(LUẬN VĂN THẠC SĨ) Nghiên cứu các giao thức định tuyến trong mạng truyền thông Luận văn ThS. Công nghệ thông tin 1.01.10

Trang MỤC LỤC BẢNG MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 11 MỞ ĐẦU 13 CHƢƠNG TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỊNH TUYẾN 15 1.1.KIẾN TRÚC MẠNG TRUYỀN THÔNG: 15 1.1.1.Các khái niệm mạng: 15 1.1.2.Kiến trúc mạng máy tính (Network topology) 15 1.1.3.Các giao thức truyền thơng mơ hình tham chiếu OSI: 16 1.1.4.Vai trò định tuyến hệ thống mạng: 17 1.2 CÁC KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ TRONG ĐỊNH TUYẾN 17 1.2.1 Định tuyến giao thức định tuyến: 17 1.2.2 Thiết bị định tuyến lớp mạng hoạt động định tuyến: 21 1.3 PHÂN LOẠI CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN: 23 1.3.1 Định tuyến tĩnh định tuyến động: 23 1.3.2 Định tuyến theo vector khoảng cách theo trạng thái liên kết: 25 1.3.3 Định tuyến nội vùng ngoại vùng: 26 1.3.4 Định tuyến phẳng định tuyến thứ bậc: 28 CHƢƠNG CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRÊN MẠNG CỐ ĐỊNH 30 2.1 MƠ HÌNH ĐỒ THỊ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 30 2.2 MÔ TẢ GIẢI THUẬT DV: 30 2.2.1 Giải thuật vector-khoảng cách : 31 2.2.2 Các vấn đề xảy định tuyến Distance-Vector: 34 2.2.3 Cách khắc phục vấn đề định tuyến: 37 a Kỹ thuật tách ngang (split horizol): 37 b Kỹ thuật tách ngang với đảo ngƣợc tuyến (reverse poison): 38 d Kỹ thuật giữ thời gian (holddown): 39 2.2.4 Giao thức định tuyến RIP (Routing Information Procotol) 39 a Các đặc điểm RIP 40 b Hoạt động giao thức RIP: 42 c Cấu trúc gói liệu RIP: 42 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.3 ĐỊNH TUYẾN THEO LINK -STATE: 44 2.3.2 Giải thuật sử dụng định tuyến theo trạng thái đƣờng liên kết: 46 a Phát biểu tốn: 46 b Tƣ tƣởng giải thuật Dijkstra: 46 c Thuật toán giải thuật: 47 2.3.3 Giao thức định tuyến hoạt động theo trạng thái liên kết: 48 a Xây dựng sở liệu kiến trúc mạng (topological database): 49 b Tính tốn SPF dựa vào giải thuật Dijkstra 51 c Xây dựng bảng định tuyến đến nút khác: 51 2.3.5 Hoạt động giao thức OSPF 51 a Tổng quan : 51 b Các đối tƣợng thành phần hoạt động định tuyến OSPF: 52 c Hoạt động định tuyến OSPF: 57 2.4 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN THEO PATH VECTOR 66 2.4.1 Định tuyến mạng internet: 66 a Tổ chức hệ thống mạng internet: 66 b Giới thiệu hệ tự trị AS mạng internet: 67 c Định tuyến mạng internet: 68 2.4.2 Giới thiệu phƣơng thức định tuyến Path-Vector: 69 2.4.3 Giao thức định tuyến BGP: 72 a Giới thiệu giao thức định tuyến BGP 72 b Các giao thức BGP: 73 c Các thông báo giao thức BGP: 74 d Mô tả hoạt động giao thức BGP: 74 e Khuôn dạng thông báo giao thức BGP: 75 CHƢƠNG CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG DI ĐỘNG 79 3.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC HỆ THỐNG MẠNG DI ĐỘNG: 79 3.2 PHÂN LOẠI CÁC LỚP ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG DI ĐỘNG: 80 3.3 CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN THEO LỚP HƢỚNG BẢNG (TABLEDRIVEN ROUTING) 80 3.3.1 Nguyên lý chung: 80 3.3.2 Giao thức định tuyến DSDV (Destination-Sequenced Distance-Vector) 81 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com a Mô tả chung giao thức DSDV: 81 b Cách khắc phục hạn chế RIP DSDV 82 c Quá trình cập nhật bảng định tuyến: 82 d Các vấn đề phát sinh định tuyến DSDV cho mạng di động: 83 e Mô theo sơ đồ: 85 3.4 ĐỊNH TUYẾN THEO LỚP ĐÁP ỨNG YÊU CẦU (ON-DEMAND ROUTING) 88 3.4.1 Giải thuật định tuyến TORA (Temporally ordered routing algorithm) 88 a Giới thiệu chung: 88 b Mô tả giao thức: 88 c Sự trì tuyến: 95 d Một số hành động liên kết Downstream cuối: 98 3.4.2 Định tuyến nguồn động DSRP (Dynamic source routing procotol) 101 a Tổng quan chung DSR 101 b Các giả định 102 c Các đặc tính khái lƣợc quan trọng: 103 3.4.3 Giao thức AODV (Ad hoc On-demand distance-vector routing) 108 a Các đặc trƣng giao thức AODV : 108 b Thông báo RREQ (route request): 108 c Xử lý thông báo RREQ: 109 d Thời gian tồn danh mục tuyến bảng định tuyến: 109 e Mở rộng việc tìm kiếm vịng: 110 g Giữ nhiều thông báo RREP: 111 h Sự trì tuyến: 111 i Ghép nối cục bộ: 111 k Sự thiết lập tuyến multicast: 112 m Đƣờng chuyển tiếp cho thông báo RREP: 113 n Sự kích hoạt cho tuyến Unicast: 113 o Các liên kết gãy: 114 3.4.4 Giao thức định tuyến vùng ZRP (Zone Routing Procotol): 114 a Định tuyến theo Reactive Proactive: 114 b Các nút vùng định tuyến: 115 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com c Chiến lƣợc ZRP: 116 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU MỚI 120 4.1 KẾT LUẬN CHUNG: 120 4.1.1 Trên hệ thống mạng cố định (fixed network): 120 4.2 ĐÁNH GIÁ TỔNG KẾT TỪNG LOẠI GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐỘNG 123 4.2.1 Tổng kết định tuyến theo DV: 123 4.2.2 Tổng kết định tuyến theo LS: 124 4.2.3 Định tuyến theo path-vector: 124 4.2.4 Đánh giá giao thức 125 a Đánh giá giao thức DV: 125 b Đánh giá định tuyến LS: 126 c So sánh với hoạt động định tuyến vector khoảng cách: 127 2.4.5 Đánh giá giao thức định tuyến path-vector: 127 2.4.5 Sơ đồ tổng quát: 129 4.3 ĐÁNH GIÁ VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG DI ĐỘNG: 132 4.3.1 Đánh giá lớp giao thức hoạt động theo proactive: 132 4.3.2 Đánh giá lớp giao thức hoạt động theo reactive: 133 4.3.3 Đánh giá lớp giao thức hoạt động theo hybrid: 133 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU MỚI 135 DAMH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: 137 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com BẢNG MỤC LỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU Trang Hình 1.1a: Vai trị bảng định tuyến 20 Hình 1.2: Bộ định tuyến với cổng kết nối 21 Hình 1.3: Sự kết nối mạng định tuyến 21 Hình 1.4a: Định tuyến mơ hình OSI 22 Hình 1.4.b: Định tuyến mơ hình TCP/IP 22 Hình 1.5: Chọn tuyến đến đích 23 Hình 1.6: Các giao thức định tuyến động mơ hình TCP/IP 24 Hình 2.1: Mơ hình đồ thị mạng định tuyến 30 Hình 2.7: Khi mạng xảy đứt gãy nút B 35 Hình 2.8: Q trình truyền thơng tin đứt gãy từ B 35 Hình 2.9: Q trình truyền ngược thơng tin từ C đến B 36 Hình 2.10: B truyền ngược lại thông tin đến C D 36 Hình 2.11a: Kỹ thuật tách ngang split-horizon 37 Hình 2.11b: Kỹ thuật tách ngang với đảo ngược tuyến độc 38 Hình 2.12: trạng thái mạng router[4] 45 Hình 2.13: Mô nút mạng đồ thị 46 Hình 2.14: đường ngắn : A – D – E – B – C – F 48 Hình 2.18: Thiết lập tuyến ảo [7] 66 Hình 2.20 Mơ hình mạng internet [9] 67 Hình 2.21: Định tuyến nội vùng liên hệ tự trị AS [10] 68 Hình 2.22: router bình đẳng định tuyến path-vector [11] 69 Hình 2.23: Các tuyến đường đầy đủ giao thức path-vector [10] 71 Hình 2.24: speker với bảng định tuyến 71 Hình 2.27: Cơ chế xử lý giao thức BGP [10] 75 Hình 3.1: Nút mạng khởi đầu định tuyến DSDV 85 Hình 3.2: Trao đổi thơng tin cập nhật DSDV [14] 86 Hình 3.3: Khi thêm nút di động D 86 Hình 3.5: Khi liên kết với nút D bị đứt gãy [14] 87 Hình 3.6.a: C phát yêu cầu tuyến 94 Hình 3.6.b: Yêu cầu tuyến loan truyền 94 Hình 3.7.a: Xây dựng tuyến 95 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hình 7.b: Xây dựng tuyến 95 Hình 3.8: C nhận tuyến xi dịng đến F 95 Hình3 9.a: Khi liến kết D-E gãy 99 Hình3 9.a: Khi liến kết B-H gãy 99 Hình 3.10a:D đặt mức quy chiếu 99 Hình 3.10b: D truyền mức qui chiếu 99 Hình 3.12a: Cập nhật UPD A sang C 100 Hình 3.12b: Liên kết A-C gãy 100 Hình 3.11a: B phản hồi mức quy chiếu phụ cao 100 Hình 3.11.b: Nút D nhận truyền mức quy chiếu phụ 100 Hình 3.12.a: Khi A nhận phân cắt 101 Hình 3.12.b: B D nhận gói liệu CLR 101 Hình 3.13: A tìm tuyến đến E 102 Hình 3.14: A phát tuyến đến E qua C 102 Hình 3.15: Khi nút P di chuyển đến vị trí 104 Hình 3.16: Tìm tuyến theo route cache 105 Hình 3.12: bão thơng báo route reply 106 Hình 3.18: Đảm bảo giao nhận liên kết gãy 106 Hình 3.19: Thu hẹp tuyến 107 Hình 3.20: Gửi thông báo RREQ từ S 109 Hình 3.22: Duy trì tuyến unicast 111 Hình 3.23: nhóm multicast 112 Hình 3.24a: Gửi thơng báo RREQ 113 Hình 3.24b: Thông báo trả lớp RREP 113 Hình 3.25: Sửa chữa liên kết gãy 114 Hình 3.26a: Lập vùng định tuyến 115 Hình 3.26b: Tìm kiếm ngồi vùng 115 Hình 3.27: Nút P phát nút lân cận vịng bán kính k 115 Hình 3.28: Định tuyến giao thức ZRP 118 Hình 3.29: Duy trì tuyến A B liên kết đứt gãy 119 Hình 4.1: Xác định tuyến ưu tiên theo AS path 128 Hình 4.2: Biểu đồ định tuyến cho DV 129 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hình 4.3: Biểu đồ định tuyến cho giải thuật trạng thái liên kết 130 Hình 4.4: Định tuyến giải thuật vector đường 131 Bảng 1.2: Ví dụ bảng định tuyến 21 Bảng 2.2: trạng thái bảngđịnh tuyến nút mạng sau nút A cập nhật từ D 33 Bảng 2.3 Các bảng định tuyến sau cố định 34 Bảng 2.3: Bảng thông tin định tuyến RIP router 41 Bảng 2.1 Bảng mô tả bước theo giải thuật Dijkstra 47 Bảng 2.2: Router tự nhận diện nút kết nối 50 Bảng 2.3: Bảng sở liệu trạng tháí liên kết 50 Bảng 2.4: Bảng định tuyến router R1 51 Bảng 2.5: Kết bảng định tuyến 72 Bảng 3.1: Bảng định tuyến giao thức DSDV 81 Bảng 4.2: Bảng định tuyến nút trước trao đổi thông tin 129 Bảng 4.3: Thông tin định tuyến nút giao thức link state 130 Bảng 4.5: Bảng định tuyến nút A giao thức link state 131 Bảng 4.6: Bảng định tuyến nút A giao thức vector đường 132 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT RIP Routing Information Procotol BGP Border Gateway Procotol DN DownStream UP UpStream OSPF Open Shortest Path First EGP Exterior Gateway Procotol DV Distance Vector LS Link State AS Autonomous System Dest Destination RT Routing Table LSA Link State Advertisement SPF Shortest Path First IGP Interior Gateway Procotol DR Desugnated Router ABR Area Border Router BR Border Router ASBR Autonomous System Border Router LSDB Link State Database DSDV Destination-Sequence Distance-Vector TORA Temporally Ordered Routing Algorothm GB LMR Lightweight Mobile Routing Algorithm QRY Query Message UPD Update Massage DAG Directed Acyclic Graph 11 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com RR Route Request DSR Dynamic Source Routing Procotol AODV Ad hoc On-demand Distance-Vector RREQ Route Request RREP Route Reply RRER Route Error ZRP Zone Routing Procotol RFC Request For Coment 12 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỞ ĐẦU Ý nghĩa thực tiễn đề tài Hệ thống mạng máy tính phát triển mạnh mẽ, tích hợp nhiều hệ thống mạng sở hạ tầng nhƣ mạng vô tuyến, mạng thơng tin di động, mạng máy tính…nhằm mục đích vận chuyển thơng tin, liệu đa dạng đến đích theo mong muốn Đối với hệ thống mạng nói chung, giao thức TCP/IP ngày trở nên quan trọng có ý nghĩa sống cịn việc đảm bảo sở giao thức tảng cho trình chuyển liệu Việc định tuyến (routing) đƣợc thực dựa gói liệu giao thức TCP/IP Quá trình định tuyến mạng giải vấn đề mấu chốt trình truyền liệu nhƣ: chọn đƣờng, khắc phục tình trạng nghẽn mạng… Q trình định tuyến gồm có hoạt động sau: tìm đƣờng tốt đến đích, gửi liệu theo đƣờng khắc phục số cố q trình truyền liệu đến đích Luận văn nghiên cứu chủ yếu hoạt động giao thức định tuyến truyền thống mạng cố định di động đƣợc sử dụng rộng rãi thực tiễn Nội dung nghiên cứu Toàn luận văn cấu trúc thành bốn chương: Chƣơng 1: Tổng quan định tuyến Nội dung chƣơng bao gồm vấn đề: - Khái quát hệ thống mạng truyền thông - Mô tả thuật ngữ kỹ thuật sử dụng định tuyến - Khảo sát tổng quan phân loại giao thức định tuyến đƣợc sử dụng Chƣơng 2: Các giao thức định tuyến mạng cố định Giới thiệu giao thức định tuyến hệ thống mạng cố định đƣợc sử dụng rộng rãi 13 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com o Nếu đích trạm khác xem xét chuyển liệu đến định tuyến bên cạnh, định tuyến đƣợc ƣu tiên chọn chuyển theo tiêu chuẩn độ dài gói liệu 4.2.2 Tổng kết định tuyến theo trạng thái liên kết: Cơ sở hạ tầng thiết bị định tuyến giống nhƣ định tuyến theo DV, khác qui mô mạng mà - Giai đoạn xây dựng bảng định tuyến: o Tạo tuyến cục bộ: Các định tuyến tự nhận biết mạng đƣợc gắn trực tiếp vào cổng giao diện Xây dựng sở liệu định tuyến khởi đầu với tuyến danh mục đó, tuyến gồm trƣờng thông tin {dest, next, cost} Cost đƣợc tính theo trạng thái đƣờng truyền số nằm khoảng đến 65535 o Tạo sở liệu định tuyến: Các định tuyến trao đổi sở liệu định tuyến cho định tuyến khác mạng, kết định tuyến có sở liệu định tuyến giống hệt nhau, phản ánh khoảng cách mạng theo trạng thái đƣờng truyền Mạng đƣợc coi ổn định sở liệu định tuyến chứa tất giá trị đƣờng liên kết trạng thái o Tạo SPF: Các định tuyến áp dụng giải thuật Dijkstra từ sở liệu định tuyến để xây dựng đƣờng ngắt đến đích với gốc o Xây dựng bảng định tuyến để chuyển liệu từ SPF có - Giai đoạn chuyển liệu theo yêu cầu: Hoàn toàn giống với giao thức định tuyến DV 4.2.3 Định tuyến theo vector đƣờng đi: Sử dụng để thực định tuyến mạng Internet Thực chất sử dụng để định tuyến hệ tự trị khác - Xác định tất nút cần trao đổi thông tin định tuyến Các nút định tuyến nằm hệ tự trị hay khác hệ tự trị - Các nút tiến hành trao đổi thông tin định tuyến theo cặp lân cận nhau, cặp kết nối trao đổi thơng tin định tuyến đƣợc gọi cặp bình đẳng (peer) Nếu nút thuộc hệ tự trị khác đƣợc gọi speaker Mỗi hệ tự trị cần có nút speaker 124 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Thông tin định tuyến trao đổi để tạo nên bảng định tuyến không chứa trƣờng giá trị chi phí chuyển liệu Một tuyến bao gồm thơng tin {dest, path}, đó: dest – đích đến, path - đường đầy đủ từ nguồn đến đích - Hoạt động định tuyến vector đƣờng gồm hai giao thức thực định tuyến là: IGP EGP Trong đó, giao thức IGP thực định tuyến nút speaker hệ tự trị AS, giao thức EGP thực định tuyến nút speaker khác hệ tự trị AS Các nút speaker dù hoạt động giao thức định tuyến bình đẳng kết nối trực tiếp với theo cặp - Giao thức định tuyến đƣợc sử dụng : Giao thức BGP, giao thức định tuyến đƣợc sử dụng phổ biến mạng Internet 4.2.4 Đánh giá giao thức Các giao thức định tuyến thực nhiệm vụ chuyển liệu hoạt động gần giống nhau, phải chọn tuyến để thực Các giao thức khác giai đoạn xây dựng bảng định tuyến, giao thức có ƣu nhƣợc điểm riêng: a Đánh giá giao thức DV: Ƣu điểm: - Các giao thức định tuyến theo dạng hoạt động đơn giản, hiệu dễ triển khai cho loại mạng Giao thức định tuyến RIPv2 đƣợc sử dụng phổ biến mạng nhỏ - Khơng địi hỏi thiết bị định tuyến có cấu hình cao - Sử dụng số đo khoảng cách đồng - Hỗ trợ định tuyến CIDR VSML - Khơng thấy đƣợc tồn kiến trúc mạng, nhận biết nút bên cạnh Nhƣợc điểm: - Định tuyến lặp hay phát sinh làm mạng chậm ổn định Khơng thích hợp với kiến trúc mạng hay thay đổi - Giới hạn qui mô, số bƣớc tryền liệu 16 đƣợc coi nhƣ không đến đƣợc - Không hỗ trợ định tuyến cấu trúc thứ bậc, làm bảng định tuyến bị mở rộng 125 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Phải áp dụng nhiều kỹ thuật khắc phục định tuyến lặp nhƣ split-horizon, hold-down,… - Do sử dụng số đo đồng nên không phản ánh trạng thái đƣờng truyền, đơi định tuyến chƣa tối ƣu Tóm lại: thực định tuyến với hệ thống mạng nhỏ ổn định cao, đƣờng truyền đồng nên áp dụng định tuyến theo vector khoảng cách b Đánh giá định tuyến trạng thái liên kết: i Ƣu nhƣợc điểm: Giao thức định tuyến trạng thái liên kết hoạt động thể đƣợc nhiều ƣu điểm so với định tuyến theo vector khoảng cách Định tuyến LS khắc phục nhiều hạn chế định tuyến DV nhƣ: Khắc phục định tuyến lặp, mở rộng giới hạn bƣớc truyền liệu, áp dụng đơn vị tính khoảng cách định tuyến khác tuỳ theo cấu hình mạng…Cụ thể ƣu điểm là: - Khắc phục đƣợc nhƣợc điểm định tuyến lặp giao thức vector khoảng cách ln có sở liệu kiến trúc toàn mạng - Dùng đơn vị đo thay đổi để đặt cho đƣờng liên kết mạng, đáp ứng đƣợc với dung lƣợng chi phí cho đƣờng truyền liệu cụ thể - Thực loan truyền quảng bá đến tất router khác mạng có cố sở liệu kiến trúc mạng, làm cho mạng vào trạng thái ổn định nhanh hơn, RIP truyền đến router lân cận nên tốc độ hội tụ chậm - Các hỗ trợ kỹ thuật: CIDR, VSML thực định tuyến không phân lớp định tuyến mạng subnet có độ dài subnet thay đổi Điều làm cho định tuyến theo link state thích hợp cho nhiều kiểu mạng - Chỉ sử dụng giải thuật SPF để tạo bảng định tuyến mạng ổn định, nhƣ bảng định tuyến phản ánh xác đƣờng tuyến thời điểm Tuy vậy, LS bộc lộ nhiều nhƣợc điểm nhƣ: Địi hỏi thiết bị mạng có cấu hình cao, hoạt động phức tạp…Cụ thể là: 126 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Đòi hỏi thiết bị định tuyến phải có cấu hình cao phải nhớ tồn sở liệu kiến trúc mạng phải tính tốn để tạo bảng định tuyến - Đối với mạng lớn phải chia thành vùng nhỏ để định tuyến phân cấp theo thứ bậc Cho nên cách thức định tuyến phức tạp - Các router phải học mạng, thông tin trạng thái đƣờng liên kết loan truyền toàn mạng Điều làm giảm dung lƣợng đƣờng truyền liệu phải truyền nhiều thông tin định tuyến - Phức tạp cài đặt ứng dụng c So sánh với hoạt động định tuyến vector khoảng cách: Giao thức định tuyến vector khoảng cách: - Các giao thức hoạt động nhƣ: RIPv1, RIPv2, IGRP, truyền toàn bảng định tuyến đến lân cận, cập nhật theo chu kỳ thời gian RIPv1, RIPv2 sử dụng hop count làm đơn vị đo khoảng cách - Nhìn tồn kiến trúc mạng qua bối cảnh router lân cận - Tốc độ hội tụ chậm, dễ xảy định tuyến lặp Dễ sử dụng nhiên lại cần nhiều dung lƣợng đƣờng truyền phải truyền toàn bảng định tuyến Giao thức định tuyến theo trạng thái đƣờng liên kết: - Các giao thức hoạt động: OSPF, IS-IS - Chỉ truyền lần đầu tồn thơng tin định tuyến đến tất router mạng, lần khác cập nhật trạng thái thay đổi Tuy nhiên lại phải truyền toàn mạng - Cập nhật theo trạng thái có nhìn tồn kiến trúc mạng thông qua sở liệu kiến trúc Không xảy định tuyến lặp, tốc độ hội tụ mạng nhanh - Khó sử dụng cấu hình, phải phân chia mạng để định tuyến theo thứ bậc với AS có qui mơ lớn Cần nhiều dung lƣợng nhớ router Tuy nhiên, cần lƣu lƣợng đƣờng truyền mạng định tuyến vector khoảng cách 2.4.5 Đánh giá giao thức định tuyến path-vector: Ƣu điểm: 127 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Định tuyến theo vector đƣờng thực chất cải biên giao thức định tuyến vector khoảng cách Khi xây dựng bảng định tuyến bỏ qua thông tin khoảng cách, bổ sung thông tin đƣờng AS-path, thông tin liệt kê tồn bƣớc mà phải qua hệ tự trị AS khác hệ thống mạng - Do nhận biết đầy đủ đƣờng đi, bỏ qua đƣợc đoạn lặp định tuyến - Đây giao thức định tuyến dựa giao thức TCP/IP, có kết nối thực truyền liệu Cho nên giao thức định tuyến tin cậy Nhƣợc điểm: - Tuyến đến đích định tuyến BGP hệ tự trị chƣa hoàn toàn nghĩa ngắn Do tuyến xác định nút speaker thuộc hệ tự trị khác thông tin tuyến có {dest, AS path} Hình 4.1 sau minh hoạ vấn đề AS4 AS3 D F M H AS2 K E B G C AS5 S AS1 Hình 4.1: Xác định tuyến ưu tiên theo AS path Nếu muốn tìm đƣờng đến đích từ S đến D S lựa chọn tuyến {D, AS5-AS4} mà bỏ qua tuyến {D, AS2-AS3-AS4} Tuy nhiên, thực chất tuyến {D, AS5-AS4} lại có độ dài lớn AS5 phải thực bƣớc truyền qua hệ thống nút mạng dài tuyến {D, AS2-AS3-AS4} - Xác nhận thông tin chuyển liệu hoạt động dựa gói liệu giao thức định tuyến TCP, có xác nhận đảm bảo q trình truyền gói liệu mạng Bởi vậy, q trình cài đặt thơng tin bảng định tuyến cần nhiều thời gian cho việc xác nhận gói liệu nhận đƣợc 128 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.4.6 Sơ đồ tổng quát: Ta lấy sơ đồ tổng quát mô tả so sánh ba giải thuật định tuyến trên, với kiểu dạng để nhận biết chi tiết hoạt động Trƣờng hợp 1: Định tuyến giải thuật DV Chi phí đƣờng liên kết đƣợc tính giống (đều 1) N1 A N3 1 N2 B 1 N5 N4 1 N6 N7 C 1 N8 D Hình 4.2: Biểu đồ định tuyến cho DV Trong mơ hình có bốn router A, B, C, D kết nối mạng với N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8 Khởi đầu bốn router tự nhận mạng kết nối trực tiếp với Mỗi router xây dựng bảng định tuyến khởi đầu nhƣ sau Bảng 4.2: Bảng định tuyến nút trước trao đổi thông tin A B Dest N1 N2 N3 Next - Cost 1 Dest N3 N4 N5 C Dest N7 N2 N5 N6 Next - Cost 1 D Next - Cost 1 1 Dest N4 N6 N8 Next - Cost 1 Sau router trao đổi bảng định tuyến cho theo định kỳ, router A (lấy làm điển hình) bảng định tuyến nhƣ sau: 129 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Dest N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 Next B B C C C Cost 1 2 2 Trƣờng hợp 2: Định tuyến giải thuật LS với chi phí khác đƣờng liên kết N1 A N3 N2 B N5 N4 N6 N7 C N8 D Hình 4.3: Biểu đồ định tuyến cho giải thuật trạng thái liên kết Cơ sở liệu định tuyến khởi đầu router nhƣ sau Bảng 4.3: Thông tin định tuyến nút giao thức link state A B Gateway Dest next cost Gateway Dest next cost A N1 - B N3 A A N2 C B N4 D A N3 B B N5 C Gateway Dest next cost D Gateway Dest next cost C N2 A D N4 B C N5 B D N6 C C N6 D D N8 - C N7 - C Sau router trao đổi thông tin định tuyến Tại router A (lấy làm điển hình) sở liệu định tuyến sau tạo SPF theo giải thuật Dijkstra nhƣ sau: 130 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Getway A A A B B B C C C C D D D Dest N1 N2 N3 N3 N4 N5 N2 N5 N6 N7 N4 N6 N8 Next C B A D C A B D B C - Cost 2 Tạo SPF A A C B 2 3 1 D Bảng 4.5: Bảng định tuyến nút A giao thức link state Dest Next Cost N1 - N2 - N3 - N4 B N5 C N6 C N7 C N8 B A tạo bảng định tuyến theo SPF tính đƣợc Trƣờng hợp 3: Định tuyến theo giải thuật Path-vector A B N3 N1 AS2 AS1 N5 N2 N4 AS3 N6 N8 N7 D C Hình 4.4: Định tuyến giải thuật vector đường 131 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Các router thu nhận thông tin mạng trực tiếp tạo bảng định tuyến khởi đầu Thông tin định tuyến danh mục tuyến có {dest, path} A B C D Dest path Dest path Dest path Dest path N1 A N3 B N2 C N4 N2 A N4 B N5 C N5 D N3 A N5 B N7 C N6 D D Sau trao đổi A xây dựng đƣợc bảng định tuyến nhƣ bảng định tuyến sau đây: Dest N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 Path A A A B,A B,A (C,A) C,A C,A D,C,A (D,B,A) Bảng 4.6: Bảng định tuyến nút A giao thức vector đường Tóm lại: Khi minh hoạ giao thức định tuyến mơ hình đồ thị loại giao thức định tuyến có ƣu nhƣợc điểm riêng Trong số giao thức định tuyến theo LS phức tạp 4.3 ĐÁNH GIÁ VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG DI ĐỘNG: 4.3.1 Đánh giá lớp giao thức hoạt động theo phƣơng thức proactive: Ƣu điểm: - Thực việc định tuyến nhanh tất nút trị bảng định tuyến giống nhƣ định tuyến mạng cố định - Mỗi nút mạng nhận diện tất nút hoạt động phạm vi - Khơng nhiều thời gian việc chọn tuyến Nhƣợc điểm: 132 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Phải trì bảng định tuyến nên kiến trúc mạng thay đổi phải cập nhật lại bảng định tuyến, việc thƣờng xuyên xảy với mạng di động Thông tin định tuyến để điều khiển việc xây dựng bảng định tuyến chiếm nhiều lƣu lƣợng đƣờng truyền - Khơng thích hợp cho mạng di động lớn có kiến trúc thay đổi 4.3.2 Đánh giá lớp giao thức hoạt động theo phƣơng thức reactive: Ƣu điểm: - Khác với định tuyến theo phƣơng thức proactive, định tuyến theo phƣơng thức reactive khơng trì bảng định tuyến cho nút di động mạng Do vậy, lƣu lƣợng thông tin điều khiển mạng gần nhƣ khơng có Các nút tự trao đổi, di chuyển phạm vi địa lý mà không quan tâm đến thông tin nút khác mạng - Có thể thực phát tuyến nhanh có u cầu trao đổi thơng tin Nhƣợc điểm: - Phải phát tuyến có nhu cầu truyền liệu, nhiều thời gian cho phiên làm việc - Các gói liệu cần trao đổi có kích cỡ lớn phải đính thêm thơng tin việc tìm tuyến Điều làm tốn băng thơng - Khơng có đƣợc thơng tin đầy đủ hoạt động mạng Kết luận: Gần nhƣ hai lớp giao thức định tuyến có tính chất ngƣợc hồn tồn, tính ƣu điểm với lớp giao thức loại proactive lại nhƣợc điểm lớp giao thức reactive ngƣợc lại 4.3.3 Đánh giá lớp giao thức hoạt động theo hybrid: Đây lớp giao thức định tuyến hoạt động cố gắng tận dụng tất ƣu điểm hai lớp giao thức định tuyến mạng di động Tuy nhiên nghiên cứu mẻ, giao thức xây dựng chƣa mang tính ứng dụng thực tiễn cao Có thể cải biên lớp giao thức để tìm lớp giao thức tối ƣu Các ƣu nhƣợc điểm lớp giao thức là: Ƣu điểm: - Chia vùng định tuyến 133 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com - Xây dựng bảng định tuyến nút - Khi thực định tuyến vùng bán kính nhanh, hoạt động giống nhƣ lớp định tuyến proactive Khi vƣợt ngồi lại chậm giống với reactive Nhƣợc điểm: - Vì hoạt động theo hai phƣơng thức proactive reactive nên có nhƣợc điểm hai - Phát sinh thêm số nhƣợc điểm làm cho khơng trở lên phổ biến đƣợc là:  Sự chồng dày đặc vùng: Khi nút có vùng định tuyến riêng, khả vùng định tuyến nút lân cận chồng dày đặc lên xảy Khi nút phạm vi vùng chuyển thơng báo RREQ, thơng báo đến nút nhiều thời điểm khác mà điều khiển Mỗi nút chuyển thông báo RREQ nhiều thời điểm Khi nút P nhận thơng báo RREQ P ghi nhận thông báo vào danh sách thông báo RREQ nhận đƣợc Nếu P nhận thơng báo RREQ nhiều lần, khơng chuyển tiếp thơng báo RREQ lần thứ hai Và P giữ dấu vết thông báo RREQ chuyển qua nhiều cách khác  Tình trạng ngập tràn mạng: Việc định tuyến liên vùng phát sinh nhiều thông báo tƣơng tự nhƣ RREQ khơng định hƣớng xác Thơng báo RREQ đƣợc hƣớng đến đích hƣớng đến vùng không xác định trƣớc mạng Trƣờng hợp khác là, thơng báo giống nhƣ RREQ đến nhiều nút nhiều thời điểm khác Điều dẫn đến tình trạng tràn ngập thông báo RREQ mạng 134 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU MỚI Sau khảo sát giao thức định tuyến hệ thống mạng: cố định di động Chúng cho tất giao thức có ƣu nhƣợc điểm riêng, giao thức thích hợp với hệ thống mạng khơng thể đưa giao thức định tuyến tối ưu cho hệ thống mạng Để định áp dụng loại giao thức định tuyến cho mạng cụ thể ta cần phải nghiên cứu sâu Một số kết đạt đƣợc: Tổng hợp giao thức định tuyến truyền thống, sử dụng đồ thị mô tả hoạt động giao thức định tuyến Mô tả ƣu nhƣợc điểm loại giao thức sử dụng hệ thống mạng dây dẫn Mô tả giao thức định tuyến hệ thống mạng di động, phân tích ƣu, nhƣợc điểm tính tối ƣu giao thức cho hệ thống mạng Phân loại tổng hợp giao thức định tuyến xây dựng Một số hạn chế: Do hồn cảnh khách quan nhƣ chủ quan, tơi chƣa có điều kiện thử nghiệm hoạt động giao thức định tuyến thực tế ứng dụng hệ thống mạng cụ thể Cho nên, luận văn cịn mang nhiều tính lý thuyết, áp dụng thực tế phải cải tiến bổ sung cho phù hợp Luận văn chƣa làm rõ ƣu nhƣợc điểm giao thức hoạt động Tuy nhiên, luận văn đóng góp đƣợc số kết mặt lý thuyết ứng dụng thực định tuyến hệ thống mạng Định hƣớng nghiên cứu tiếp: Kết thúc luận văn, xin mạnh dạn đề xuất số hƣớng nghiên cứu sau đây: - Nghiên cứu cách khắc phục định tuyến lặp giải thuật định tuyến vector khoảng cách, giải pháp khắc phục có làm hạn chế nhiều ƣu điểm giải 135 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com thuật định tuyến (có thể tìm hiểu cách khắc phục giải pháp số định tuyến nhƣ giao thức DSDV) - Cải tiến hoạt động giao thức truyền thống trình định tuyến chƣa nghiên cứu tính tối ƣu áp dụng - Khắc phục nhƣợc điểm giao thức định tuyến hệ thống mạng di động, đặc biệt phải cải tiến giao thức định tuyến ZRP giao thức có nhiều ƣu điểm tận dụng đƣợc hai tính ƣu điểm giao thức định tuyến loại procative recactive nhƣng số hạn chế phát sinh - Trong áp dụng thực tế cần nghiên cứu ảnh hƣởng điều kiện môi trƣờng nhƣ vấn đề phát sinh có ảnh hƣởng đến hoạt động định tuyến 136 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DAMH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tiếng việt: [1] Đỗ Duy Lợi: Mạng thơng tin máy tính Kiến trúc, ngun tắc hiệu suất hoạt động Nhà xuất Thế Giới, 2002 [2] Nguyễn Thúc Hải: Mạng máy tính hệ thống mở, Nhà xuất Giáo dục 1997 [3] Khƣơng Anh, Nguyễn Hồng Sơn: Giáo trình hệ thống mạng máy tính CCNA, tập – tài liệu dịch Cisco Nhà xuất Lao Động – Xã Hội, 2004 Tiếng Anh: [4] Ion Stoica Intra-domain Routing Protocols, 09 September 2006 [5] Hedrick, C Routing Information Protocol, STD 34, RFC 1058, Rutgers University, June 1988 [6] Malkin Standards Track ,RFC 2453 RIP Version 2, November 1998 [7] Microsoft TechNet How Unicast IPv4 Routing Protocols and Services Work, March 28, 2003 [8] J Moy , Ascend Communications, Inc OSPF Version RFC 2328 , Network Working Group, April 1998 [9] T.S Eugene Ng, Introduction to Computer Networks Inter-domain routing, Rice University, 2001 [10] Y Rekhter, T.J Watson Research Center, IBM Corp and T Li, cisco Systems A Border Gateway Protocol (BGP-4) RFC 1771, Network Working Group, March 1995 [11] Xuan Zheng Border Gateway Procotol, July 2001 [12] Tim Mothy G Griffin AT&T Research Interdomain Routing and BGP Routing, NJIT May 3, 2003 [13] Institute for Computer Science, University of Freiburg Western Australian Interactive Virtual Environments Centre (IVEC) Mobile and wireless computing, DSDV procotol March 02,2002 137 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com [14] C.E Perkins and P Bhagwat, Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers, Comp Comm Rev., Oct 1994 [15] Anna Haé MOBILE TELECOMMUNICATIONS PROTOCOLS FOR DATA NETWORKS University of Hawaii at Manoa, Honolulu, December 2004 [16] Institute for Computer Science, University of Freiburg Western Australian Interactive Virtual Environments Centre (IVEC) Mobile and wireless computing, TORA procotol March 02,2002 [17] Institute for Computer Science, University of Freiburg Western Australian Interactive Virtual Environments Centre (IVEC) Mobile and wireless computing, DSRP procotol March 02,2002 [18] Institute for Computer Science, University of Freiburg Western Australian Interactive Virtual Environments Centre (IVEC) Mobile and wireless computing, AODV procotol March 02,2002 [19] Institute for Computer Science, University of Freiburg Western Australian Interactive Virtual Environments Centre (IVEC) Mobile and wireless computing, ZRP procotol March 02,2002 Trang web: [1] www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc Routing Basic [2] www.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle PolicyandProtocols [3] www.faqs.org/rfcs/rfc1771.html , A Border Gateway Protocol (BGP-4) [4] www.informit.com/articles/article.asp, Basic Principles to Link State Protocols [5] decision.csl.uiuc.edu/~wireless Destination Sequence Distance Vector (DSDV) Routing An implementation of the Adaptive Destination Sequence Distance Vector (A-DSDV) routing protocol for wireless networks 138 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... khoảng cách giao thức định tuyến theo hƣớng - Nghiên cứu định tuyến theo trạng thái liên kết giao thức định tuyến theo hƣớng - Nghiên cứu giao thức định tuyến BGP, giao thức cải tiến định tuyến. .. định tuyến động hƣớng tuyến hỗ trợ giao thức định tuyến RIP Hình 6.1 minh hoạ giao thức định tuyến routing hoạt động dựa lớp giao thức đƣợc định tuyến routed Sở dĩ nói nhƣ giao thức định tuyến. .. IP mạng Dựa địa IP, giao thức thực định tuyến theo phân lớp mạng định tuyến không theo phân lớp mạng CIDR (Classless InterDomain Routing) Các giao thức định tuyến (routing procotols): Là giao thức