Thứ Tư, 12 tháng 6, 2013

Tìm hiểu về các giao thức định tuyến RIP, EIGRP, OSPF

1.Giới thiệu về định tuyến

Định tuyến là quá trình tìm đường đi cho gói tin,để chuyển nó từ mạng này sang mạng khác. Định tuyến là một chức năng không thể thiếu được của mạng viễn thông trong quá trình thực hiện kết nối các cuộc gọi trong mạng, và nó cũng được coi là phần trung tâm của kiến trúc mạng, thiết kế mạng và điều hành quản trị mạng. Mạng hiện đại hiện nay có xu hướng hội tụ các dịch vụ mạng, yêu cầu đặt ra từ phía người sử dụng là rất đa dạng và phức tạp, một trong những giải pháp cần thiết cho mạng viễn thông hiện đại là các phương pháp định tuyến phù hợp để nâng cao hiệu năng mạng. Các phương pháp định tuyến động thực sự hiệu quả hơn trong các cấu
hình mạng mới này, cho phép người sử dụng tham gia một phần vào quá trình quản lý mạng, tăng thêm tính chủ động, mềm dẻo đáp ứng tốt hơn yêu cầu người sử dụng dịch vụ.

2.Định tuyến tĩnh

Định tuyến tĩnh do người quản trị phải cấu hình cố định các thông tin đến các mạng khác cho router.Quyết định định tuyến tĩnh không dựa trên sự đánh giá lưu lượng và topo mạng hiện thời.Trong môi trường IP các bộ định tuyến không thể phát hiện ra các bộ định tuyến mới, chúng chỉ có thể chuyển gói tin tới các bộ định tuyến được chỉ định của nhà quản lý mạng.Khi cấu trúc mạng có bất kì thay đổi nào thì người quản trị mạng phải xóa hoặc thêm các thông tin về đường đi cho router. Các đường đi này là cố định nên trong hệ thống mạng lớn việc bảo trì bảng định tuyến cho router tốn rất nhiều thời gian.Định tuyến tĩnh là cách định tuyến không linh hoạt nên thường phù hợp với hệ thống mạng nhỏ hoặc tuyến đơn ít có biến đổi về thông tin định tuyến.
Hoạt động của định tuyến tĩnh gồm ba bước chính sau:


  • Người quản trị cấu hình các đường đi cố định cho router.

  • Router cài đặt các thông tin này vào bảng định tuyến.

  • Gói tin được định tuyến theo các đường cố định đã được cài đăt.


Lệnh ip route dùng để cấu hình đường cố định cho router :
ip route dest_net subnet_mask interface [distance_metric]


  • dest_net : là địa chỉ cần được định tuyến.

  • subnet_mask : là subnet mask của dest_net.

  • interface : có thể là cổng ra hoặc là địa chỉ IP của trạm kế.

  • distance_metric : là chỉ số ưu tiên khi định tuyến.


Mặc định khi cấu hình cho cổng ra có chỉ số ưu tiên là 0, địa chỉ ip của trạm kế là 1. Chỉ số ưu tiên càng nhỏ thì độ ưu tiên càng lớn.


3.Định tuyến độngĐịnh tuyến động lựa chọn tuyến dựa trên thông tin trạng thái hiện thời của mạng. Thông tin trạng thái có thể đo hoặc dự đoán và tuyến đường có thể thay đổi khi topo mạng hoặc lưu lượng mạng thay đổi. Thông tin định tuyến được cập nhật tự động vào trong các bảng định tuyến của các node mạng trực tuyến, và đáp ứng tính thời gian thực nhằm tránh tắc nghẽn cũng như tối ưu hiệu năng mạng.Định tuyến động phù hợp đối với mạng lớn,thường biến đổi trong quá trình hoạt động.
Giao thức định tuyến được sử dụng để giao tiếp giữa các router với nhau . Giao thức định tuyến cho phép router chia sẻ các thông tin định tuyến mà nó biết cho các router khác.Từ đó router có thể xây dựng và bảo trì bảng định tuyến của nó.Một số giao thức định tuyến động thường được sử dụng như : RIP, IGRP, EIGRP , OSPF, BRP.
Giao thức được định tuyến thì được sử dụng để định hướng dữ liệu của người dùng.Giao thức được định tuyến sẽ mô tả các thông tin về địa chỉ lớp mạng để gói tin có thể truyền từ host này đến host khác.Các giao thức được định tuyến như IP, IPX.
Hệ thống tự quản (AS : Autonomous system) là một tập hợp các mạng hoạt động dưới cùng cơ chế quản trị về định tuyến.Từ bên ngoài nhìn vào AS như là một đơn vị.Với hệ thống tự quản AS,toàn bộ hệ thống mạng toàn cầu sẽ được chia thành nhiều hệ thống mạng nhỏ hơn.Mỗi AS có một số AS riêng và có cơ chế quản trị riêng của mình.Giao thức được sử dụng bên trong mỗi AS gọi là giao thức định tuyến nội vi IGP (Interior Gateway Prototcol).Để thực hiện định tuyến giữa các AS với nhau chúng ta phải sử dụng một giao thức riêng gọi là giao thức định tuyến ngoại vi EGP (Exterior Gateway Protocol).
Phân loại các giao thức định tuyến:
+ Định tuyến theo vectơ khoảng cách:
• Là chọn đường theo hướng và vectơ khoảng cách tới đích.
• Giải thuật định tuyến theo vectơ khoảng cách (hay còn gọi là thuật toán Bellman-Ford) yêu cầu mỗi router gửi một phần hoặc toàn bộ thông tin bảng định tuyến cho các router láng giềng kết nối trực tiếp với nó.Dựa vào các thông tin đó,giải thuật vectơ khoảng cách sẽ tìm đường đi tốt nhất.
• Hoạt động của giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách thường tốn ít tài nguyên của hệ thống nhưng tốc độ đồng bộ giữa các router lại chậm và những thông số đường đi có thể không phù hợp khi áp dụng cho những hệ thống mạng lớn.
• Các router sẽ trao đổi thông tin bảng định tuyến cho nhau theo định kỳ.
• Khi nhận được thông tin về bảng định tuyến của router láng giềng, router sẻ chọn con đường đến mạng đích có chi phí thấp nhất và cộng thêm khoảng cách của mình vào đó thành một thông tin hoàn chỉnh về con đường tới mạng đích và hướng đi, sau đó đưa vào bảng định tuyến của nó, rồi gửi thông tin bảng định tuyến đó để cập nhật cho các router tiếp theo.
+ Định tuyến theo trạng thái đường liên kết:
• Là chọn đường ngắn nhất dựa trên cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng.
• Giải thuật chọn đường đi theo trạng thái đường liên kết thực hiện trao đổi thông tin định tuyến cho tất cả router khi bắt đầu chạy để xây dựng thành một bản đồ đầy đủ về hệ thống mạng.
• Các gói tin mang thông tin về các mạng kết nối vào router của router sẽ được gửi tới tất cả các router khác.
• Mỗi router sẽ thu thập tất cả các thông tin từ tất cả các router khác để xây dựng thành một bàn đồ về hệ thống mạng.Sau đó router sẻ tự tính toán và chọn đường đi tốt nhất đến các mạng đích để đưa vào bảng định tuyến.
• Sau khi toàn bộ các router đã hội tụ thì chúng chỉ gửi gói tin nhỏ về sự thay đổi của mạng tới tất cả các router khác.Vì nó không gửi toàn bộ thông tin của bảng định tuỵến nên tốc độ hội tụ nhanh.
• Tiêu tốn nhiều tài nguyên của hệ thống.
Thường ít bị lỗi về định tuyến.
• Có khả năng mở rộng hơn so với định tuyến theo vectơ khoảng cách.

Đặc điểm của một số giao thức định tuyến IP:
- RIP (Routing Information Protocol)
• Là giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách.
• Sử dụng số lượng hop để làm thông số chọn đường đi.
• Nếu số lượng hop tới đích lớn hơn 15 thì gói tin sẻ bị hủy bỏ.
• Cập nhật theo định kì mặc định là 30 giây.-
- IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)
• Là giao thức định tuyến theo vectơ 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 kì mặc định là 90 giây.
- OSPF (Open Shortest Path First)
• Là giao thức định tuyến theo trạng thái đường lien kết.
• Sử dụng thuật toán SPF để tính toán chọn đường đi tốt nhất.
• Chỉ cập nhật khi cấu trúc mạng có sự thay đổi.
- EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)
• Là giao thức định tuyến nâng cao theo vectơ khoảng cách.
• Có chia tải.
• Có ưu điểm của định tuyến theovectơ khoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết
• Sử dụng thuật toán DUAL (Diffused Update Algorithm) để tính toán chọn đường đi tốt nhất.
• Cập nhật theo định kì mặc định là 90 giây hoặc cập nhật khi có sự thay đổi về cấu trúc mạng.
- BGP (Border Gateway Protocol)
• Là giao thức định tuyến teo vectơ khoảng cách.
• Được sử dụng để định tuyến giữa các IPS hoặc giữa IPS và các khách hàng.
• Được sử dụng để định tuyến lưu lượng Internet giữa các hệ tự quản (AS).





4.RIP (Routing Information Protocol)

RIP được thiết kế như là một giao thức IGP dùng cho các AS có kích thước nhỏ,không sử dụng cho hệ thống mạng lớn và phức tạp. RIP có hai phiên bản là RIP version-1 (RIPv1) và RIP version-2 (RIPv2).

So sánh giữa RIPv1 và RIPv2:

+ Giống nhau:

  • Cấu hình đơn giản

  • Định tuyến theo vectơ khoảng cách

  • Cập nhật bảng định tuyến theo chu kì 30 giây

  • Để tránh lặp vòng,RIP sử dụng tối đa số hop để chuyển gói là 15 hop

  • Sử dụng cơ chế split horizon để chống lặp vòng.

  • Sử dụng thời gian holddown để chống lặp vòng.


+ KHác nhau:

. RIPv1:

  • Định tuyến theo lớp địa chỉ

  • Không gửi thông tin subnet mask trong thông tin định tuyến

  • Không hỗ trợ VLSM. Do đó các mạng trong hệ thống RIPv1 phải có cùng subnet mask

  • Không có cơ chế xác minh thông tin định tuyến

  • Gói quảng bá theo địa chỉ 255.255.255.255


.RIPv2:

  • Định tuyến không theo lớp địa chỉ

  • Có gủi subnet mask trong thông tin định tuyến

  • Hỗ trợ VLSM.Nên tất cả các mạng trong hệ thống RIPv2 hỗ trợ chiều dài subnet mask khác nhau

  • Có cơ chế xác minh thông tin định tuyến.

  • Gửi multicast theo địa chỉ 224.0.0.9 nên hiệu quả hơn


Cấu hình RIPv1 và RIPv2 cho router:
+ RIPv1:
R1(config)#router rip
R1(config-router)#network network-number
R1(config-router)#network network-number
+ RIPv2:
R1(config)#router rip
R1(config-router)#version 2
R1(config-router)#network network-number
R1(config-router)#network network-number
( network-number : là địa chỉ mạng kết nối trực tiếp với router)


5.IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)




IGRP là giao thức định tuyến nội vi theo vectơ khoảng cách được phát triển bởi Cisco giữa thập niên 1980. Nó có một vài đặc điểm khác với những giải thuật định tuyến theo vectơ khoảng cách khác như là RIP:

  • Phạm vi được gia tăng: Phát triển để định tuyến trong mạng lớn hơn so với mạng được sử dụng trong hệ thống RIP. IGRP có thể được sử dụng trên giới hạn 15 hop của RIP.Mặc định số hop tối đa của IGRP là 100 hop,có thể cấu hình tối đa là 255 hop.

  • Công thức tính thông số định tuyến: IGRP sử dụng một công thức tính thông số định tuyến dùng làm dấu hiệu cho sự lựa chọn đường đi một cách linh hoạt.Mặc định, độ trể và băng thông được sử dụng làm thông số để đưa vào công thức tính thông số định tuyến.Có thể tùy chọn thêm vào độ tin cậy,tải và MTU để tính toán lựa chọn tốt hơn.
    Công thức:
    Thông số định tuyến =[K1*băng thông +K2*băng thông/(256-độ tải)+K3*
    độ trễ]*[K5/(độ tin cậy+K4)]
    Mặc định K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0.
    Độ trễ = độ trễ thực sự/10
    Băng thông = 10 000 000 / băng thông thực sự



  • Hỗ trợ nhiều đường: IGRP có thể duy trì trên sáu con đường có chi phí khác nhau giữa mạng nguồn và mạng đích. Nhiều đường có thể được sử dụng để tăng băng thông có thể sử dụng được hoặc cho tìm đường dư thừa. Sử dụng IGRP trong mạng IP đòi hỏi sự đơn giản,mạnh mẽ và hiệu năng định tuyến cao hơn so với RIP.
    IGRP Metrics: Những giá trị dùng để làm thông số trong việc chọn đường đi.

  • Băng thông: giá trị băng thông thấp nhất của đường truyền.

  • Độ trễ : tổng độ trể dọc theo đường truyền.

  • Độ tải: độ tải của đường truyền tính bằng bit/giây.

  • Độ tin cậy: được xác định dựa trên các hoạt động trao đổi các thông điệp keepalive.

  • MTU: đơn vị truyền tối đa trên đường truyền.
    + Thông tin định tuyến sẽ dựa vào một công thức tính từ 5 thông số trên. Mặc định thì công thức này chỉ có băng thông và độ trễ. Còn những thông số khác chỉ được sử dụng khi được cấu hình. Đường nào có băng thông lớn sẽ có thông số định tuyến nhỏ hơn, đường nào có đệ trễ nhỏ hơn sẽ có thông số định tuyến nhỏ hơn.

  • Các loại đường trong IGRP:

  • Đường nội bộ: là những đường chỉ đi giữa các subnet kết nối vào cùng một cổng của router. Nếu một cổng giao tiếp của router kết nối vào một mạng không có chia thành nhiều subnet thì không router đó không có đường nội bộ trong mạng đó.

  • Đường hệ thống: là đường đi giữa các mạng trong cùng một hệ tự quản. Router học về đường hệ thống bằng cách nhận biết các mạng kết nối trực tiếp với nó và học thông tin cập nhất từ các router IGRP khác.Trong IGRP,các thông tin về đường hệ thống không có thông tin về subnet mask tương ứng.

  • Đường ngoại vi: là những đường đi ra ngoài hệ tự quản. Thông thường đây là những đường gateway của router để đi ra ngoài.
    + Tính ổn định của IGRP: IGRP sử dụng một số kĩ thuật để tăng tính ổn định trong quá hoạt động định tuyến của nó.

  • Holddowns: thời gian holddown được sử dụng để router không cập nhật các thông tin được phát ra do chi kì cập nhật nhưng lại là những thông tin cũ.

  • Split horizons: là nguyên tắc không cho router gửi ngược trở lại những thông tin cập nhật tới nơi mà gửi cho nó những thông tin cập nhật.

  • Poison resverse: split horizon chỉ tránh được lặp vòng giữa hai router kết nối trực tiếp với nhau.Trong khi poison resverse có thể tránh được lặp vòng lớn hơn. Thông thường khi một đường nào đó thông số định tuyến cứ tăng dần lên thì đường đó bị lặp vòng.Khi đó router phát ra thông tin poison resverse để xóa con đường đó và đặy nó vào trạng thái holddown.

  • Chu kì cập nhật: mặc định là 90 giây.

  • Thời gian invalid: Cho biết khoảng thời gian bao lâu thì router vẫn gủi thông tin cập nhật bình thường về con đường đó trước khi chắc chắn xác nhận con đường đó không còn sủ dụng được nữa. Mặc định là bằng 3 lần chu kì cập nhật.

  • Thời gian xóa: là khoảng thời gian mà router phải chờ trước khi thật sự xóa một con đường trong bảng định tuyến.Trong IGRP,thời gian xóa bằng 7 lần chu kì cập nhật.
    + Cấu hình IGRP:

  • Khởi động định tuyến dùng lệnh router igrp:

  • R(config)#router igrp as-number

  • Tắt IGRP dùng lệnh no router igrp:

  • R(config)#no router igrp as-number
    As-number được dùng để xác định tiến trình IGRP và đánh dấu thông tin định tuyến trong cùng một hệ tự quản.

  • Để khai báo các mạng cho IGRP thì dùng lệnh network

  • Xóa các mạng đã khai báo cho IGRP dùng lệnh no network
    Dưới đây là cấu hình định tuyến IGRP cho router R:

  • R(config)#router igrp 101

  • R(config-router)#network 192.168.1.0

  • R(config-router)#network 192.168.2.0



0 nhận xét:

Đăng nhận xét