Khóa luận: Triển khai định tuyến open shortest path first (OSPF) đa vùng cho công ty CP MCC

LỜI NÓI ĐẦU Cùng với tiến vượt bậc khoa học kỹ thuật, công nghệ viễn thông, công nghệ mạng máy tính, đặc biệt mạng tồn cầu Internet có bước phát triển nhảy vọt việc cung cấp dịch vụ cho khách hàng Khơng cịn nghi ngờ nữa, Internet ngày trở thành mạng liệu công cộng lớn khiến cho việc trao đổi thơng tin trở nên nhanh chóng thuận tiện nhiều so với trước Khối lượng thông tin trao đổi qua Internet tăng theo cấp số nhân ngày Ngày nhiều tổ chức, công ty, cá nhân sử dụng Internet cho mục đích khác Rõ ràng, Internet làm thay đổi sống người, làm cải thiện cơng việc kinh doanh, giải trí, giáo dục phương thức liên lạc thực Internet đưa xã hội người vào kỷ nguyên mới, kỷ nguyên công nghệ thông tin Sự phát triển Internet đồng nghĩa với việc tăng trưởng quy mô công nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN đặc biệt lưu lượng thông tin mạng tăng đáng kể Chính điều làm cho vấn đề định tuyến thông tin mạng trở lên quan trọng hết Internet phát triển mạnh lượng người truy nhập tăng yêu cầu định tuyến phải tin cậy, tốc độ chuyển mạch .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án 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 vô cấp thiết thực tế Nó địi hỏi người quản trị mạng phải có hiểu biết sâu giao thức loại giao thức định tuyến, chế làm việc cách triển triển khai vào thực tiễn Chính lý mà em định chọn đề tài “ Triển khai định tuyến open shortest path first (OSPF) đa vùng cho cơng ty CP MCC” làm khóa luận tốt nghiệp cho .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MẠNG MÁY TÍNH 1.1.1 Định nghĩa mạng máy tính Mạng máy tính tập hợp máy tính nối với theo cấu trúc thơng qua máy tính trao đổi thơng tin qua lại cho 1.1.2 Phân loại mạng máy tính 1.1.2.1 Phân loại theo khoảng cách địa lý Phân loại theo khoảng cách địa lý cách phổ biến thông dụng Theo cách phân loại ta có loại mạng sau:  Mạng cục (LAN- Local Area networks)  Mạng đô thị (Man-metropolitan Area networks)  Mạng diện rộng (WAN-Wide Area Networks)  Mạng toàn cầu (GAN-Global Area Networks) 1.1.2.2 Phân loại theo kiến trúc mạng sử dụng Theo cách phân loại này, có loại mạng như:  Mạng SNA(System network Architecture) IBM  Mạng NA(Digital network Architecture) DEC  Mạng ISO theo kiến trúc chuẩn quốc tế  Mạng TCP/IP 1.1.2.3 Phân loại theo phương pháp chuyển mạch Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án  Mạng chuyển mạch kênh(Line switching network) , ví dụ mạng điện thoai di động  Mạng chuyển mạch thông báo (Message switching network)  Mạng chuyển mạch gói (Packet switching network) 1.2 MƠ HÌNH THAM CHIẾU OSI 1.2.1 Giới thiệu mơ hình OSI Mơ hình tham chiếu OSI bao gồm lớp sau: Application Ứng dụng Presentation Trình diễn Session Phiên Transport Giao vận Network Mạng Data Link Liên kết DL Physical Vật lý Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án 1.3 BỘ GIAO THỨC TCP/IP Mơ hình tham chiếu OSI bao gồm lớp sau: Các lớp tương ứng OSI TCP/IP Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án 1.4 ĐỊNH TUYẾN 1.4.1 Khái niệm Định tuyến cách thức mà Router hay Host sử dụng để phát gói tin tới mạng đích 1.4.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại định tuyến:  Định tuyến tập trung  Định tuyến phân tán  Định tuyến (Interior Routing)  Định tuyến (Exterior Routing) 1.4.3.Thuật ngữ định tuyến thông dụng  Bảng định tuyến (routing table)  Administrative distance (AD)  ES - End System  IS - Intermediate System  Area  Domain  Hệ thống tự trị (Autonomous System - AS) 1.4.4 Các lớp thuật toán định tuyến 1.4.4.1 Phương pháp Vector khoảng cách ( Distance vector ) Gồm có : RIP, IGRP 1.4.4.2 Phương pháp trạng thái liên kết ( Link-state ) Gồm có : OSPF, IS-IS Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ OSPF 2.1 TỔNG QUAN VỀ OSPF 2.1.1 Khái quát giao thức OSPF : Một nhóm làm việc IETF (Internet Engineering Task Force) thiết kế giao thức loại IGP sử dụng giải thuật SPF, gọi open SPF, OSPF tên viết tắt Open shortest path first giao thức định tuyến tiếng, giao thức hoạt động theo phương pháp định tuyến link-state tức giao thức trạng thái đường link điển hình 2.1.2 Các thuật ngữ sử dụng OSPF  Lân cận (Adjacency)  Vùng (Area)  Hệ thống độc lập ( AS )  Mô tả sở liệu (Database descriptor )  Router định ( Designated Router )  Router định dự phòng (Backup Designated Router BDR)  Cơ sở liệu lân cận (Adjacencies database)  Cơ sở liệu toàn mạng(topologicy database ) 2.1.3 Các trạng thái OSPF 2.1.3.1 Tổng quan Giao thức OSPF giao thức kiểu trạng thái liên kết có thiết lập quan hệ láng giềng chia sẻ thông tin thông Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án qua nhiều loại gói tin Trong OSPF sử dụng loại tin khác để trao đổi tin tức với router láng giềng 2.1.3.2 Các trạng thái để thiết lập láng giềng Để router thiết lập quan hệ láng giềng chúng phải trải qua trạng thái Bao gồm:  Trạng thái Down  Init  Two – way  ExStart  Exchange  Loading  Full Adjacency Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án 2.1.4 Các loại mạng OSPF 2.2 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA OSPF OSPF giao thức hoạt động phức tạp, nhiên tóm tắt q trình hoạt động OSPF trải qua phần tách biệt Bao gồm:  Thiết lập Router lân cận  Chọn lựa DR BDR cần thiết  Khám phá tuyến  Lựa chọn tuyến tối ưu để sử dụng  Duy trì thơng tin định tuyến  Hạn chế OSPF đơn vùng Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Với việc chạy OSPF đơn vùng gây nhiều hạn chế: - Tiêu tốn tài nguyên nhớ tài nguyên xử lý - Làm tăng kích cỡ bảng định tuyến - Làm tăng sở liệu 2.3 OSPF ĐA VÙNG, NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC LOẠI VÙNG 2.3.1 Các loại router loại thông điệp LSA OSPF đa vùng  Các loại Router :  Internal Router  Backbone Router  Area Border Router ( ABR )  Autonomous System Boundary Router ( ASBR)  Các loại thông điệp LSA :  Router Link LSA : Bản tin LSA loại  Network Link (NLA) : LSA loại  Network Summary Link (NSL) : LSA loại  Autonomous System External Summary Link (LSA) : LSA loại  External Link (LSA) : LSA loại  Not - So - Stubby Area (NSSA) : LSA loại 2.3.2 Các loại vùng OSPF đa vùng  Vùng chuẩn (Normal Area) Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án  Vùng cụt ( Stub Area)  Vùng hoàn toàn cụt (Totally Stubby Area)  Not-so-stubby Area ( NSSA)  Vùng trục (Blackbone Area) 2.3.3 Nguyên tắc hoạt động OSPF đa vùng  truyền tin LSA ABR ASBR  Cập nhập bảng định tuyến chọn đường 2.3.4 Liên kết ảo OSPF đa vùng (virtual link) Virtual Link cho phép vùng khơng có đường kết nối vật lý trực tiếp vào vùng Backbone có đường logical 2.4 CÁC VẤN ĐỀ QUAN TÂM KHAI TRIỂN KHAI OSPF  Tài nguyên có : Tài nguyên có tài nguyên xử lý Router, nhớ, băng thông đường truyền, tài nguyên phần mềm  Sự mở rộng sau 2.5 CẤU HÌNH OSPF ĐA VÙNG  Cấu hình  Cấu hình thơng sốP: loopback addres, priority  Cấu hình xác thực OSPF: Có kiểu xác thực OSPF: None, Clear text, MD5  Cấu hình mơi trường NMBA  Cấu hình vùng Stub, Totally stubby, NSSA Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án  Cấu hình liên kết ảo OSPF 2.6 SO SÁNH OSPF VÀ CÁC GIAO THỨC KHÁC  So sánh hội tụ  So sánh mở rộng CHƯƠNG III: TRIỂN KHAI OPEN SHORTEST PATH FIRST (OSPF) ĐA VÙNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN MCC 3.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MẠNG CÔNG TY CP MCC 3.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG MẠNG CÔNG TY CP MCC Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Công ty cổ phần MCC công ty kinh doanh nhiều lĩnh vực môi giới , đầu tư Tài như: Chứng khốn, giao dịch hàng hóa (Vàng, ngoại tệ, cà phê,…), bất động sản,Ủy thác đầu tư hổ trợ vốn, Cơng ty có nhiều chi nhánh toàn quốc, bao gồm: Trụ sở đặt Đà Nẵng, chi nhánh Quảng Nam, Sài gòn, Hà Nội Sau sơ đồ logic hệ thống mạng công ty: 3.2 THỰC TRẠNG MẠNG TỪ HỆ THỐNG OSPF (OPEN SHORTEST PATH FIRST) ĐƠN VÙNG CỦA CÔNG TY Hệ thống mạng OSPF (Open shortest path first) đơn vùng công ty định tuyến theo phương pháp trạng thái liên kết (link-state), so với giao thức định tuyến theo phương pháp vector khoảng cách phương pháp link-state có nhiều ưu điểm trội hơn, ta so sánh giao thức OSPF với giao thức RIP cua phương pháp Vector khoảng cách (Distance Vector): Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án  Độ hội tụ : Trong hệ thống mạng lớn, RIP phải vài phút hội tụ Router trao đổi trao đổi bảng định tuyến với Router láng giềng kết nối trực tiếp với mà thơi Cịn OSPF sau hội tụ vào lúc khởi động, có thay đổi việc hội tụ nhanh có thông tin thay đổi phát cho Router vùng  Việc sử dụng băng thông : Hệ thống mạng cơng ty có Router định tuyến theo giao thức OSPF đơn vùng có sở đầy đủ cấu trúc hệ thống mạng Chúng thực trao đổi thông tin trạng thái đường liên kết lúc khởi động hệ thống mạng có thay đổi Cịn với hệ thống mạng cấu hình theo giao thức RIP Router gửi toàn bảng định tuyến cho hàng xóm theo chu kỳ 30s, điều gây tiêu tốn nhiều băng thông đường WAN tốc độ thấp, hệ thống mạng ổn định việc gửi tồn bảng định tuyến dư thừa không cần thiết, RIP lại khơng có cách thức để xem hàng xóm có tồn hay bị out Ngược lại OSPF linh động việc này, Router OSPF không gửi tồn bảng định tuyến mà gửi bảng tin update mạng có thay đổi Ngoài để xem để xem Router OSPF có tồn hay khơng OSPF sử dụng giao thức Hello, loại tin có kích cở nhỏ để thông báo tồn láng giềng Kỷ thuật sử dụng gói tin Hello có kích cở nhỏ để thơng báo tồn hàng xóm kỷ thuật tiên tiến  Hiện tượng lặp vòng : Mạng cấu hình theo giao thức RIP cập nhật thơng tin định tuyến theo kiểu “ Định tuyến tin đồn” , gây nhược điểm lớn Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án thông tin gửi cách sai lệch Router láng giềng tin dùng nên gây tượng lặp vòng Còn với giao thức OSPF khong tin vào hàng xóm mà tự tính tốn đường có thơng tin cấu trúc mạng nên đảm bảo khơng xãy tượng lặp vịng Tuy hệ thống mạng OSPF đơn cơng ty có nhiều ưu điểm tốt khơng phải khơng có nhược đỉểm Do nhu cầu kinh doanh công ty cần mở rộng thêm chi nhánh Cần Thơ (chạy giao thức EIGRP) Hải Phòng (chạy giao thức OSPF) Router OSPF đơn vùng phải chạy lại thuật toán SPF để tính tốn lại đường điều làm tiêu tốn nhiều tài nguyên củng nhớ CPU hệ thống, đòi hỏi nhiều dung lượng nhớ khả xử lý cao (ở mô hình có vài Router thêm hàng trăm Router địi hỏi khả xử ly lớn) Gây ổn định cho hệ thống mạng công ty tốn tiền bạc cho việc mua thiết bị có cấu hình cao , khơng có lợi mặt kinh tế cho công ty  Hạn chế thứ hai: Làm tăng kích cỡ bảng định tuyến, kích cỡ mạng cơng ty ngày lớn điều đương nhiên bảng định tuyến lớn Nếu bảng định tuyến Router lên đến hàng chục router packet đến router lại phải tra hàng chục routes để tìm tuyến đường phù hợp .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án  Hạn chế thứ ba: Làm tăng sở liệu cuối sở liệu lớn, router chạy giao thức kiểu link – state có bảng topologicy nên kích cỡ bảng trở nên cực lớn Gây lãng phí tài ngun router, ngồi có router vùng mà thân khơng cần phải biết nhiều tuyến đường thân lại nhận tuyến đường 3.3 GIẢI PHÁP MẠNG OSPF ĐA VÙNG CHO CÔNG TY CP MCC Một yêu cầu cấp thiết đặt để giải vấn đề hạn chế hệ thống mạng OSPF đơn vùng công ty CP MCC: Ta chia mạng công ty thành nhiều vùng nhỏ gọi Area, phương pháp gọi phân cấp OSPF (OSPF đa vùng) Nó cho phép Router vùng trì sở liệu mạng riêng vùng tóm lược sở liệu vùng khác Đảm bảo tính kết nối Area mạng hệ thống độc lập  Lợi ích việc phân cấp Router bên Area không cần quan tâm đến sở liệu trạng thái liên kết tồn mạng, quan tâm đến Area chứa nó, điều làm giảm tổng phí nhớ, khơng tiêu tốn nhiều tài nguyên, công ty không cần mua thêm thiết bị có khả xử lý cao .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Giúp .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án cho hệ thống mạng công ty hoạt động hiệu quả, làm tăng hiệu suất làm việc cho cơng ty, đảm bảo tính ổn định sẵn sàng cho hệ thống mạng công ty đồng thời giải toán kinh tế cho cơng ty  Lợi ích thứ hai, Router bên area phải tính tốn lại sở liệu trạng thái liên kết chúng có thay đổi mạng Area cụ thể chúng Topology vùng thay đổi không gây việc tính tốn lại cho tồn thể mạng chạy OSPF, điều giảm tổng phí xử lý Khi tuyến tóm lược biên vùng, bảng định tuyến Router biên nhỏ bảng định tuyến Router bên trong, phân vùng làm giảm tin LSU, có thay đổi xảy router update cho router Area Tiết kiệm tài nguyên router  Lợi ích thứ ba : Tăng khả mở rộng cho hệ thống mạng công ty sau Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Sau mơ hình OSPF đa vùng cơng ty CP MCC Ở mơ hình OSPF đa vùng cơng ty gồm có :  Router QUẢNG NAM, ĐÀ NẴNG Router HÀ NỘI đóng vai trị ABR (Area Border Router) chúng trì sở liệu cho vùng Stub, NSSA, Totally Stubby gửi cập nhật tin LSA cho vùng hệ thống mạng OSPF đa vùng công ty, tóm lược tóm lược thơng tin vùng gửi vùng BACKBONE  Router SÀI GỊN đóng vai trò ASBR(Autonomous System Boundary Router) kết nối External Router EIGRP CẦN THƠ  Area nằm Router ĐÀ NẴNG Router HÀ NỘI có chức vùng trung gian chứa đường liên kết ảo Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án vùng TOTALLY STUBBY vùng BACKBONE(Area 0)  Vùng TOTALLY STUBBY Router HÀ NỘI Router HẢI PHÒNG Vùng chặn tất tin LSA từ mạng EIGRP vùng khác từ mạng OSPF cơng ty Chỉ có cách ngồi mạng qua tuyến mặc định (0.0.0.0), hữu ích cho chi nhánh xa kết nối với phần cịn lại hệ thống mạng cơng ty  Cấu hình giao thức EIGRP Router CẦN THƠ  Vùng BACKBONE hay gọi vùng hệ thống mạng công ty tất vung phải nối vùng này, cịn gọi vùng xương sống  Liên kết ảo (virtual link) để nối vùng TOTALLY STUBBY vùng BACKBONE Giúp cho vùng xa khơng có kết nối trực tiếp đến vùng BACKBONE trao đổi tin LSA với vùng BACKBONE Ở Router HẢI PHỊNG khơng có kết nối trực tiếp đến vùng BACKBONE(Area 0) nên phải tạo đường liên kết ảo để show bảng định tuyến lên thấy vùng TOTALLY STUBBY (Area 2)  Cấu hình xác thực tất Router chạy giao thức OSPF mạng công ty để đảm bảo tính bảo mật cho hệ thống mạng cơng ty, dể quản lý vùng hệ thống mạng .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án KẾT LUẬN Những đạt  Đề tài sâu phân tích làm rõ nét tổng quan giao thức định tuyến OSPF(open shortest path first), Trình bày tổng quan mơ hình OSI giao thức TCP/IP  Trình bày khái niệm, định nghĩa định tuyến thông tin mạng .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án .Tài liệu Há»— trợ ôn tập com Luận văn Luận án