Giáo trình hệ tính CCNA Tập 3 P4 pps

245 Mỗi router giữ một danh sách các láng giềng thân mật, danh sách này gọi là cơ sở dữ liệu các láng giềng thân mật. Các lán ọi là thân mật là những láng giềng mà router có thiết lập mố ột router có thể có nhiều láng ông phải láng giềng nào cũng có mối quan hệ thân mật. Do đó bạn g giềng được g i quan hệ hai chiều. M giềng nhưng kh cần lưu ý mối quan hệ láng giềng khác với mối quan hệ láng giềng thân mật, hay gọi tắ t là mối quan hệ thân mật. Đối với mỗi router danh sách láng giềng thân mật sẽ khác nhau. Hình 2.2.2.f. Adjacency database – danh sách các router láng giềng có mối quan hệ hai chiều. Mỗi router sẽ có một danh sách khác nhau. o đổi thông tin định tuyến với nhiều roưter láng giềng trong cùng một mạng, các router OSPF bầu ra một router đại diện gọi là Để giảm bớt số lượng tra Designated router (DR) và một router đại diện dự phòng gọi là Backup Designated (BDR) làm điểm tập trung các thông tin định tuyến. 246 Hình 2.2.2.g. Design Router (DR) và Backup Designated Router (BDR) là router đư đại diện. Mỗi 2.2 ến theo vectơ khoảng cách Tro i một giao thức định tuyến theo vectơ kho ng liên kết có một sơ đồ đầy thá á không phát qu vec dụng í g hơn cho hoạt động duy trì bảng định tuyến. RI đường tốt nhất đối với RIP là đường có s ố lư với mạng lớn, có khả năng mở rộng, đường đi ợc tất cả các router khác trong cùng một mạng LAN bầu ra làm một mạng sẽ có một DR va BDR riêng. .3. So sánh OSPF với giao thức định tuy ng phần này chúng ta sẽ so sánh OSPF vớ ảng cách la RIP. Router định tuyến theo trạng thái đườ đủ về cấu trúc hệ thống mạng. Chúng chỉ thực hiể n trao đổi thông tin về trạng i c c đường liên kết lúc khởi động và khi hệ thống mạng có sự thay đổi. Chúng ảng bá bảng định tuyến theo định kỳ như các router định tuyến theo tơ khoảng cách. Do đó, các router định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử t băng thôn P phù hợp cho các mạng nhỏ và ợng hop ít nhất. OSPF thì phù hợp tốt nhất của OSPF được xác định dựa trên tốc độ của đường truyền. RIP cũng như các giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách đều sử dụng thuật toán chọn đường đơn giản. Còn thuật toán SPF thì rất phức tap. Do đó, nếu router chạy giao 247 thức định tuyến theo vectơ khoảng cách sẽ cần ít bộ nhớ và năng lực xử lý thấp hơn so với khi chạy OSPF. OSPF chọn đường dựa trên chi phí được tính từ tốc độ của đường truyền. Đường tru o thì chi phí OSPF tương ứng càng thấp. OS t nhất từ cây SPF. OSPF b nh tuyến lặp vòng. Còn giao thức định tuyến theo vectơ ệc phát liên tục các thông tin về trang nh trạng các thông tin quảng cáo không • Hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Mask). yền có tốc độ càng ca PF chọn đường tố ảo đảm không bị đị khoảng cách vẫn có thể bị định tuyến lặp vòng. Nếu một kết nối không ổn định, chập chờn, vi thái của đường liên kết này sẽ dẫn đến tì đồng bộ làm cho kết quả chọn đường của các router bị đảo lộn. OSPF giải quyết được các vấn đề sau: • Tốc độ hội tụ. • Kích cỡ mạng • Chọn đường • Nhóm các thành viên. 248 Hình 2.2.3. Sự cố xảy ra khi một kết nối không ổn định làm cho việc cập nhật hội tụ được vì như không đến được vì RIP có số lượng hop giới hạn là 15. Điều này làm kích thước mạng của RIP bị giới hạn trong phạm vi nhỏ. OSPF thì không hề có gi ới hạn về kích thước mạng, OSPF hoàn toàn phù hợp cho các mạng vừa và lớn. Khi nhận được từ láng giềng các router bao cáo về số lượng hop đến mạng đích, RIP sẽ cộng thêm 1 vào thống số hop này và dựa vào số lượng hop đó để chọn đường đến mạng đích. Đường nào có khoảng cách ngắn nhất hay nói cách khác là có số lượng hop ít nhất sẽ là đường tốt nhất đối với RIP. Chúng ta thấy thuật toán không đồng bộ. Trong một hệ thống mạng lớn, RIP phải mất vài phút mới có thể mỗi router chỉ trao đổi bảng định tuyến với các router láng giềng kết nối trực tiếp với mình mà thôi. Còn đối với OSPF sau khi đã hội tụ vào lúc khởi động, khi có thay đổi thì vi ệc hội tụ sẽ rất nhanh vì chỉ có thông tin về sự thay đổi được phát ra cho mọi router trong vùng. OSPF có hõ trợ VLSM nên nó được xem là một giao thức định tuyến không theo lớp địa chỉ. RIPv1 không có hỗ trợ VLSM, tuy nhiên RIPv2 có hỗ trợ VLSM. Đối với RIP, một mạng đích cách xa hơn 15 router xem 249 chọn đường như vậy rất đơn giản và không đòi hỏi nhiều bộ nhớ và năng lượng xử lý của router. RIP không hề quan tâm đến băng thông đường truyền khi quyết định chọn đường. OSPF thì chọn đường dựa vào chi phí được tính từ băng thông của đường truyền. Mọi OSPF router đều có thông tin đầy đủ về cấu trúc của hệ thống mạng dựa vào đó để tự tính toán ch ọn đường tốt nhất. Do đó thuật toán chọn đường này rất phức tạp, đòi hỏi nhiều bộ nhớ và năng lực xử lý của router cao hơn so với RIP. RIP sử dụng cấu trúc mạng dạng ngang hàng. Thông tin định tuyến được truyền lần lượt cho mọi router trong cùng một hệ thống RIP. OSPF sử dụng khái niệm về hân vùng. Một mạng OSPF có thể chia các router thành nhiều nhóm ằng cách ày, OSPF có thể giới h ạn lưu thông trong từng vùng. Thay đổi trong vùng này hông ảnh hưởng đến hoạt động của các vùng khác. Cấu trúc phân cấp như vậy t cách hiệu quả. ắn nhất huật toán này, đường tốt nhất là đường có chi phí thấp nh ất. Edsger Wybe máy tính người Hà Lan, đã phát minh thuật toán này nên ó Thuật toán này xem hệ thống mạng là một tập g kết nối điểm-đến-điểm. Mỗi kết nối này ó i tên. Mỗi node có đầy đủ cơ sở dữ liệu về p . B n k cho phép hệ thống mạng có khả năng mở rộng mộ 2.2.4. Thuật toán chọn đường ngắn nhất. Trong phần này sẽ giải thích cách OSPF sử dụng thuật toán chọn đường ng như thế nào. Theo t Dijkstra, một nhà khoa học n còn có tên là thuật toán Dijkstra. hợp các nodes được kết nối với nhau bằn c một chi phí. Mỗi node có một cá trạng thái của các đường liên kết, do đó chúng có đầy đủ thông tin về c ấu trúc vật lý của hệ thống mạng. Tất cả các cơ sở dữ liệu này đều giống nhau cho mọi router trong cùng một vùng. Ví dụ như trên hình 2.2.4.a, D có các thông tin là nó kết nối tới node C bằng đường liên kết có chi phí là 4 và nó kết nối đến node E bằng đường liên kết có chi phí là 1. Thuật toán chọn đường ngắn nhất sẽ sữ dụng bản thân node làm điểm xuất phát và kiểm tra các thông tin mà nó có về các node kế cận. Trong hình 2.2.4.b, node B chọn đường đến D. Đường tốt nhất đến D là đi bằng đường của node E có chi phí là 4. Như vậy là gói dữ liệu đi từ B đến D sẽ đi theo đường từ B qua C qua E rồi đến D. 250 Node B chọn đường đến node F là đường thông qua node C có chi phí là 5. Mọi đường khác đều có thể bị lặp vòng hoặc có chi phí cao hơn. Hình 2.2.4.a Hình 2.2.4.b 251 2.2.5. Các loại mạng OSPF Các OSPF router phải thiết lập mối quan hệ láng giềng để trao đổi thông tin định tuyến. Trong mỗi một mạng IP kết nối vao router, nó đều cố gắng ít nhất là trở thành một láng giềng hoặc là láng giềng thân mật với một router khác. Router OS g kết nối của nó. C ng thân mậ t với mọi router láng giềng khác. Có một số router khác lại có thể chỉ cố gắng trở thành láng giềng thân mật với một hoặc hai router láng giềng thôi. Một khi mối quan hệ láng giềng thân mật đã được thiết lập giữa hai láng giềng với nhau thì thông tin về trạng thái đường liên kết mới được trao đổi. Giao tiếp OSPF nhận biết ba loại mạng sau: • Mạng quảng bá đa truy cập, ví dụ nh ư mạng Ethernet. • Mạng điểm-nối-điểm. • Mạng không quảng bá đa truy cập (NBMA – Nonbroadcast multi-access), ví dụ như Frame Relay. Loại mạng thứ 4 là mạng điểm-đ hể được nhà quản tr ạng cấu PF quyết định thuộc vào mạn chọn router nào làm láng giềng thân mật là tuỳ ó một số router có thể cố gắng trở thành láng giề ến-nhiều điểm có t ị m hình cho một cổng của router. Hình 2.2.5.a. Ba loại mạng của OSPF. 252 Trong mạng đa truy cập không thể biết được là có bao nhiêu router sẽ có thể kết nối được kết nối vào mạng. Trong mạng điểm-đến-điểm chỉ có hai router kết nối với nhau. Trong mạng quảng bá đa truy cập có rất nhiều router kết nối vào. Nếu mỗi router đều thiết lập mối quan hệ thân mật với mọi router khác và thực hiện trao đổi thông tin về trạng thái đường liên k ết với mọi router láng giềng thì sẽ quá tải. Nếu có 10 router thì sẽ cần 45 mối liên hệ thân mật, nếu có n router thì sẽ có n*(n-1)/2 mối quan hệ láng giềng thân mật cần được thiết lập. Giải pháp cho vấn đề quá tải trên là bầu ra một router làm đại diện (DR – Designated Router). Router này sẽ thiết lập mối quan hệ thân mật với mọi router khác trong mạng quảng bá. Mọi router còn lại sẽ chỉ gửi thông tin về trạng thái R sẽ gửi các thông tin này cho mọi router khác up Designated Router), router này sẽ đảm trách vai trò củ a DR nếu DR bị sự cố. Để đảm bảo cả DR và BDR đều nhận đượ hái đường liên kết từ mọi router khác trong cùng một mạn ast 224.0.0.6 cho các router đại diện. đường liên k ết cho DR. Sau đó D trong mạng bằng địa chỉ mutlticast 224.0.0.5. DR đóng vai trò như một người phát ngôn chung. Việc bầu DR rất có hiệu quả nhưng cũng có một số nhược điểm. DR trở thành một tâm điểm nhạy cảm đối với sự cố. Do đó, cần có một router thứ hai được bầu ra để làm router đại diện dự phòng (BDR – Back c các thông tin về trạng t g, chúng ta sử dụng địa chỉ multic Hình 2.2.5.b. DR và BDR nhận các gói LSAs. 253 Trong mạng điểm-nối-điểm chỉ có 2 router kết nối với nhau nên không cần bầu ra DR và BDR. Hai router này sẽ thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật với nhau. Hình 2.2.5.c 2.2.6. Giao thức OSPF Hello Khi router bắt đầu khởi động tiến trình định tuyến OSPF trên một cổng nào đó thì nó sẽ gửi một gói hello ra cổng đó và tiếp tục gửi hello theo định kỳ. Giao thức Hello đưa ra các nguyên tắc quản lý việc trao đổi các gói OSPF Hello. Ở Lớp 3 của mô hình OSI, gói hello mang địa chỉ multicast 224.0.0.5. Địa chỉ này chỉ đến tất cả các OSPF router. OSPF router sử dụng gói hello để thiết lập một quan hệ láng giềng thân mậ t mới để xác định là router láng giềng có còn hoạt động hay không. Mặc định, hello được gửi đi 10 giây 1 lần trong mạng quảng bá đa truy cập và mạng điểm-nối-điểm. Trên cổng nối vào mạng NBMA, ví dụ như Frame Relay, chu kỳ mặc định của hello là 30 giây. Trong mạng đa truy cập, giao thức hello tiến hành bầu DR và BDR. Mặc dù gói hello rất nhỏ nhưng nó cũng bao gồm cả phần header của gói OSPF. Cấu trúc c ủa phần header trong gói OSPF được thể hiện trên hình 2.2.6.a. Nếu là gói hello thì trường Type sẽ có giá trị là 1. 254 ể thống nhất giữa mọi láng giềng với nhau trước khi có thể thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật và trao đổi thông tin về trạng thái các đường liên kết. Hình 2.2.6.a. Phần header của gói OSPF. Gói hello mang những thông tin đ Hình 2.2.6.b. Phần header của gói OSPF Hello. Các thông tin trong phần Hello Interval, Đea Interval và Router ID phải đồng nhất thì các router mới có thể thiết lập mối quan hệ láng giềng thân mật. 2.2.7. Các bước hoạt động của OSPF [...]... DR và BDR duy trì mối quan hệ thân mật với mọi router OSPF còn lại trong cùng một mạng Hình 2.2.7.a Bước 1: phát hiện các router láng giềng Trong từng mạng IP kết nối vào router, router cố gắng thiết lập mối quan hệ thân mật với ít nhất một láng giềng 256 Hình 2.2.7.b Bước 2: bầu ra DR và BDR Quá trình này chỉ được thực hiện trong mạng đa truy cập Các router đã có mối quan hệ thân mật lần lượt thực...255 Khi bắt đầu khởi động tiến trình định tuyến OSPF trên một cổng nào đó, nó sẽ gửi gói Hello ra cổng đó và tiếp tục gửi hello theo định kỳ Giao thức Hello là một tập hợp các nguyên tắc quản lý việc trao đổi gói Hello Gói Hello mang các thông tin cần thống nhất giữa mọi router láng giềng trước khi có thể thiết lập mối quan hệ thân mật và trao đổi thông tin về trạng thái các đường... đường liên kết Sau khi hoàn tất quá trình này các ở trạng thái gọi la full state Mỗi router gửi thông tin quảng cáo về trạng thái các đường liên kết trong gói LSAs (Link-State Advertisements) và gửi thông tin cập nhật các trạng thái này trong gói LSUs (Link-State Updates) Mỗi router nhận các gói LSAs này từ láng giềng rồi ghi nhận thông tin vào cơ sở dữl iệu của nó Tiến trình này được lặp lại trên mọi... mọi router trong mạng OSPF Khi cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết đã đáy đủ, mỗi router áp dụng thuật toán SPF để tự tính toán chọn đường tốt nhất dựa trên cơ sở dữ liệu mà nó có Đường ngắn nhất là đường có chi phí thấp nhất đến mạng đích 257 Hình 2.2.7.c Bước 3: áp dụng thuật toán SPF vào cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết để chọn đường tốt nhất đưa lên bảng định tuyến Sau . mối quan hệ thân mật. Do đó bạn g giềng được g i quan hệ hai chiều. M giềng nhưng kh cần lưu ý mối quan hệ láng giềng khác với mối quan hệ láng giềng thân mật, hay gọi tắ t là mối quan hệ thân. chọn đường dựa vào chi phí được tính từ băng thông của đường truyền. Mọi OSPF router đều có thông tin đầy đủ về cấu trúc của hệ thống mạng dựa vào đó để tự tính toán ch ọn đường tốt nhất. Do. là đường có chi phí thấp nh ất. Edsger Wybe máy tính người Hà Lan, đã phát minh thuật toán này nên ó Thuật toán này xem hệ thống mạng là một tập g kết nối điểm-đến-điểm. Mỗi kết nối này ó