Giao thức định tuyến eigrp

Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển Internet đồng nghĩa với việc tăng trưởng quy mô công nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN … Và đặc biệt lưu lượng thơng tin mạng tăng đáng kể Chính điều làm cho vấn đề chia sẻ thơng tin mạng vấn đề định tuyến trở nên quan trọng hết Trong việc thiết kế mạng lựa chọn giao thức định tuyến cho phù hợp với chi phí, tài nguyên tổ chức đặc biệt quan trọng Internet phát triển mạnh, lượng người truy nhập tăng yêu cầu định tuyến phải tin cậy, tốc độ chuyển mạch nhanh không gây lặp mạng Hơn nhiều tổ chức tham gia vào mạng nhiều giao thức đưa vào sử dụng dẫn đến phức tạp định tuyến gia tăng, số lượng giao thức để phục vụ cho việc định tuyến có nhiều Việc hiểu biết thiết kế mạng thơng tin cỡ lớn có sử dụng thiết bị định tuyến trở thành nhu cầu vơ cấp thiết thực tế Nó địi hỏi người thiết kế mạng phải có hiểu biết sâu giao thức sử dụng cho việc thiết kế mạng loại giao thức định tuyến khác Hiện CISCO nhà cung cấp thiết bị mạng hàng đầu giới Ở Việt Nam thiết bị sử dụng ngày rộng rãi hệ thống mạng Internet, mơ hình mạng cơng ty, tổ chức, doanh nghiệp Ngồi chuẩn thiết bị sử dụng cho việc đào tạo khóa học mạng nước ta CISCO đưa chứng nhằm đánh giá lực cá nhân muốn theo học khóa đạo tào để trở thành chuyên viên mạng Giao thức định tuyến EIGRP CISCO phát triển độc quyền dựa giao thức định tuyến IGRP nhằm nâng cao tính hiệu cho trình định tuyến router họ Năm 1994, CISCO thành công việc cải tiến giao thức định tuyến IGRP (là giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách) vốn chưa linh hoạt việc định tuyến, router định tuyến theo vector khoảng cách đường cách cụ thể, router trung gian đường cấu trúc kết nối chúng Chính vậy, với mạng nhỏ IGRP tỏ linh hoạt gặp mạng có mơ hình mạng lớn việc định tuyến IGRP trở nên khó khăn Nhận biết điều này, CISCO phát triển IGRP lên thành EIGRP Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Ngun Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP sử dụng thuật toán định tuyến theo vectơ khoảng cách cập nhật bảo trì thơng tin láng giềng thơng tin định tuyến làm việc giống giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Do sở hữu tới tận hai thuật toán định tuyến EIGRP gọi giao thức định tuyến ghép lai Trong giới hạn khóa luận tốt nghiệp em xin giới thiệu qua vài giao thức định tuyến sử dụng tập trung sâu nói giao thức định tuyến EIGRP với tên đề tài “ Tìm hiểu giao thức định tuyến EIGRP Router CISCO ” Nội dung khóa luận chia làm ba chương : Chương : Giới thiệu giao thức định tuyến Chương : Giao thức định tuyến EIGRP Chương : Cấu hình router EIGRP Vì khả chưa cho phép nên việc cấu hình giao thức Router thật CISCO chưa thực được, thay vào em mơ câu lệnh EIGRP trình mơ Packettracer - phần mềm CISCO Kiến thức định tuyến thực rộng lớn, điều kiện thời gian kiến thức có hạn, nghiên cứu chủ yếu dựa lý thuyết nên đề tài sơ sài nhiều thiếu sót Em mong thầy bạn góp ý thêm để em hồn thành tốt khóa luận Nhân đây, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới tồn thể thầy giáo trường ĐH Công Nghệ giúp đỡ em suốt năm học đại học trường, cảm ơn thầy cô môn Hệ thống viễn thông đặc biệt ThS.Trần Quang Đạt trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn bảo nhiệt tình để em thực tốt khóa luận Hà Nội, tháng 5/2008 Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN Chương giới thiệu qua số giao thức định tuyến nhằm giúp có nhìn tổng quan giao thức định tuyến Nội dung chương giải số vấn đề sau:  Hiểu khái niệm định tuyến (routing)  Phân biệt định tuyến động, định tuyến tĩnh Lý giải định tuyến động lại chiếm ưu việc định tuyến  Phân biệt định tuyến theo vectơ khoảng cách (distance vector) định tuyến theo trạng thái đường liên kết (link-state) 1.1 KHÁI NIỆM VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN Trong việc nối mạng máy tính thuật ngữ định tuyến (routing) chọn lựa đường mạng máy tính để gửi liệu Định tuyến hướng, di chuyển gói liệu đánh địa từ nguồn chúng, hướng đến đích cuối thơng qua nút trung gian, thiết bị phần cứng chuyên dùng gọi router (bộ định tuyến) Tiến trình định tuyến thường hướng dựa vào bảng định tuyến, bảng chứa lộ trình tốt đến đích khác mạng Vì việc xây dựng bảng định tuyến, tổ chức nhớ router trở nên vô quan trọng cho việc định tuyến hiệu Định tuyến khác với bắc cầu (bridging) chỗ nhiệm vụ cấu trúc địa gợi nên gần gũi địa tương tự mạng, qua cho phép nhập liệu bảng định tuyến đơn để mơ tả lộ trình đến nhóm địa Vì thế, định tuyến làm việc tốt bắc cầu mạng lớn, trở thành dạng chiếm ưu việc tìm đường mạng Internet Các mạng nhỏ có bảng định tuyến cấu hình thủ cơng, cịn mạng lớn có cấu trúc mạng phức tạp thay đổi liên tục xây dựng thủ cơng bảng định tuyến vơ khó khăn Tuy nhiên, hầu hết mạng điện thoại chuyển mạch chung (PSTN) sử dụng bảng định tuyến tính tốn trước, với tuyến dự trữ lộ trình trực tiếp bị nghẽn Định tuyến động cố gắng giải vấn đề tắc nghẽn việc xây dựng bảng định tuyến cách tự động, Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP dựa vào thông tin giao thức định tuyến cung cấp, cho phép mạng hành động gần tự trị việc ngăn chặn mạng bị lỗi nghẽn Những mạng gói thơng tin vận chuyển, ví dụ Internet, chia liệu thành gói, dán nhãn với đích đến cụ thể gói lập lộ trình riêng biệt Các mạng xoay vòng, mạng điện thoại thực định tuyến để tìm đường cho vịng (ví dụ gọi điện thoại) để chúng gửi lượng liệu lớn mà tiếp tục lặp lại địa đích Định tuyến IP truyền thống cịn tương đối đơn giản dùng cách định tuyến bước (next-hop routing), router xem xét gửi gói thơng tin đến đâu, khơng quan tâm đường sau gói bước truyền lại Tuy nhiên, chiến lược định tuyến phức tạp được, thường dùng hệ thống MPLS, ATM hay Frame Relay, hệ thống sử dụng công nghệ bên để hỗ trợ cho mạng IP 1.2 PHÂN LOẠI GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 1.2.1 ĐỊNH TUYẾN TĨNH Đối với định tuyến tĩnh, thông tin đường phải người quản trị mạng nhập cho router Khi cấu trúc mạng có thay đổi người quản trị mạng phải xóa thêm thông tin đường cho router Những loại đường gọi đường cố định Đối với hệ thống mạng lớn cơng việc bảo trì bảng định tuyến cho router tốn nhiều thời gian Còn hệ thống mạng nhỏ, có thay đổi cơng việc đỡ thời gian Chính định tuyến tĩnh địi hỏi người quản trị mạng phải cấu hình thơng tin đường cho router nên khơng có tính linh hoạt định tuyến động Trong hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thường sử dụng kết hợp với giao thức định tuyến động cho số mục đích đặc biệt Đối với mạng LAN khơng có thiết bị định tuyến chun dụng việc định tuyến tĩnh bắt buộc Những mạng thường mạng cố định, khơng có thay đổi mặt vật lý Khi thêm thiết bị máy tính vào mạng người quản trị trực tiếp cấu hình máy tính cho phù hợp với thiết bị khác Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP 1.2.2 ĐỊNH TUYẾN ĐỘNG Đối với định tuyến động Router tự động cập nhật bảng định tuyến từ router khác, chúng chia sẻ liệu định tuyến với từ router tự động thay đổi thơng tin bảng định tuyến với việc lựa chọn đường tốt tới mạng Ưu điểm định tuyến động đơn giản việc cấu hình tự động tìm tuyến đường thay mạng có thay đổi Định tuyến động chiếm ưu Internet Tuy nhiên, việc cấu hình giao thức định tuyến thường đòi hỏi nhiều kinh nghiệm, không nên nghĩ kỹ thuật nối mạng phát triển đến mức hoàn toàn tự động cho việc định tuyến Định tuyến động chia làm hai loại sau :  Giao thức định tuyến cổng nội (IGP)  Giao thức định tuyến cổng ngoại (EGP)  Giao thức định tuyến cổng nội : Được sử dụng để định tuyến phạm vi hệ tự trị (AS) Giao thức chia làm loại :  Định tuyến theo vector khoảng cách (Distance Vector) bao gồm : RIP, RIPv2, IGRP  Định tuyến theo trạng thái đường liên kết (Link State) bao gồm : OSPF, IS-IS  Giao thức định tuyến cổng ngoại (EGP) bao gồm : BGP Ngoài giao thức định tuyến chia theo loại hỗ trợ định tuyến IP: Classfull, classless, IPv6  Classfull: RIP, IGRP, EGP  Classless: RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS, BGPv4  IPv6: RIPng, EIGRP for IPv6, OSPFv3, IS-IS for IPv6, BGPv4 for IPv6 Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Ngun Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP Hình : Phân loại giao thức định tuyến động Trong giao thức định tuyến cổng nội (IGP) có loại định tuyến theo vector khoảng cách định tuyến theo trạng thái đường liên kết Cả loại giao thức thực định tuyến phạm vi hệ tự trị Chúng sử dụng phương pháp khác để thực nhiệm vụ 1.2.2.1 ĐỊNH TUYẾN THEO VECTƠ KHOẢNG CÁCH Thuật toán vector khoảng cách so sánh xác đường nhằm tìm đường tốt tới địa đích cho Thuật tốn cung cấp thơng tin cụ thể cấu trúc đường mạng hoàn tồn khơng nhận biết router đường Các router theo vector khoảng cách thực gửi toàn phần bảng định tuyến gửi cho router kết nối trực tiếp với Vì thơng tin bảng định tuyến ngắn gọn, cho biết tương ứng với mạng đích cổng router, router có địa IP bao nhiêu, thông số định tuyến đường Do đó, router định tuyến theo vector khoảng cách đường cách cụ thể, router trung gian đường cấu trúc kết nối chúng Trường ĐH Công Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP Các router định tuyến theo vector khoảng cách thực cập nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thơng đường truyền Khi có cố thay đổi xảy ra, router nhận biết thay đổi cập nhật bảng định tuyến trước chuyển bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng Router láng giềng nhận thông tin mới, cập nhật vào bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng Quá trình cập nhật tồn hệ thống Do thời gian hội tụ chậm Giao thức thông tin định tuyến (RIP) giao thức lâu đời giao thức định tuyến RIP giao thức khơng rõ ràng, có nhiều giao thức định tuyến giống RIP phát triển, vài số sử dụng tên RIP vô số giao thức giống RIP dựa thuật toán sử dụng vectơ khoảng cách để so sánh xác đường nhằm tìm đường tốt tới địa đích cho Các thuật tốn xuất từ nghiên cứu khoa học trước năm 1957 1.2.2.2 ĐỊNH TUYẾN THEO TRẠNG THÁI ĐƯỜNG LIÊN KẾT Thuật toán định tuyến trạng thái theo đường liên kết, hay cịn gọi thuật tốn chọn đường ngắn (SPF), thuật tốn đơi cịn gọi thuật toán Dijkstra (đặt theo tên gọi người phát minh thuật toán) Thuật toán lưu giữ sở liệu phức tạp thông tin cấu trúc hệ thống mạng có đầy đủ thơng tin router đường cấu trúc kết nối chúng Giao thức định tuyến OSPF giao thức định tuyến sử dụng thuật toán OSPF có nhiều ưu điểm mà giao thức định tuyến trước RIP hay IGRP sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách khơng có Vì mà OSPF có chế hoạt động trái ngược hoàn toàn với RIP IGRP Giao thức phát thông tin đường cho router để router mạng có nhìn đầy đủ cấu trúc hệ thống mạng Hoạt động cập nhật thực có kiện thay đổi, khơng cập nhật định kỳ, băng thơng sử dụng hiệu mạng hội tụ nhanh Ngay có thay đổi trạng thái liên kết, thông tin phát cho tất router mạng Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thu thập thông tin đường từ tất router khác hệ thống mạng hay vùng xác định Khi tất thông tin thu thập đầy đủ sau Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP router tự tính tốn để chọn đường tốt cho đến mạng đích hệ thống Như router có nhìn riêng đầy đủ hệ thống mạng chúng khơng cịn truyền thơng tin sai lệch mà chúng nhận từ router láng giềng Sau ưu điểm giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết :  Sử dụng chi phí làm thông số định tuyến để chọn đường mạng Thơng số chi phí phản ánh dung lượng đường truyền  Thực cập nhật có kiện xảy ra, phát gói quảng cáo trạng thái đường liên kết (LSAs) cho router hệ thống mạng Điều giúp cho thời gian hội tụ nhanh  Mỗi router có sơ đồ đầy đủ đồng toàn cấu trúc hệ thống mạng Do chúng khó bị lặp vịng  Router sử dụng thơng tin để định chọn đường  Cần thiết kế hệ thống mạng cách cẩn thận để sở liệu trạng thái đường liên kết thu nhỏ lại, nhờ tiết kiệm tính tốn Dijkstra hội tụ nhanh  Mọi router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng riêng để chọn đường Đặc tính giúp cần xử lý cố  Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ CIDR VLSM Các nhược điểm giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:  Chúng đòi hỏi nhiều dung lượng nhớ lực xử lý cao so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách Do chúng đắt tiền tổ chức nhỏ, chi phí hạn hẹp thiết bị cũ  Chúng đòi hỏi hệ thống mạng phải thiết kế theo mơ hình phân cấp, hệ thống mạng chia thành nhiều cấp mạng nhỏ để làm giảm bớt độ lớn độ phức tạp sở liệu cấu trúc hệ thống mạng  Chúng đòi hỏi nhà quản trị mạng phải nắm vững giao thức  Trong suốt trình khởi động, router thu thập thông tin cấu trúc hệ thống mạng để xây dựng sở liệu, chúng phát gói LSA Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Nguyên Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP tồn mạng Do tiến trình làm giảm dung lượng đường truyền dành cho liệu khác Bảng1 : Phân biệt Distance Vector Link- State Loại giao thức Định tuyến theo vector khoảng cách (Distance vector) Ví dụ RIPv1 RIPv2 Đặc điểm -Copy bảng định tuyến cho router láng giềng -Cập nhật định kỳ -RIPv1 RIPv2 sử dụng số lượng hop làm thông số định tuyến -Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo chi phối router láng giềng -Hội tụ chậm -Dễ bị lặp vòng -Dễ cấu hình dễ quản trị -Tốn nhiều băng thông Định tuyến theo trạng thái đường liên kết (Link State) OSPF -Sử dụng đường ngắn -Chỉ cập nhật có kiện xảy -Gửi gói thơng tin trạng thái đường liên kết cho tất router mạng -Mỗi router có nhìn đầy đủ cấu trúc hệ thống mạng -Hội tụ nhanh -Khơng bị lặp vịng -Cấu hình phức tạp -Địi hỏi nhiều nhớ lượng xử lý so với định tuyến theo khoảng cách -Tốn băng thông so với định tuyến theo khoảng cách Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐHQGHN Nguyễn Trọng Ngun Khóa luận tốt nghiệp Giao thức định tuyến EIGRP 1.2.3 SO SÁNH VÀ PHÂN BIỆT ĐỊNH TUYẾN THEO VECTƠ KHOẢNG CÁCH VÀ TRẠNG THÁI ĐƯỜNG LIÊN KẾT Các router theo vectơ khoảng cách thực gửi toàn bảng định tuyến gửi cho router kết nối trực tiếp với Thơng tin bảng định tuyến ngắn gọn, cho biết tương ứng với mạng đích cổng router đó, router có địa IP gì, thơng số định tuyến đường Do đó, router định tuyến theo vectơ khoảng cách đường cách cụ thể nên router trung gian đường cấu trúc kết nối chúng Hơn nữa, bảng định tuyến kết chọn đường tốt router Do đó, chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, router chọn đường dựa kết chọn router láng giềng Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo chi phối router láng giềng Các router theo vectơ khoảng cách thực cập nhật thông tin định tuyến theo chu kỳ nên tốn nhiều băng thơng đường truyền Khi có thay đổi xảy ra, router nhận biết thay đổi cập nhật bảng định tuyến trước chuyển bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng Các router láng giềng nhận thông tin mới, cập nhật vào bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng Quá trình cập nhật tồn hệ thống Do thời gian hội tụ chậm Bây ta xét đến giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Khi bắt đầu hoạt động, router gửi thơng tin cho biết có kết nối trạng thái đường kết nối nào, gửi cho router khác mạng địa nhóm (multicast) Do đó, router nhận từ tất router khác thông tin kết nối chúng Kết router có đầy đủ thơng tin để xây dựng sở liệu trạng thái đường liên kết, hay gọi sở liệu cấu trúc mạng Như vậy, router có nhìn đầy đủ cụ thể cấu trúc hệ thống mạng Từ đó, router tự tính tốn để chọn đường tốt đến mạng đích Khi router định tuyến theo trạng thái đường liên kết hội tụ xong không thực cập nhật định kỳ Chỉ có thay đổi thơng tin thay đổi truyền cho tất router mạng Do thời gian hội tụ nhanh tốn băng thơng Trường ĐH Cơng Nghệ - ĐHQGHN 10 Nguyễn Trọng Nguyên