Định tuyến động, thuật toán định tuyến, giao thức RIP và OSPF DT7

Định tuyến động, thuật toán định tuyến, giao thức RIP và OSPF DT7 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội

1 Computer Networks Dynamic Routing : Distance Vector and Link State Protocol , Routing Algorithm , RIP and OSPF Định tuyến động, thuậttoánđịnh tuyến, giao thức RIP và OSPF Người thực hiện : Nguyễn Huy Thành Chu Anh Dũng Bùi Thị Thanh Hường Nội dung seminar •Kháiniệmcơ bảnvềđịnh tuyến •Thuật toán định tuyến • Định tuyến động  Distance vector , RIP  Linkstate , OSPF Tài liệu tham khảo: 1. Computer Networks - Andrew S. Tanenbaum 2. Cisco Networking Academy Program 3. Wikipedia 4. Bài giảng nhập môn MMT – GV Hồ Đắc Phương ĐHQGHN 5. Internet resources 2 Nội dung seminar • Khái niệmcơ bảnvềđịnh tuyến •Thuật toán định tuyến • Định tuyến động  Distance vector , RIP  Linkstate , OSPF Tài liệu tham khảo: 1. Computer Networks - Andrew S. Tanenbaum 2. Cisco Networking Academy Program 3. Wikipedia Tài liệu tham khảo: 1. Computer Networks - Andrew S. Tanenbaum 2. Cisco Networking Academy Program 3. Wikipedia 4. Bài giảng nhập môn MMT – GV Hồ Đắc Phương ĐHQGHN 5. Internet resources Khái niệmcơ bảnvềđịnh tuyến • Định tuyếnlàmộtchứcnăng không thể thiếu đượctrongmạng viễn thông trong quá trình thựchiện đấunối các cuộcgọitrongmạng, và nó cũng được coi là phần trung tâm củakiếntrúcmạng, thiếtkế mạng và điềuhànhmạng. Việc định tuyến đượcthựchiệnbởi1 thiếtbị mạng đượcgọilàRouter • Định tuyến giúp ta có thể trao đổi thông tin giữa các máy ở cách xa nhau 3 Router • Định tuyến: làphương thứctổ chức các đường đitừ 1 mạng này đến các mạng khác. • Router : thựchiện định tuyến, tìmđường tốtnhấtvàlọc các gói tin (packet)!Để thựchiện định tuyến , 1 router cầnbiết: o Địachỉđích (nơinógửi packet) o Tài nguyên (thông tin) mà router học đượctừ các mạng khác mà nó biết o Cách để duy trì hoạt động của router (duy trì bảng định tuyến) o Phương pháp để tìm đường Path Selection ÆThe best Route Có rất nhiều đường để đi từ nhà đến trường!Nhưng đâu là đường đi an toàn nhất ,nhanh nhất , đáng tin cậy nhất!? 4 Path Selection ÆThe best Route Câu hỏi tương tự cũng đặt ra cho việc định tuyến dữ liệu ! Để truyền dữ liệu cho PC2 , PC1 phải truyền dữ liệu cho R1, R1 sẽ gửi cho R2 , sau đó R2 sẽ gửi cho R3 , và cuối cùng là Pc2.Cách thức gửi gói tin ở mỗi thiết bị là ko như nhau , chúng biến đổi rất mềm dẻo Layer 3 Protocol Định tuyến hoạt động ở lớp 3 trong mô hình OSI, dựa trên nền địa chỉ IP 5 Các thành phần,khái niệm liên quan đến định tuyến 9 Bảng định tuyến : dùng để lưu các địa chỉ mạng mà router biết 9 Thông sốđịnh tuyến (Routing metrics):các giao thức định tuyếndựavàometric để lựachọn đường đi cho router , mỗi giao thức có cách tính metric riêng , RIP dựavàosố hop , OSPF dựa vào cost. 9 Giao thức định tuyến (routing protocols):router sd các giao thức định tuyến để duy trì bảng định tuyếnvàtraođổi thông tin với các router lân cận Vd: RIP , OSPF , IGRP , EIGRP 9 Convergence time (thờigianhộitụ ): Khoảng thờ i gian tính từ lúc router mất1 tuyếnvàtìmđược tuyếnkhácđể thay thế gọilàConvergence time Tham khảo : http://vi.wikipedia.org/wiki/Routing Bảng định tuyến và thông sốđịnh tuyến Bảng định tuyến và thông sốđịnh tuyến Network Protocol Destination Network Connected Learned 10.120.2.0 172.16.1.0 Exit Interface E0 S0 Routed Protocol: IP Nhi ệm vụ của router là học về các mạng mà nó không trực tiếp kết nối 172.16.1.010.120.2.0 E0 S0 6 Giao thức định tuyến 9 Giao thức định tuyến trong :Interior Gateway Protocol(IGP) vd : RIP , OSPF 9 Giao thức định tuyến ngoài : Exterior Gateway Protocol (EGP) vd: Border Gateway Protocol (BGP) Phân loại định tuyến Các loại định tuyến này sử dụng khi nào ? Định tuyến tĩnh : người quản trị mạng tự cấu hình và thiết lập đường đi cho router Định tuyến động: các giao thức định tuyến sẽ tự động lựa chọn đường đi cho mô hình mạng dựa trên thông tin , trạng thái của mạng . •2 loại: 7 Định tuyếntĩnh •Định tuyến tĩnh:đường đi được xác định trước , ko thay đổi trong quá trình định tuyến, định tuyến tĩnh sử dụng trong các mạng có ít máy ,việc cấu hình là đơn giản •Người quản trị sẽ cấu hình định tuyến tĩnh bao gồm : các mạng đích sẽ đến thông qua interface nào !Cũng như định tuyến động , mục đích của việc cấu hình (configuring) cho router là đưa các tuyến vào bảng định tuy ến.Router chỉ gửi các gói tin tới các địa chỉ đích có trong bảng định tuyến •Nhược điểm : kém linh động , không thích nghi được với sự thay đổi của mạng Định tuyến động • Định tuyến động : các router sử dụng các giao thức định tuyến để gửi thông tin định tuyến cho các router mà nó biết, các router khác sẽ cập nhật các thông tin định tuyến,và tiếp tục gửi đi các thông tin định tuyến của nó cho các router lân cận, quá trình diễn ra liên tiếp tạo ra các tuyến thông suốt kết nối các mạng với nhau. • Định tuyến động sử dụng trong các mạng có số lượng thiết bị lớn VD : RIP , OSPF , IGRP (Cisco) 8 Phân loại định tuyến động Để tránh các hiện tượng routing loop(lặp đường đi) người ta phải kết hợp với các thuật toán định tuyến để đưa ra các giao thức định tuyến.Dựa vào cơ chế hoạt động của giao thức định tuyến , người ta chia định tuyến động ra làm 2 loại cơ bản : + Distance Vector vd : RIP, IGRP + Link-State vd : OSPF , IS-IS Nội dung seminar •Kháiniệmcơ bảnvềđịnh tuyến • Thuậttoánđịnh tuyến • Định tuyến động  Distance vector , RIP  Linkstate , OSPF 9 Thuậttoánđịnh tuyến •Thuật toán định tuyến có nhiệm vụ quyết định đường đi cho gói tin •Quy về Graph:  Mỗi router là 1 nút  Mỗi link là 1 cung u y x wv z 2 2 1 3 1 1 2 5 3 5 • Network = Graph = G(N,E). •N = tập hợp các routers = { u, v, w, x, y, z }. •E = tập các đường nối giữa các routers. = { (u,v), (u,x), (v,x), (v,w), (x,w), (x,y), (w,y), (w,z), (y,z) } •Trọng số = chi phí (cost): độ trễ, độ nghẽn mạng, cước phí… • Đường đi tốt = đường đi có “chi phí” thấp nhất. Phân loại thuật toán định tuyến Thông tin tập trung hay phân tán?  Tập trung: •mỗi router phảinắmgiữ thông tin toàn bộ mạng (topology, link cost…) •“link state” algorithms  Phân tán: • router nắm được chi phí truyền tin tới các router đượcnốitrực tiếpvới mình (hàng xóm) • quá trình tính toán mang tính chấtlặp đilặplại, trao đổi thông tin giữa các routers. •“distance vector” algorithms Tĩnh hay động?  Tĩnh: • đường đi ít thay đổi  Động: • đường đi thay đổi thường xuyên • các thông tin dẫn đường đượ c cập nhật định kỳ. • link cost thay đổi. 10 A Link-State Routing Algorithm • Giảithuật SPF(hay còn gọi là Giải thuật Dijkstra): –tấtcả các nút mạng có thông tin như nhau về các liên kếtcủa toàn bộ mạng. – cho phép tìm đường đitừ mộtnúttớitấtcả các nút còn lại. •Kýhiệu: – c(i,j): chi phí phảitrảđểđitừ i tớij (trựctiếp) –D(v): giátrị hiệntạicủa chi phí phảitrảđểđitừđỉnh xuất phát tới đỉnh v. – p(v): đỉnh trước đỉnh v trên đường đingắnnhất –N: tậphợp đỉnh mà đường đingắnnhất đã đượcxácđịnh. Dijkstra’s algorithm: example Step 0 1 2 3 4 5 N A AD ADE ADEB ADEBC ADEBCF D(B),p(B) 2,A 2,A 2,A D(C),p(C) 5,A 4,D 3,E 3,E D(D),p(D) 1,A D(E),p(E) ∞ 2,D D(F),p(F) ∞ ∞ 4,E 4,E 4,E A E D CB F 2 2 1 3 1 1 2 5 3 5 [...]... đi định kỳ, mỗi khi gửi router gửi đi toàn bộ thông tin bảng định tuyến mà nó có • RIP là 1 giao thức định tuyến Distance Vector • Các phương pháp chống routing loop: Split Horizon Route Poisoning Triggered Updates Holddown Timers Routing by rumor Routing by rumor 24 Nội dung seminar • Khái niệm cơ bản về định tuyến • Thuật toán định tuyến • Định tuyến động Distance vector , RIP Linkstate , OSPF Giao. .. routing table occurs RIP( Routing Information Protocol) • RIP là 1 giao thức định thuyến thuộc loại Distance Vector nên nó có mọi đặc điểm của giao thức Distance Vector như : thuật toán , cơ chế chống loop , cơ chế cập nhật bảng định tuyến • Sử dụng thuật toán Distance Vector để tìm đường • Được sử dụng trong hầu hết những ứng dụng LAN-to-LAN Giao thức RIP trao đổi thông tin định tuyến giữa những router... bảng định tuyến mà không cần thông qua giao thức định tuyến Routers gửi các bản tin update ra các interface của nó để quảng bá các mạng mà nó biết.Những mạng này bo gồm các mạng kết nối trực tiếp với nó và các mạng mà nó học được từ các router khác Router nghe các bản tin routing update từ các hàng xóm để nó có thể học thêm các tuyến mới Các bản tin định tuyến bao gồm subnet number (địa chỉ mạng) và. .. thể gây ảnh hưởng tới các nút khác 12 Other routing algorithms • Routing in Ad-hoc networks • Routing in Mobile Systems Nội dung seminar • Khái niệm cơ bản về định tuyến • Thuật toán định tuyến • Định tuyến động Distance vector , RIP Linkstate , OSPF 13 Distance Vector Routing Protocols B A C Distance—How Far Distance—How Far Vector—In Which Direction Vector—In Which Direction D D C B A Routing Routing... của nguồn Đòi hỏi bộ nhớ và tốc độ vi xử lý cao Nó bao gồm cơ chế chống routing loop trong thuật toán Đòi hỏi 1 thiết kế topo mạng hợp lý Router biết được topo của mạng Đòi hỏi admin phải có kiến thức nhiều về mạng Kích thước của mạng linkstate có thể nhỏ gọn được với sự thiết kế mạng hợp lý OSPF( Open Shortest Path First) • Là chuẩn mở, sử dụng thuật toán SPF • OSPF : là 1 giao thức link-state phát triển... 3 Mỗi router đặt các thông tin về topo mạng mà nó học được vào 1 bảng gọi là topology table (hay topology database) 4 Mỗi router sử dụng thuật toán SPF dựa trên bảng topology database của nó để tính ra tuyến tốt nhất tới mỗi mạng trong database • Mỗi router tiếp tục đặt các tuyến tốt nhất vào bảng định tuyến của nó ( routing table ) 26 Ưu và nhược điểm của LinkState Ưu điểm Nhược điểm Thời gian hội... Internet Engineering Task Force (IETF) vào năm 1988 • OSPF được phát minh ra để đáp ứng đòi hỏi về 1 hệ thống mạng lớn , ổn định mà RIP không có.Trong khi EIGRP có thể cấu hình dễ hơn nhưng chỉ hoạt động trên thiết bị (router)của hãng Cisco • OSPF không có giới hạn về metric (cost) 27 OSPF Hello Protocol Phân cấp(Hierarchical OSPF) • Vì sao phải phân cấp: bảng định tuyến của 1 router không thể lưu trữ... Định tuyến động Distance vector , RIP Linkstate , OSPF Giao thức Linkstate • Chống lặp : xây dựng trong thuật toán SPF(Dijsktrar) •LSAs (Link State Advertisement) •Neighbor Table •Topology Table The State of the Link The State of the Link 25 LinkState Overview • LinkState và Distance Vector đều có điểm chung là điền vào bảng định tuyến những tuyến đường tốt nhất , chỉ khác nhau ở cách chúng thực hiện... Operation of OSPF Discover neighbors Steps in the Operation of OSPF Elect DR and BDR 29 Steps in the Operation of OSPF Selecting the Best Route Tóm tắt về LinkState Link-state có các chức năng sau : Đáp ứng nhanh với các thay đổi của mạng Gửi các bản tin update chỉ khi mạng thay đổi Gửi các bản tin update định kỳ Sử dụng các bản tin Hello để tìm ra các neighbors OSPF là giao thức LinkState , 1 chuẩn mở OSPF. .. Metric xác định tuyến nào là tốt , metric càng thấp thì tuýen đó càng tốt Khi có thể , router sử dụng các bản tin broadcast và multicast để gửi các routing update.Bằng việc sử dụng các bản tin broadcast hay multicast , tất cả các hàng xóm trong mạng LAN có thể nhận được 1 thông tin định tuyến như nhau từ 1 bản tin update Nếu router học được nhiều tuyến tới cùng 1 mạng , thì nó sẽ chọn tuyến dựa trên . seminar •Kháiniệmcơ bảnv định tuyến • Thuậttoánđịnh tuyến • Định tuyến động  Distance vector , RIP  Linkstate , OSPF 9 Thuậttoánđịnh tuyến Thuật toán định tuyến có nhiệm vụ quyết định đường đi cho. các thuật toán định tuyến để đưa ra các giao thức định tuyến. Dựa vào cơ chế hoạt động của giao thức định tuyến , người ta chia định tuyến động ra làm 2 loại cơ bản : + Distance Vector vd : RIP, . , RIP and OSPF Định tuyến động, thuậttoánđịnh tuyến, giao thức RIP và OSPF Người thực hiện : Nguyễn Huy Thành Chu Anh Dũng Bùi Thị Thanh Hường Nội dung seminar •Kháiniệmcơ bảnv định tuyến •Thuật