Đang tải... (xem toàn văn)
Khái niệm Mạng Máy Tính - Mạng Máy Tính gồm nhiều máy tính điện tử và thiết bị đầu cuốiđược kết nối với nhau bằng đường truyền hữu tuyến hoặc vôtuyến nhằm trao đổi thông tin và chia sẻ p
ĐẠI HỌC DUY TÂN TRƯỜNG KHOA HỌC MÁY TÍNH KHOA KỸ THUẬT MMT & TRUYỀN THÔNG ĐỒ ÁN CÁ NHÂN Đề Tài: “Tìm Hiểu Kỹ Thuật Chọn Đường Thích Nghi (Dynamic routing)” Môn Học: Mạng Máy Tính GIẢNG VIÊN : ThS HOÀNG PHI CƯỜNG LỚP : CS 252 BP SINH VIÊN THỰC : Mã số SV : 28204624378 Họ Tên SV : Đặng Huỳnh Tường Vy Đà Nẵng, T2 /2024 Mục Lục Chương 1: Tổng quan Mạng Máy Tính 1 1 Khái niệm Mạng Máy Tính .1 2 Tác Dụng của Mạng Máy Tính 1 3 Cấu Trúc Mạng (Network Topology) 2 a BUS TOPOLOGY .2 b STAR TOPOLOGY 3 c RING TOPOLOGY 3 d MESH TOPOLOGY 3 4 Phân Loại Mạng Máy Tính .3 Phân Loại Theo Khoảng Cách Địa Lí 3 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch .4 Phân Loại Theo Chức Năng 5 Phân loại theo mô hình xử lý .5 Phân loại theo mô hình quản lý 6 Các cấu hình mạng chính: 6 5 Giao Thức Mạng Máy Tính (Protocols) .6 Chương 2: Giao thức/ Kỹ thuật chọn đường thích nghi (Dynamic Routing) 7 I Khái Niệm về định tuyến động (Dynamic Routing) 7 II Phân loại các giao thức chọn đường 8 Dựa vào phạm vi hoạt động 8 o Interior Gateway Protocols (IGP): .8 o Exterior Gateway Protocols (EGP): 8 Dựa vào thuật toán .8 o Distance-Vector routing: 8 o Link-State routing: 9 III Các con đường thích nghi phổ biến 9 1 Ưu Điểm 9 2 Nhược Điểm 10 IV So Sánh Các Giao Thức Chọn Đường Thích Nghi 10 Chương 3: LAB 1 .11 Chương 1: Tổng quan Mạng Máy Tính I Tổng Quan về Mạng Máy Tính 1 Khái niệm Mạng Máy Tính - Mạng Máy Tính gồm nhiều máy tính điện tử và thiết bị đầu cuối được kết nối với nhau bằng đường truyền hữu tuyến hoặc vô tuyến nhằm trao đổi thông tin và chia sẻ phần cứng, phần mềm, dữ liệu với nhau - Thành Phần + Thiết Bị mạng (host, server, network devices….) + Phương Tiện Truyền dẫn (Tranmission Medium) + Kiến trúc mạng (Network Architecture) Cấu Trúc Mạng(Network Topology ) Giao Thức Mạng(Network Protocol) + Thiết bị ngoại vi + Phương Tiện Truyền dẫn - Lợi Ích: Tiết Kiệm Chi Phí o Thiết bị phần cứng và ngoại vi, như máy in, máy photo o Phần mềm L bằng cách chia sẽ cácc ứng dụng Dữ Liệu o Trao Đổi Dữ liệu giữa các máy trở nên dễ dàng hơn o Tập Trung dữ liệu, bảo mật và sao lưu, phục hồi nhanh chóng Dịch Vụ o Giúp quản lí, sử dụng các dịch vụ Internet tốt hơn 2 Tác Dụng của Mạng Máy Tính -Sử dụng chung tài nguyên: những tài nguyên của mạng(những thiết bị, chương trình, dữ liệu) khi trở thành các tài nguyên chung thì mọi thành viên của mạng đều có thể tiếp cận được mà không quan tâm tới những tài nguyên đó ở đâu 1 -Tăng độ tin cậy của hệ thống: người ta có thể dễ dàng bảo trì máy móc và lưu trữ (backup) các dữ liệu chung và khi có trục trặc trong hệ thống thì chúng ta có thể được khôi phục nhanh chóng Trong trường hợp có trục trặc trên một trạm làm việc thì người ta cũng có thể sử dụng những trạm thay thế khác -Nâng cao chất lượng và hiệu quả khai thác thông tin: khi thông tin có thể được sử dụng chung thì nó mang lại cho người sử dụng khả năng tổ chức lại các công việc với những thay dổi về chất như: Đáp ứng những nhu cầu của hệ thống ứng dụng kinh doanh hiện đại Cung cấp sự thống nhất giữa các dữ liệu Tăng cường năng lực xử lý nhờ kết hợp các bộ phận phân tán Tăng cường truy nhập tới các dịch vụ mạng khác nhau đang được cung cấp trên thế giới 3 Cấu Trúc Mạng (Network Topology) - Cấu trúc mạng là sơ đồ sắp đặt các trạm (node) trên mạng và các node sẽ quyết định cách vận chuyển thông tin trên mạng a BUS TOPOLOGY - Mạng bus là mạng gồm tất cả các nút mạng (code), như: Máy chủ, Máy khách và Thiết bị Mạng được kết nối với nhau bằng cable chính (Backbone Cable) - Kiểu kết nối: Point to Multioint hay Broadcast - Cáp chính (Backbone): • Cáp đồng trục • Cặp xoắn không được che chắn (UTP) • Cặp xoắn được bảo vệ (STP) • Cáp quang - Đầu kết nối tương ứng với loại cap: • Cáp đồng trục: sử sụng đầu nối cáp đồng trục • Cáp UTP, STP: sử dụng đầu nối RJ45 • Cáp quang; sử dụng đầu nối sợi quang - Phương thức hoạt động: 1 nút mạng gửi thông điệp thì tất cả các nút còn lại đều nhận được nhưng chỉ có nút đích giải mã thông điệp - Ưu điểm: • Dễ cài đặt • Giá thành rẻ - Nhược điểm 2 • Khả năng chịu lỗi thấp • Không có khả năng điều khiển giao thông mạng • Độ tin cậy thấp • Khó bảo trì và gỡ rối b STAR TOPOLOGY - Mạng hình sao, tất cả các Nút mạng như máy khách, máy chủ và các thiết bị mạng khác (máy in, máy quét, ) kết nối với một thiết bị trung tâm (Hub/ Switch) - Hub/ Switch là thiết bị chuyển thông tin từ node này đến node khác - Kiểu kết nối: point to point - Ưu điểm: • Độ tin cậy cao • Dễ gở lỗi và bảo trì - Nhược điểm: • Chi phí cài đặt caO • Phụ thuộc chịu lỗi vào một điểm duy nhất c RING TOPOLOGY - Mạng vòng kết nối các thiết bị mạng theo một đường dẫn hoàn toàn khéo kín (như hình tròn, hình tam giác, hình vuông…) - Mỗi node trong mạng vòng được nối với hai bên - Kiểu kết nối: point to point - Ưu điểm: • Ngăn ngừa xung đột • Dễ gỡ lỗi và bảo trì - Nhược điểm: • Rủi ro cao • Chi phí cài đặt cao d MESH TOPOLOGY - Mạng kiểu Mesh topology kết nối giữa các node trong mạng với nhau (point to point) - Mesh topology được kết hợp bởi Ring topology và Star topology - Ưu điểm: • Độ tin cậy cao • Thích hợp cho mạng WAN - Nhược điểm: • Chi phí cài đặt cao • Khó bảo trì và quản lý Kết nối vật lý phức tạp 4 Phân Loại Mạng Máy Tính 3 Phân Loại Theo Khoảng Cách Địa Lí *Mạng cục bộ LAN (Local Area Network) Mạng LAN là mạng đơn giản nhất trong thế giới mạng, gồm nhiều máy tính kết nối với nhau trong phạm vi tương đối nhỏ: trong một tòa nhà, cơ quan… Với khoảng cách các máy tính khoảng vài chục km Mạng LAN có đặc điểm: -Toàn bộ mạng được đặt tại một vị trí duy nhất -Tốc độ truyền dữ liệu lớn: 100MB/s Kết nối được thực hiện qua các môi trường truyền thống tốc độ cao, ví dụ như cáp đồng trục hay cáp quang *Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) Mạng MAN là mạng được cài đặt trong phạm vi một đô thị hoặc một trung tâm kinh tế - xã hội có bán kính khoảng 100 km trở lại MAN được coi là giải pháp hữu hiệu trong trường hợp LAN có hang ngàn người sử dụng và không giới hạn trong phạm vi một địa điểm mà bao gồm nhiều trụ sở khác nhau với sự phân bố không cách xa nhau nhiều Khi đó, MAN được sử dụng một đường truyền thê bao tốc độ cao qua mạng điện thoại hoặc phương tiện khác bởi nó cho phép truy cập tài nguyên mạng từ nhiều vị trí địa lý khác nhau *Mạng diện rộng WAN(Wide Area Netswork) WAN là mạng diện rộng, kết nối mạng tính trong nội bộ một quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông Các WAN có thể được kết nối lại với nhau thành GAN *Mạng toàn cầu GAN(Global Area Network) Mạng toàn cầu, kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh 4 Phân loại theo kỹ thuật chuyển mạch *Mạng chuyển mạch kênh (Cicuit – switched Network) Trong mạng này, khi có 2 thực thể cần trao đổi thông tin với nhau thì giữa chúng sẽ được thiết lập một kênh (circuit) cố định và được duy trì cho đến khi một trong hai bên ngắt liên lạc Các dữ liệu chỉ được truyền đi trên một được cố định *Mạng chuyển mạch thông báo(Message – swithed Network) Thông báo là một đơn vị thông tin của người sử dụng, có khuôn dạng được qui định trước Mỗi thông báo đều chưa vùng thông tin điều khiển, trong đó chỉ định đích của thông báo Thông báo sẽ được các nút trung gian chuyển tiếp đi sau khi lưu trữ tạm thời để đọc thông tin điều khiển về đường dẫn tiếp và đích đến của thông báo Tùy thuộc vào điều kiện của mạng, các thông báo khác nhau sẽ được gửi đi trên các con đường khác nhau *Mạng chuyển mạch gói(Packet – switched Network) Trong mạng này, dữ liệu được chia thành nhiều phần nhỏ hơn gọi là các gói tin(packet) có khuôn định dạng trước Mỗi gói tin cũng chứa nhiều thông tin điều khiển cho biết địa chỉ nguồn và địa chỉ đích của các gói tin Các gói tin có thể được gửi qua mạng, tới đích bằng con đường khác nhau Phân Loại Theo Chức Năng *Mạng Client – Serve Một hay một số máy tính được thiết lập để cung cấp các dịch vụ như file server, mail server, Web server, Printer server, Server: Cung cấp các dịch vụ trong mạng Client truy cập và sử dụng dịch vụ, tài nguyên được chia sẽ trên mạng *Mạng Peer-to-Peer Các máy tính trong mạng có thể hoạt động vừa như một Client vừa như một Server Ngoài ra, có mạng kết hợp là được thiết lập theo cả hai chức năng Client-Server và Peer-to-Peer 5 Phân loại theo mô hình xử lý -Mô hình xử lý mạng tập trung Toàn bộ các tiến trình xử lý diễn ra tại máy tính trung tâm Các máy trạm cuối (terminals) được nối mạng với máy tính trung tâm và chỉ hoạt động như những thiết bị nhập xuất dữ liệu (màn hình, bàn phím) Các máy trạm đầu cuối không lưu trữ và xử lý dữ liệu, hệ thống phần cứng hoặc phần mềm được cài đặt trên Server o Ưu điểm: Dữ liệu được bảo mật an toàn, dễ sao lưu và diệt virus Chi phí các thiết bị thấp o Nhược điểm: Khó đáp ứng được các yêu cầu của nhiều ứng dụng khác nhau, tốc độ truy xuất chậm -Mô hình xử lý mạng cộng tác Mô hình xử lý mạng cộng tác bao gồm nhiều máy tính có thể hợp tác để thực hiện một công việc Một máy tính có thể mượn năng lực xử lý bằng cách chạy các chương trình trên các máy tính nằm trong mạng o Ưu điểm: Rất nhanh và mạnh, có thể dung để chạy các ứng dụng có các phép toán lớn o Nhược điểm: Các dữ liệu được lưu trữ trên các vị trí khác nhau nên rất khó đồng bộ và sao lưu dữ liệu, khả năng nhiễm virus rất cao Phân loại theo mô hình quản lý -Workgroup Trong mô hình này các máy tính có quyền hạn ngang nhau và không có các máy tính chuyên dụng làm nhiệm vụ cung cấp dịch vụ hay quản lý Các máy tính tự bảo mật và quản lý các tài nguyên của riêng mình Đồng thời các máy tính cục bộ này cũng tự chứng thực cho người dùng cục bộ -Domain Ngược lại với mô hình Workgroup, trong mô hình Domain, việc quản lý và chứng thực người dùng mạng tập trung tại máy tính Primary Domain Controller Các tài nguyên mạng cũng được quản lý tập trung và cấp quyền hạn cho từng người dùng 6 Lúc đó trong hệ thống có các máy tính chuyên dụng làm nhiêm vụ cung cấp các dịch vụ và quản lý các máy trạm Phân loại theo mô hình ứng dụng Mạng ngang hàng (peer to peer): Mạng khách – chủ ( client – server): Các cấu hình mạng chính: Mạng Bus (đường trục) Mạng Star (hình sao) Mạng Ring (đường vòng) 5 Giao Thức Mạng Máy Tính (Protocols) Khái niệm: - Giao thức mạng (Protocol) là một tập hợp tất cả các quy ước để đảm bảo cho máy tính có thể trao đổi được các thông tin với nhau một cách dễ dàng Chức năng - Đóng gói: Gói dữ liệu được thêm vào một số thông tin điều khiển, bao gồm địa chỉ nguồn và địa chỉ đích, mã phát hiện lỗi, điều khiển giao thức - Điều khiển liên kết: Trao đổi thông tin giữa các thực thể có thể thực hiện theo hai phương thức: Hướng liên kết (Connection – Oriented) và không liên kết (Connectionless) - Điều khiển lưu lượng: Tránh tắt nghẽn, rớt gói tin Tối hưu hóa việc truyền gói tin ở một tốc độ cao nhất - Phân đoạn và Hợp lại: Mạng truyền thông chỉ chấp nhận kích thước các gói dữ liệu cố định Các giao thức ở các tầng thấp cần phải cắt dữ liệu thành những gói tin có kích thước quy định - Giám sát: Các gói tin PDU có thể lưu chuyển độc lập theo các con đường khác nhau, khi đến đích có thể không theo thứ tự như khi phát Trong phương thức hướng liên kết, các gói tin phải được yêu cầu giám sát - Điều khiển lỗi: Điều khiển lỗi là kỹ thuật cần thiết nhằm bảo vệ dữ liệu không bị mất hoặc bị hỏng trong quá trình trao đổi thông tin - Đồng bộ hóa: Các tham số về kích thước cửa sổ, tham số liên kết và giá trị thời gian Một số các giao thức - IP (Internet Protocol): định tuyến (route) các gói dữ liệu khi chúng được truyền qua Internet, đảm bảo dữ liệu sẽ đến đúng nơi cần nhận - TCP (Transmission Control Protocol): thiết lập kết nối giữa các máy tính để truyền dữ liệu Nó chia nhỏ dữ liệu ra thành những gói (packet) và đảm bảo việc truyền dữ liệu thành công 7 - HTTP (HyperText Transfer Protocol): cho phép trao đổi thông tin (chủ yếu ở dạng siêu văn bản) qua Internet - FTP (File Transfer Protocol): cho phép trao đổi tập tin qua Internet - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): cho phép gởi các thông điệp thư điện tử (e-mail) qua Internet - POP3 (Post Office Protocol, phiên bản 3): cho phép nhận các thông điệp thư điện tử qua Internet - WAP (Wireless Application Protocol): cho phép trao đổi thông tin giữa các thiết bị không dây, như điện thoại di động Chương 2: Giao thức/ Kỹ thuật chọn đường thích nghi (Dynamic Routing) I Khái Niệm về định tuyến động (Dynamic Routing) -Định tuyến động (Dynamic Routing): các Router tự trao đổi thông tin về các địa chỉ mạng trên sơ đồ , tự chạy một phương thức tính toán nào đó để xác định xem để đi đến các mạng này thì phải sử dụng đường đi nào là tối ưu -Với phương thức định tuyến động, các Router cần phải chạy các Giao thức định tuyến ( Routing Protocol ) để có thể tương tác trao đổi thông tin và tính toán định tuyến II Phân loại các giao thức chọn đường Dựa vào phạm vi hoạt động o Interior Gateway Protocols (IGP): RIP (Routing Information Protocol): Giao thức định tuyến vectơ khoảng cách đơn giản và dễ cấu hình thường được sử dụng trong các mạng nhỏ và vừa RIP sử dụng số lượng bước nhảy làm chỉ số để xác định đường dẫn tốt nhất, với giới hạn 15 bước nhảy để tránh vòng lặp định tuyến OSPF (Open Shortest Path First): Giao thức định tuyến trạng thái liên kết tiên tiến hơn sử dụng thuật toán Dijkstra để tính toán đường dẫn ngắn nhất đến từng đích mạng OSPF cung cấp hội tụ nhanh hơn (thích ứng với thay đổi mạng) và khả năng mở rộng so với RIP 8 EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): Giao thức định tuyến lai kết hợp các tính năng của cả giao thức vectơ khoảng cách và trạng thái liên kết EIGRP cung cấp hội tụ nhanh hơn và ngăn vòng lặp tốt hơn RIP, khiến nó phù hợp với các mạng lớn và phức tạp hơn o Exterior Gateway Protocols (EGP): BGP (Border Gateway Protocol): Giao thức định tuyến tiêu chuẩn được sử dụng cho định tuyến internet BGP sử dụng các thuộc tính đường dẫn, bao gồm chính sách mạng và độ dài đường dẫn AS, để xác định đường dẫn tốt nhất cho các gói dữ liệu giữa các AS khác nhau BGP phức tạp để cấu hình và yêu cầu quản lý cẩn thận do vai trò của nó trong định tuyến internet Dựa vào thuật toán o Distance-Vector routing: Các router chỉ biết thông tin về các mạng lân cận trực tiếp và dựa vào thông tin này để tính toán đường đi đến các mạng khác Sử dụng số "nhảy" (hop count) để đo lường khoảng cách đến các mạng, với số nhảy thấp hơn được coi là đường dẫn tốt hơn Thông tin định tuyến được cập nhật theo chu kỳ và có thể chậm trễ trong việc phản ánh các thay đổi trong mạng Ví dụ: RIP (Routing Information Protocol) o Link-State routing: Mỗi router duy trì một bản đồ toàn bộ mạng (hoặc một phần của nó), được gọi là cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết (link-state database) Các router chia sẻ thông tin về các liên kết trực tiếp của chúng với các router lân cận Mỗi router sử dụng thuật toán, chẳng hạn như Dijkstra, để tính toán đường đi ngắn nhất đến tất cả 9 các mạng khác dựa trên cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết của nó Cập nhật thông tin định tuyến nhanh hơn so với Distance-Vector do phản ánh trực tiếp các thay đổi mạng Ví dụ: OSPF (Open Shortest Path First), EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) III Các con đường thích nghi phổ biến RIP: Routing Information Protocol, giao thức đơn giản, dễ cấu hình, thường được sử dụng cho mạng LAN nhỏ OSPF: Open Shortest Path First, giao thức tiên tiến hơn RIP, sử dụng thuật toán Dijkstra để tính toán đường đi ngắn nhất EIGRP: Enhanced Interior Gateway Routing Protocol, giao thức sử dụng thuật toán EIGRP để tính toán đường đi tối ưu, có khả năng mở rộng tốt BGP: Border Gateway Protocol, giao thức được sử dụng để trao đổi thông tin định tuyến giữa các hệ thống tự trị (AS) 1 Ưu Điểm Khả năng tự động thích ứng với các thay đổi mạng Tăng hiệu quả và độ tin cậy của mạng Giảm thiểu sự can thiệp của quản trị viên mạng 2 Nhược Điểm Yêu cầu cấu hình phức tạp hơn so với các giao thức chọn đường tĩnh Có thể tiêu tốn nhiều tài nguyên mạng hơn IV So Sánh Các Giao Thức Chọn Đường Thích Nghi 10 -Lựa chọn giao thức phù hợp: Xác định các yêu cầu của mạng máy tính: Kích thước mạng (số lượng thiết bị) Loại mạng (LAN, WAN, MAN) Lưu lượng truy cập mạng Yêu cầu về độ tin cậy và bảo mật Ngân sách Dựa vào các yêu cầu của mạng và so sánh các giao thức, lựa chọn giao thức phù hợp nhất Ví dụ: Mạng LAN nhỏ: RIP Mạng LAN/WAN vừa: OSPF Mạng WAN lớn: EIGRP Mạng diện rộng: BGP 11 Chương 3: LAB 1 12 13 1 Cấu hình route 1 Continue with configuration dialog? [yes/no]: no Router> Router> enable Router# Router# configure terminal Router(config)# 1) Đặt tên cho thiết bị Router(config)# hostname R1_DTU 2) Cấu hình password R1_DTU(config)# enable secret dtu2 14 3) Cấu hình Interface (ethernet/fastethernet) R1_DTU(config)# interface f0/0 R1_DTU(config-if)# no shutdown R1_DTU(config-if)# ip address 172.16.64.2 255.255.224.0 R1_DTU(config-if)# exit R1_DTU(config)# interface f0/1 R1_DTU(config-if)# no shutdown R1_DTU(config-if)# ip address 172.16.32.2 255.255.224.0 R1_DTU(config-if)# exit R1_DTU(config)# interface s0/1/0 R1_DTU(config-if)# no shutdown R1_DTU(config-if)# ip address 172.16.96.2 255.255.224.0 R1_DTU(config-if)# exit 4)Định tuyến tĩnh R1_DTU(config)# ip route 172.16.0.0 255.255.224.0 s0/1/0 5) Cấu hình bảo vệ cổng line console R1_DTU(config)# line console 0 R1_DTU(config-line)# password dtu3 R1_DTU(config-line)# login R1_DTU(config-line)# exit 6) Cấu hình bảo vệ cổng line vty (Cho phép telnet/ssh) R1_DTU(config)# line vty 0 4 R1_DTU(config-line)# password dtu3 R1_DTU(config-line)# login 15 R1_DTU(config-line)# exit 7) Lưu cấu hình R1_DTU(config)# exit R1_DTU# write 2 Cấu Hình Route 2 Continue with configuration dialog? [yes/no]: no Router> Router> enable Router# Router# configure terminal Router(config)# 1) Đặt tên cho thiết bị Router(config)# hostname R2_DTU 2) Cấu hình password R2_DTU(config)# enable secret dtu2 3) Cấu hình Interface (ethernet/fastethernet) R2_DTU(config)# interface f0/0 R2_DTU(config-if)# no shutdown R2_DTU(config-if)# ip address 172.16.0.2 255.255.224.0 R2_DTU(config-if)# exit R2_DTU(config)# interface s0/1/0 R2_DTU(config-if)# no shutdown R2_DTU(config-if)# ip address 172.16.96.4 255.255.224.0 R2_DTU(config-if)# exit 16 4)Định tuyến tĩnh R2_DTU(config)# ip route 172.16.64.0 255.255.224.0 s0/1/1 R2_DTU(config)# ip route 172.16.32.0 255.255.224.0 s0/1/1 5) Cấu hình bảo vệ cổng line console R2_DTU(config)# line console 0 R2_DTU(config-line)# password dtu3 R2_DTU(config-line)# login R2_DTU(config-line)# exit 6) Cấu hình bảo vệ cổng line vty (Cho phép telnet/ssh) R2_DTU(config)# line vty 0 4 R2_DTU(config-line)# password dtu3 R2_DTU(config-line)# login R2_DTU(config-line)# exit 7) Lưu cấu hình R2_DTU(config)# exit R2_DTU# write 3 Trả Lời câu hỏi 17 18