế mới. ́ ̣ ̉ ́ ̉ ̀ ̣ ̣ Han chế tương hợp với sự thay đôi đinh tuyên. ̣ ̉ ̣ ́ It nhan được yêu câu lưu trữ trong LSR hơn. ́ ̃ ̀ III.giao thức đinh tuyên. ̣ ́ 3.1.Giao thức đinh tuyên RIPv1 và RIPv2. ̣ ́ 3.1.1. RIP phiên bản 1 3.1.1.1. Đặc điểm RIPv1 là một giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách nên nó quảng bá (theo địa chỉ 255.255.255.255) toàn bộ bảng định tuyến của nó cho các lân cận bộ định tuyến theo định kỳ. Chu kỳ cập nhật của RIP là 30 giây. Thông số đ ịnh tuy ến c ủa RIP là s ố lượng hop, giá trị tối đa là 15 hop nếu lớn hơn thì gói dữ liệu đó sẽ bị hủy bỏ. Thời gian giữ chậm cho một tuyến là 180 giây, nếu lớn hơn thì tuyến này coi như là hết hạn. RIPv1 là giáo thức định tuyến được sử dụng phổ biến vì mọi IP đều bộ định tuyến có hỗ trợ giao thức này. RIPv1 được phổ biến vì tính đơn giản và tính tương thích toàn cầu của nó. RIPv1 có thể chia tải ra tối đa là 6 đường có chi phí bằng nhau (mặc định là 4 đường). RIPv1 là giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ. Khi RIP nhận thông bộ định tuyến tin về một mạng nào đó từ một cổng, trong thông tin định tuyến này không có thông tin về mặt nạ mạng con đi kèm. Do đó sẽ lấy mặt nạ mạng con của cổng bộ định tuyến để áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được từ cổng này. Nếu mặt nạ mạng con này không phù hợp thì nó sẽ lấy mặt nạ mạng con mặc định theo địa chỉ áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được: - Địa chỉ lớp A có mặt nạ mạng con mặc định là 255.0.0.0 - Địa chỉ lớp B có mặt nạ mạng con mặc định là 255.255.0.0 - Địa chỉ lớp C có mặt nạ mạng con mặc định là 255.255.255.0
Do RIPv1 là một giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách nên nó sử dụng cơ chế đường cắt ngang để chống lặp vòng. 3.1.1.2 Cấu trúc bản tin Các trường chức năng trong gói tin IP RIP: • Command: Cho ta biết gói tin là gói tin yêu cầu (Request) hay gói tin trả lời (Response). Gói tin Request sẽ đưa ra yêu cầu cho một bảng định tuyến gửi tất cả hay 1 phần bảng định tuyến của nó. Gói tin Response được đưa ra khi 1 bộ định tuy ến nhận được gói tin Request. Nhiều gói tin RIP có thể được sử dụng để vận chuyển cho một bảng định tuyến lớn. • Version number: Chỉ ra phiên bản RIP đang sử dụng. Trường này dùng các kí hiệu khác nhau để chỉ ra các phiên bản khác nhau đang được sử dụng trong mạng. • Zero: Trường này thực tế không sử dụng, nó được thêm vào để cung cấp tính tương thích về sau cho các chuẩn của RIP. Trường này có thể được thiết lập mặc đ ịnh giá trị 0. • Address-family identifier (AFI): Chỉ ra kiểu địa chỉ được sử dụng để cấu hình mạng. Do RIP được thiết kế để mang thông tin định tuyến cho nhiều các giao thức khác nhau nên mỗi loại sẽ có 1 nhận dạng riêng cho ta biết kiểu địa chỉ mà giao thức đang sử dụng. Giá trị AFI cho IP là 2. • Address: Chỉ ra địa chỉ IP của các bộ định tuyến. • Metric: Cho ta biết có bao nhiêu bước liên mạng (internetwork hop) đã đi qua trong hành trình đến đích. Giá trị này sẽ nằm trong khoảng 1 đến 15 cho các đ ường đi còn hiệu lực và 16 cho các đường đi không thể thực hiện được bởi RIP. 3.1.1.3. Các bộ định thời Những bộ định thời của RIPv1. Để hỗ trợ cho hoạt động của hệ thống, RIP sử dụng 3 bộ định thời bao gồm: Bộ định thời định kỳ (periodic) điều khiển việc gửi thông báo, bộ định thời hết hạn (expiration) quản lý tính hợp lệ của một tuyến và bộ định thời thu lượm rác (garbage collection) quảng bá lỗi của một tuyến:
• Bộ định thời định kỳ: Bộ định thời này điều khiển việc quảng bá đều đặn các thông báo cập nhật. Mặc dù giao thức đã chỉ rõ mỗi bộ định thời này phải đ ược đ ặt là 30 giây, nhưng các mô hình đang hoạt động hiện nay thường sử dụng một số ngẫu nhiên trong khoảng từ 25 đến 35 giây với mục đích để tránh tình trạng quá tải trên một liên kết mạng khi tất cả các bộ định tuyến gửi cập nhật cùng lúc. Bộ định thời này được đếm lùi. Khi đạt đến giá trị 0, thông báo cập nhật sẽ được gửi và bộ định thời lại được thiết lập lại. • Bộ định thời hết hạn: Bộ định thời này quản lý tính hợp lệ của một tuyến. Khi bộ định tuyến nhận được thông tin cập nhật về một tuyến, bộ định thời hết hạn cho tuyến này sẽ được thiết lập là 180 giây. Mỗi lần có một cập nhật mới về tuyến này bộ định thời được đặt lại. Trong trường hợp bình thường thì cứ 30 giây điều này x ảy ra một lần. Tuy nhiên nếu có trục trặc trên liên mạng và bộ định tuy ến không nhận đ ược cập nhật về tuyến này trong khoảng thời gian 180 giây, tuyến này được xem như là hết hạn và giá trị trường bước nhảy của nó được đặt là 16, nghĩa là không th ể đ ến đích. Mỗi tuyến đều có bộ định thời hết hạn của riêng mình. • Bộ định thời thu lượm rác: Khi một tuyến hết hạn, bộ định tuyến không loại bỏ ngay tuyến này ra khỏi bảng định tuyến. Thay vào đó, nó tiếp tục quảng bá tuyến này với giá trị đo lường là 16. Cùng lúc đó, bộ định thời thu lượm rác đ ược đ ặt là 120 giây cho tuyến này. Khi giá trị của bộ định thời này đạt tới 0, tuyến bị loại khỏi bảng đ ịnh tuyến. Bộ định thời này cho phép các lân cận biết về sự không hợp lệ của một tuyến trước khi loại tuyến ra khỏi bảng định tuyến. 3.1.1.4. Thiết kế RIPv1 Một số điều cần nhớ trong thiết kế mạng với RIPv1 là nó không hỗ trợ VLSM hoặc CIDR. Lược đồ địa chỉ IP với RIPv1 yêu cầu mặt nạ mạng con giống nhau cho mỗi thực thể mạng IP, 1 mạng IP bằng phẳng. Giới hạn số hop trong RIPv1 là 15. Vì vậy kích thước mạng không thể vuợt quá số giới hạn đó. RIPv1 cũng quảng bá bảng định tuyến của nó 30 giây một lần. RIPv1 thường có giới hạn khi truy nhập vào mạng nơi mà giao thức này có thể hoạt động liên kết với các máy chủ được thực hiện định tuyến. Như trong hình 9, khi sử dụng RIPv1, tất cả các địa chỉ trong mạng phải có cùng mặt nạ mạng con.
Hình 9: Các địa chỉ phải có cùng mặt nạ mạng con. 3.1.2. RIP phiên bản 2 3.1.2.1. Đặc điểm RIPv2 là bản được phát triển từ RIPv1 nên nó có các đặc điểm như RIPv1: - Là một giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách, sử dụng số lượng hop làm thông số định tuyến. - Giá trị hop tối đa là 15. - Thời gian giữ chậm cũng là 180 giây. - Sử dụng cơ chế chia rẽ tầng để chống lặp vòng. RIPv2 đã khắc phục được những điểm giới hạn của RIPv1. - RIPv2 có gửi mặt nạ mạng con đi kèm với các dịa chỉ mạng trong thông tin định tuyến. Nhờ đó mà RIPv2 có thể hỗ trợ VLSM và CIDR. - RIPv2 có hỗ trợ việc xác minh thông tin định tuyến. - RIPv2 gửi thông tin định tuyến theo địa chỉ đa hướng 244.0.0.9. 3.1.2.2. Cấu trúc bản tin Bản tin IP RIPv2 cho phép mang nhiều thông tin hơn ngoài các thông tin như trong b ản tin IP RIP nó còn cung cấp một cơ chế xác thực không được hỗ trợ bởi RIP. Một số đặc tính sau đây là những dấu hiệu lớn nhất được bổ sung vào RIPv2: - Sự nhận thực của dòng tin truyền dẫn. - Hỗ trợ mặt nạ con. - Địa chỉ IP bước kế tiếp. - Bản tin đa phương RIP-2.
Một số hỗ trợ khác gồm có sự gia tăng khối thông tin quản lý và hỗ trợ cho các thẻ của bộ định tuyến ngoài mạng. Các trường chức năng trong định dạng bản tin IP RIPv2: • Command, Version number, AFI, Address, Metric: Chức năng của chung cũng giống như trong bản tin IP RIP. • Unused: Có giá trị được thiết lập mặc định là 0. • Route tag (Nhãn đường đi): Cung cấp một phương thức phân biệt giữa bộ định tuyến nội bộ (sử dụng giao thức RIP) và các bộ định tuyến ngoài (sử dụng các giao thức định tuyến khác). • Subnet mask: Chứa đựng mặt nạ mạng con cho các bộ định tuyến. • Next hop: Cho biết địa chỉ IP của bước đi tiếp mà gói tin có thể chuyển tiếp. Trong RIP phiên bản 2, kiểu bản tin xác thực được thêm vào để bảo vệ bản tin thông báo. Tuy nhiên, không cần thêm các trường mới vào thông báo. Mục đ ầu tiên c ủa thông báo sẽ chứa thông tin xác thực. Để chỉ rõ một mục chứa thông báo xác thực ch ứ không phải là thông tin định tuyến, giá trị hexa FFFF được đặt trong trường AFI. Trường tiếp theo trong thông báo xác thực đó là loại xác thực, dùng để định nghĩa phương pháp sử dụng để xác thực. Trường cuối cùng trong thông báo xác thực là để chứa dữ liệu xác thực. Định dạng của bản tin xác thực như sau: 1-octet 1-octet 2-octet 2-octet 2-octet 16-octet command version unused AFI Authentication Data field number field field type field field field Hình 10: Thông tin xác thực được thêm trường AFI Ngoài ra RIP phiên bản 2 còn hỗ trợ phát đa hướng (Multicast) so với phiên bản 1. RIP phiên bản 1 sử dụng phát quảng bá để gửi các thông báo RIP tới tất cả các bộ đ ịnh tuyến lân cận. Do đó, không chỉ các bộ định tuyến trên mạng nhận đ ược thông báo mà mọi trạm trong mạng đều có thể nhận được. Trong khi đó, RIP phiên bản 2 sử dụng địa chỉ đa hướng 224.0.0.9 để phát đa hướng các thông báo RIP tới chỉ các bộ định tuyến sử dụng giao thức RIP trên một mạng mà thôi.
3.1.2.3. Các bộ định thời Những bộ định thời của RIPv2 cũng giống như RIPv1. Để hỗ trợ cho hoạt động của hệ thống, RIP sử dụng 3 bộ định thời bao gồm: Bộ định thời định kỳ (periodic) điều khiển việc gửi thông báo, bộ định thời hết hạn (expiration) quản lý tính hợp lệ của một tuyến và bộ định thời thu lượm rác (garbage collection) quảng bá lỗi của một tuyến 3.1.2.4. Thiết kế RIPv2 Một số điều cần ghi nhớ trong việc thiết kế mạng với RIPv2 là nó hỗ trợ VLSM bên trong mạng và CIDR để tóm tắt những mạng gần kề ở bên kia. RIPv2 cho phép tóm tắt các lộ trình trong cùng 1 mạng. RIPv2 vẫn có giới hạn số hop là 16. Vì thế kích th ước mạng không thể vượt quá giới hạn này. RIPv2 gửi bảng định tuyến 30s mỗi lần đến các máy để gửi địa chỉ IP là 224.0.0.9. RIPv2 thường có giới hạn khi truy nhập vào mạng nơi mà giao thức này có thể hoạt động liên kết với các máy chủ được thực hiện định tuyến. RIPv2 cũng cung cấp sự xác nhận lộ trình. Như trong hình 11, khi sử dụng RIPv2, tất cả các điạ chỉ trong mạng có thể có những mặt nạ mạng con khác nhau. Hình 11: Các địa chỉ có thể có mặt nạ mạng con khác nhau. 3.1.3. So sánh a. Những điểm giống nhau: • Là giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách. • Sử dụng số hop làm thông số định tuyến. • Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây. • Sử dụng thời gian giữ chậm để chống lặp vòng, thời gian này mặc định là 180 giây. • Sử dụng cơ chế cắt ngang để chống lặp vòng.
• Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói d ữ li ệu đó sẽ bị hủy bỏ. • Cùng giữ những thông tin sau về mỗi đích : - IP address: địa chỉ của máy đích hoặc mạng - Gateway: Cổng vào ra đầu tiên mà đường dẫn tiến về đích - Interface: Phần mạng vật lý mà sử dụng để đến cổng ra đầu tiên của đường dẫn về đích - Metric : Là số cho biết số hop đến đích. - Timer: Là lượng thời gian kể từ khi bộ định tuyến cập nhật lần cuối cùng. b. Những điểm khác nhau: Bảng so sánh những điểm khác nhau giữa RIPv1 và RIPv2: RIP version 1 – RIPv1 RIP version 2 – RIPv2 Định tuyến theo lớp địa chỉ. Định tuyến không theo lớp địa chỉ. Không gửi thông tin về mặt nạ mạng con Có gửi thông tin về mặt nạ mạng con trong thông tin định tuyến. trong thông tin định tuyến. Không hỗ trợ VLSM. Do đó tất cả các Có hỗ trợ VLSM. Do vậy các mạng trong mạng trong hệ thống RIPv1 phải có cùng mặt nạ hệ thống RIPv2 có thể có chiều dài mặt nạ mạng mạng con. con khác nhau. Không hỗ trợ CIDR Có hỗ trợ CIDR. Không có cơ chế xác minh thông tin định Có cơ chế xác minh thông tin định tuyến. tuyến. Gửi quảng bá thông tin định tuyến theo Gửi thông tin định tuyến theo địa đa địa chỉ : 255.255.255.255 hướng 224.0.0.9 nên hiệu quả hơn. Cùng giữ những thông tin giống nhau về đích nhưng RIPv1 không giữ được thông tin về mặt nạ mạng con còn RIPv2 giữ được thông tin về mặt nạ mạng con. 3.2.Giao thức IGRP. 3.2.1.Định Nghĩa
IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) là giao thức nội miền được phát triển độc quyền của Cisco. • Là giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách. • Sử dụng băng thông, tải, độ trễ và độ tin cậy của đường truyền làm thông số lựa chọn đường đi. • Cập nhật theo định kỳ mặc định là 90 giây. 3.2.2.Đặc Điểm Của IGRP IGRP là giao thức nội miền và định tuyến theo vecto khoảng cách. Giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách chọn lựa đường đi bằng cách so sánh vecto khoảng cách. Router chạy giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách thực hiện gửi bảng định tuy ến theo định kỳ cho các router lân cận. Dựa vào thông tin cập nhật, router thực hiện đ ược 2 nhiệm vụ sau: • Xác định mạng đích tới. • Cập nhật sự cố đường đi trên mạng. IGRP là giao thức định tuyến theo vecto khoảng cách do Cisco phát triển nên. IGRP thực hiện cập nhật trong phạm vi một hệ tự quản, sau đây là các đặc điểm chính của IGRP: • Khả năng thích ứng với cấu trúc mạng phức tạp và không xác định. • Khả năng linh hoạt với các đặc tính băng thông và độ trễ khác nhau. • Khả năng mở rộng cho hệ thống mạng lớn. IGRP sử dụng băng thông và độ trễ làm thông số định tuyến. Ngoài ra IGRP còn có thể cấu hình để sử dụng nhiều thông số khác để định tuyến. Sau đây là các thông số mà IGRP có thể sử dụng để định tuyến : • Băng thông (Bandwidth). • Độ trễ (Delay). • Độ tải (Load). • Độ tin cậy (Reliability). • Đơn vị truyền tải lớn nhất (Maximum transfer unit) MTU.
IGRP là một trong những giao thức tính theo vecto khoảng cách, tức là chỉ hiểu phân lớp đầy đủ (classfull). Nghĩa là không chứa mặt nạ mạng con (subnet mask) trong các thông tin cập nhật định tuyến (routing update). Do không có khả năng mang các thông tin cập nhật nên dẫn đến có một vài hạn chế trong các thiết kế mạng dùng giao thức này. Các giao thức nhóm không phân lớp (classful) gồm RIPv1 và IGRP. Các đặc điểm của một giao thức không phân lớp gồm: - Thực hiện quá trình tổng kết ở ranh giới các mạng -Các router được trao đổi giữa các mạng được tổng kết theo địa chỉ của IANA (Internet Assigned Numbers Authority ). -Bên trong một mạng, các lớp mạng con trao đổi với nhau bởi router mà không cần giá trị mặt nạ mạng. Do đó giá trị mặt nạ mạng (subnet mask) phải có cùng giá tr ị cho tất cả các giao diện trong cùng mạng. Nếu có một cổng vào ra trong bảng đ ịnh tuy ến cho một mạng cụ thể, gói IP sẽ được chuyển về địa chỉ đích đó. Nếu địa chỉ đích là không biết, gói thông tin (datagram) sẽ bị loại bỏ (drop). Nếu ta có cấu hình mạng mặc định cho route, mạng mặc định sẽ được dùng. Tuy nhiên mạng mặc định chỉ được dùng trong định tuyến không phân lớp (classful routing) nếu router không có kiến thức về mạng đích ở bất kỳ mức nào. Như vậy nếu mạng chính (major network) là biết, gói IP sẽ bị loại bỏ cho dù có một mạng mặc định. - Ở chế độ mặc định, IGRP tính toán metric dựa trên các thông số băng thông (bandwidth) và độ trễ (delay). IGRP có thời gian cập nhật dài hơn RIP, có khả năng hỗ trợ cân bằng tải với metric không bằng nhau. IGRP không hỗ trợ mạng liên miền (discontiguous network) VLSM (Variable-Length Subnet Mask). Ở chế độ mặc định - Bảng định tuyến cập nhật sẽ gửi toàn bộ bảng định tuyến để cập nhật thông tin sau khoảng thời gian trung bình là 90 giây thời gian cập nhật (update timer). Địa chỉ đích của các gói tin cập nhật này là 255.255.255.255 (all-hosts broadcast). - Thời gian bộ định tuyến tồn tại quá hạn trong bảng định tuyến khi không có cập nhật mới là 270 giây (thời gian không hợp lệ/ thời gian quá hạn). Khi router ngừng gửi cập nhật định tuyến trong thời gian không hợp lệ, các route sẽ ở trong tình trạng là quá hạn. - Thời gian giữ chậm Router sẽ không nhận bất cứ cập nhật mới của route này trong khoảng thời gian 280 giây.
- Khoảng thời gian router phải chờ trước khi xoá router ra khỏi bảng định tuyến là 630 giây. - IGRP quảng bá (broadcast) toàn bộ bảng định tuyến ngoại trừ các router bị chặn bởi đường cắt ngang (split-horizon) đến lân cận của nó theo chu kỳ (mặc định thời gian cập nhật là 90s). - IGRP tổng kết địa chỉ của nó ở biên mạng. - IGRP quảng bá gói tin yêu cầu IGRP nhu cầu phát rộng gói tin ra tất cả các giao diện chạy IGRP khi vừa khởi động và thực hiện kiểm tra các cập nhật được nhận để xem thử địa chỉ nguồn của gói tin có thuộc về cùng mạng trong cập nhật mà nó được nhận hay không. 3.2.3.Hoạt động và đặc trưng IGRP có rất nhiều điểm chung với RIP, chúng cũng là giao thức đầy đủ theo vecto khoảng cách (classfull distance vector protocol) cũng như định kỳ gửi toàn bộ bảng định tuyến (routing table) ra tất cả giao diện hoạt động (active interface). Cũng giống như RIP, IGRP cũng quảng bá các gói yêu cầu (broadcasd Request packet) ra các giao diện hoạt động (active interface) khi khởi động và cẩn thận kiểm tra các cập nhật các gói tin nhận được xem địa chỉ nguồn (source address) của gói tin đó có cùng mạng mà cập nhật được nhận. Giống như RIP nó cũng không gửi mặt nạ mạng con trong thông tin định tuyến. IGRP sử dụng khái niệm Autonomous System (AS), một IGRP AS là một vùng IGRP tập hợp các router có chung routing protocol là một IGRP xử lý. Cho phép nhiều IGRP AS tồn tại bên trong một AS có nghĩa là người quản trị có phân đoạn mạng tốt hơn. Người quản trị có thể tạo một IGRP AS cho mỗi vùng định tuyến (routing domain), giúp cho việc điều khiển thông tin giữa các mạng tương tác tốt hơn. IGRP thừa nhận 3 loại tuyến đường trong thông tin cập nhật: • Đường nội bộ (Interior route): mạng nối trực tiếp với router. Nếu một cổng giao tiếp của router kết nối vào một mạng không có chia thành nhiều mạng thì router không có đường nội bộ trong mạng đó. • Đường hệ thống (System route): là đường tới địa chỉ mạng mà bị tổng kết bởi bộ định tuyến mạng bên đường biên (network border router). Router học về đường hệ thống bằng cách nhận biết các mạng kết nối trực tiếp vào nó và học
từ các thông tin cập nhập từ các router IGRP khác. Trong IGRP, các thông tin về đường hệ thống không có thông tin về subnet tương ứng. • Đường ngoại vi (Exterior route): là đường học qua IGRP từ IGRP AS khác, nó cung cấp thông tin sử dụng bởi bộ định tuyến mặc định (default route). Thông thường thì đây là cổng nối của router để đi ra ngoài. Phần mềm Cisco IOS sẽ chọn một đường trong số những đường ngoại vi của IGRP để làm cổng vào ra. Router sẽ sử dụng đến đường gateway khi không tìm được đường nào khác đ ể đến mạng đích. Nếu trong một hệ tự quản có nhiều đường ngoại vi đ ể kết nối ra ngoài thì mỗi router có thể chọn cho mình một cách nối khác nhau. - Các cập nhật cổng vào ra mới với metric được đặt trong bảng định tuyến, và một cổng vào ra sẽ thay thế cổng vào ra cũ hơn đến cùng một đích chỉ khi metric của nó nhỏ hơn. - Đường chia cắt (Split horizon) với quá trình ngăn ngừa (poisoned reverse), cập nhật tức thời (triggered update) và thời gian giữ chậm (holddown timer) được sử dụng để tăng độ ổn định trong mạng. - IGRP sử dụng hệ thống tự trị (autonomous system) AS. Một hệ thống tự trị IGRP là một miền tiến trình IGRP là tập hợp các router có cùng một giao thức là tiến trình IGRP. IGRP cho phép thiết lập nhiều miền xử lý trong môi trường IGP. Các xử lý này được cách li với nhau và chỉ giao tiếp với nhau khi thực hiện phân phối (redistribute) giữa chúng. 3.3.Giao thức đường đi ngăn nhât OSPF. ́ ́ 3.4.Giao thức EIGRP. 3.4.1Giới thiệu chung về EIGRP Không giống như IGRP là một giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ, EIGRP có hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ CIDR (Classless Interdomain Routing) và cho phép người thiết kế mạng tối ưu không gian sử dụng địa chỉ bằng mặt nạ mạng có độ dài thay đổi VLSM (Variable-Length Subnet .Mask). So với IGRP, EIGRP có thời gian hội tụ nhanh hơn, khả năng mở rộng hơn và khả năng chống lặp vòng cao hơn.
EIGRP thường được xem là giao thức lai vì nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyến theo giá trị trạng thái liên kết. EIGRP là một giao thức định tuyến nâng cao dựa trên các đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Những ưu điểm tốt nhất của OSPF như thông tin cập nhật một phần, phát hiện router lân cận… được đưa vào EIGRP. Tuy nhiên, cấu hình EIGRP dễ hơn cấu hình OSPF. EIGRP là một lựa chọn lý tưởng cho các mạng lớn, đa giao thức được xây dựng dựa trên các bộ định tuyến. VD Hình 1.1 là một mạng EIGRP Hình 1.1 Mạng sử dụng giao thức EIGRP 3.4.2.Định dạng bản tin EIGRP Giao thức định tuyến cổng nội miền mở rộng EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) là phiên bản phát triển của giao thức định tuyến nội miền IGRP (Interior Gateway Routing Protocol ). IGRP là giao thức định tuyến vào cổng nội miền của cisco sử dụng trong TCP/IP và OSI internets. Nó được lưu tâm tới như một giao thức cổng vào phía trong nhưng cũng được sử dụng rộng rãi như một giao thức c ổng vào ngoài cho định tuyến liên miền. IGRP sử dụng kỹ thuật định tuyến vectơ khoảng cách. Kỹ thuật định tuyến vectơ khoảng cách trong IGRP vẫn được sử dụng cho EIGRP. Những thuộc tính hội tụ và hiệu quả hoạt động của giao thức này đã tiến bộ một cách đáng kể. Định dạng của tiêu đề bản tin EIGRP được minh họa như sau: 16 32 bits Version Opcode Checksum Flags Sequence number
Acknowledge number Autonomous system number Type Length EIGRP header structure Hình 2.4 : Cấu trúc tiêu đề bản tin EIGRP Checksum: kiểm tra cổng. Opcode: Mã tác vụ Sequence number: số trình tự Flag: cờ hiệu Acknowledge number: số tin ghi nhận Autonomous system number: số của hệ thống tự trị Bảng sau là các lọai gói của EIGRP: Mã tác vụ Loại 1 Cập nhật 3 Yêu cầu 4 Đáp ứng 5 Hello 6 IPX SAP 10 SIA Yêu cầu 11 SIA Đáp ứng 3.4.3.Các đặc điểm của EIGRP
EIGRP hoạt động khác với IGRP. Về bản chất EIGRP là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách nâng cao nhưng khi cập nhật và bảo trì thông tin router lân cận và thông tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Sau đây là các ưu điểm của EIGRP so với giao thức đ ịnh tuyến theo vectơ khoảng cách thông thường: - Tốc độ hội tụ nhanh. - Sử dụng băng thông hiệu quả. - Có hỗ trợ mặt nạ mạng có độ dài thay đổi VLSM (Variable- Length Subnet Mask) và định tuyến liên miền không phân lớp CIDR (Classless Interdomain Routing). Không giống như IGRP, EIGRP có trao đổi thông tin về subnet mask nên nó hỗ trợ được cho hệ thống IP không theo lớp. - Hỗ trợ cho nhiều giao thức mạng khác nhau. - Không phụ thuộc vào giao thức được định tuyến. Nhờ cấu trúc từng phần riêng biệt tương ứng với từng giao thức mà EIGRP không cần phải chỉnh sửa lâu. Ví dụ như khi phát triển để hỗ trợ một giao thức mới như IP chẳng hạn, EIGRP cần phải có thêm phần mới tương ứng cho IP nhưng hoàn toàn không cần phải viết lại EIGRP. EIGRP router hội tụ nhanh vì chúng sử dụng thuật toán DUAL. DUAL bảo đảm hoạt động không bị lặp vòng khi tính toán đường đi, cho phép mọi router trong hệ thống mạng thực hiện đồng bộ cùng lúc khi có sự thảy đổi xảy ra. EIGRP sử dụng băng thông (Bandwidth) hiệu quả vì nó chỉ gửi thông tin cập nhật một phần và giới hạn chứ không gửi toàn bộ bảng định tuyến. Nhờ vậy nó chỉ tốn một lượng băng thông tối thiểu khi hệ thống mạng đã ổn định. Điều này tương tự như hoạt động cập nhật của OSPF, nhưng không giống như router OSPF, router EIGRP chỉ gửi thông tin cập nhật một phần cho router nào cần thông tin đó mà thôi, chứ không gửi cho mọi router khác trong vùng như OSPF. Chính vì vậy mà hoạt động cập nhật của EIGRP gọi là cập nhật giới hạn. Thay vì hoạt động cập nhật theo chu kì, các router EIGRP giữ liên lạc với nhau bằng các gói hello rất nhỏ. Việc trao đổi các gói hello theo đ ịnh kỳ không chiếm nhiều băng thông đường truyền. EIGRP có thể hỗ trợ cho IP, IPX và Apple Talk nhờ có cấu trúc từng phần theo giao thức (PDMs- Protocol dependent modules). EIGRP có thể phân phối thông tin của
IPX RIP và SAP để cải tiến hoạt động toàn diện. Trên thực tế, EIGRP có thể điều khiển hai giao thức này. Router EIGRP nhận thông tin định tuyến và dịch vụ, chỉ cập nhật cho các router khác khi thông tin trong bảng định tuyến hay bảng SAP thay đổi. EIGRP còn có thể điều khiển giao thức Apple Talk định tuyến bảng duy trì RTMP (Routing Table Maintenance Protocol ). RTMP sử dụng số lượng hop để chọn đường nên khả năng chọn đường không được tốt lắm. Do đó, EIGRP sử dụng thông số định tuyến tổng hợp cấu hình được để chọn đường tốt nhất cho mạng Apple Talk. Là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách, RTMP thực hiện trao đổi toàn bộ thông tin định tuyến theo chu kỳ. Để giảm bớt sự quá tải này, EIGRP thực hiện phân phối thông tin định tuyến Apple Talk khi có sự kiện thay đổi mà thôi. Tuy nhiên, Apple Talk client cũng muốn nhận thông tin RTMP từ các router nội bộ, do đó EIGRP dùng cho Apple Talk chỉ nên chạy trong mạng không có client, ví dụ như các liên kết WAN chẳng hạn. 3.4.4.Các kỹ thuật của EIGRP EIGRP có rất nhiều kỹ thuật mới để cải tiến hiệu quả hoạt động, tốc độ hội tụ và các chức năng so với IGRP và các giao thức định tuyến khác. Các kỹ thuật này đ ược t ập trung thành 4 loại như sau: - Sự phát hiện và tái phát hiện các router lân cận. - Giao thức truyền tải tin cậy RTP (Reliable Transport Protocol). - Thuật toán DUAL. - Cấu trúc từng phần theo giao thức PDMs ( Protocol dependent modules). Router định tuyến theo vectơ khoảng cách dạng đơn giản không thiết lập mối quan hệ với các router lân cận của nó. RIP và IGRP router chỉ đơn giản là phát quảng bá hay multicast các thông tin cập nhật của nó ra mọi cổng đã được cấu hình. Ngược lại, EIGRP router chủ động thiết lập mối quan hệ vơi các router láng giềng của chúng, tương tự như cách làm của OSPF router Hình 2.6 Quá trình hội tụ Quá trình EIGRP router thiết lập mối quan hệ trực tiếp được mô tả trong hình. EIGRP router sử dụng các gói hello rất nhỏ để thực hiện việc thiết lập mối quan hệ trực tiếp với các router lân cận. Mặc định, hello được gửi đi theo chu kì là 5 giây. N ếu router vẫn nhận được hello từ router lân cận thì nó sẽ xem như router lân cận này và các đường đi của nó vẫn còn hoạt động. Bằng cách thiết lập mối quan hệ này, EIGRP router có thể thực hiện được những việc sau:
- Tự động tìm được đường mới khi chúng kết nối vào hệ thống mạng. - Xác định một router không còn kết nối hoặc không còn hoạt động nữa. - Phát hiện sự hoạt động trở lại của các router. Giao thức vận chuyển tin cậy RTP (Reliable Transport Protocol) là giao thức ở lớp Vận chuyển, thực hiện việc chuyển gói EIGRP một cách tin cậy và có thứ tự đến tất cả các router lân cận. Trong mạng IP, host sử dụng TCP để vận chuyển các gói tuần tự và tin cậy. Tuy nhiên, EIGRP là một giao thức độc lập với các giao thức mạng, do đó nó không dựa vào TCP/IP để thực hiện trao đổi thông tin định tuyến giống như RIP, IGRP và OSPF đã làm. Để không bị phụ thuộc vào IP, EIGRP sử dụng RTP làm giao thức vận chuyển riêng độc quyền của nó để đảm bảo việc truyền thông tin định tuyến. EIGRP có thể yêu cầu RTP cung cấp dịch vụ truyền tin cậy hoặc không tin cậy tùy theo yêu cầu của từng trường hợp. Ví dụ, các gói hello được truyền theo định kì và cần phải càng nhỏ càng tốt nên chúng không cần phải dùng chế độ truyền tin cậy . Ngược lại, việc truyền tin cậy các thông tin định tuyến sẽ có thể làm tăng tốc đ ộ hội tụ vì EIGRP router không cần chờ hết thời hạn mới truyền lại. Với RTP, EIGRP có thể gửi multicast và trực tiếp cho các router khác nhau cùng một lúc, giúp tối ưu hiệu quả hoạt động. Thành phần trung tâm của EIGRP là thuật toán DUAL, là bộ máy tính toán đường đi của EIGRP. DUAL lưu tất cả các đường mà router lân cận thông báo qua. Dựa trên thông số định tuyến tổng hợp của mỗi đường, DUAL so sánh và chọn ra đường có chi phí thấp nhất đến đích. DUAL đảm bảo mỗi một đường này là không có lặp vòng. Đường chính được chọn ra gọi là đường thành công (successor). Đường thành công được l ưu trên bảng định tuyến và đồng thời cũng đựợc lưu trong bảng cấu trúc mạng. EIGRP giữ các thông tin quan trọng về đường đi và cấu trúc mạng trong bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng. Hai bảng này cung cấp cho DUAL các thông tin về đường khi cần thiết. Nếu có một đường liên kết bị đứt, DUAL sẽ tìm đường thay thế hoặc một đường dự phòng (feasible successor) trong bảng cấu trúc mạng. Một trong những ưu điểm nổi bật của EIGRP là nó được thiết kế thành từng phần riêng biệt theo giao thức. Nhờ cấu trúc này nó có khả năng mở rộng và t ương thích tốt nhất. Các giao thức được đinh tuyến như IP, IPX và Apple Talk được đưa vào EIGRP thông qua các PDM. EIGRP có thể dễ dàng tương thích với các giao thức được định tuyến mới hoặc các phiên bản mới của chúng như IPv6 chẳng hạn bằng cách thêm module độc lập giao thức PDM (Protocol dependent modules ) vào.
Mỗi PDM chịu trách nhiệm thực hiện mọi chức năng liên quan đến một giao thức đựơc định tuyến.Ví dụ phần IP-EIGRP chịu trách nhiệm các việc sau: - Gửi và nhận các gói EIGRP chứa dữ liệu IP. - Thông báo cho DUAL khi nhận đựơc thông tin định tuyến IP mới. - Duy trì kết quả chọn đường của DUAL trong bảng định tuyến IP. - Phân phối thông tin định tuyến mà nó học đựợc từ các giao thức định tuyến IP khác. 3.4.5.Cấu trúc dữ liệu EIGRP Giống như OSPF, EIGRP dựa vào nhiều loại gói dữ liệu khác nhau để duy trì các loại bảng của nó và thiết lập mối quan hệ phức tạp với các router lân cận. Có 5 loại gói EIGRP: - Hello. - Báo nhận. - Cập nhật. - Yêu cầu. - Đáp ứng. EIGRP dựa vào các gói hello để phát hiện, kiểm tra và tái phát hiện các router lân cận. Tái phát hiện có nghĩa là router EIGRP không nhận được hello từ một router lân cận trong suốt khoảng thời gian lưu giữ nhưng sau đó router lân cận này lại tái lập lại thông tin liên lạc. Chu kỳ gửi hello của EIGRP router có thể cấu hình được. Khoảng thời gian hello mặc định phụ thuộc vào băng thông trên từng cổng của router. Trong mạng IP, EIGRP router gửi hello theo địa chỉ multicast 224.0.0.10. EIGRP router lưu thông tin về các router lân cận trong bảng láng giềng. Bảng láng giềng này có lưu số thứ tự (Seq No) và thời gian lưu giữ của gói EIGRP cuối cùng nhận được từ mỗi router lân cận. Theo định kỳ và trong giới hạn của khoảng thời gian lưu giữ, router phải nhận được gói EIGRP thì những đường tương ứng mới có trạng thái Passive. Trạng thái Passive có nghĩa là trạng thái hoạt động ổn định. Nếu router không nghe ngóng được gì về router lân cận trong suốt khoảng thời gian lưu giữ thì EIGRP sẽ xem như router lân cận đó đã bị sự cố và DUAL sẽ phải tính toán lại