246 Hình 2.2.2.g. Design Router (DR) và Backup Designated Router (BDR) là router được tất cả các router khác trong cùng một mạng LAN bầu ra làm đại diện. Mỗi một mạng sẽ có một DR va BDR riêng. 2.2.3. So sánh OSPF với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách Trong phần này chúng ta sẽ so sánh OSPF với một giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ kho ả ng cách la RIP. Router đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết có một sơ đ ồ đ ầ y đ ủ về cấu trúc hệ thống mạng. Chúng chỉ thực hiển trao đ ổ i thông tin về trạng thái các đư ờ ng liên kết lúc khởi đ ộ ng và khi hệ thống mạng có sự thay đ ổ i. Chúng không phát qu ả ng bá bảng đ ị nh tuyến theo đ ị nh kỳ như các router đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách. Do đ ó, các router đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết sử dụng ít băng thông hơn cho hoạt đ ộ ng duy trì bảng đ ị nh tuyến. RIP phù hợp cho các mạng nhỏ và đư ờ ng tốt nhất đ ố i với RIP là đư ờ ng có số lư ợ ng hop ít nhất. OSPF thì phù hợp với mạng lớn, có khả năng mở rộng, đư ờ ng đ i tốt nhất của OSPF đư ợ c xác đ ị nh dựa trên tốc đ ộ của đư ờ ng truyền. RIP cũng như các giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách đ ề u sử dụng thuật toán chọn đư ờ ng đơ n giản. Còn thuật toán SPF thì rất phức tap. Do đ ó, nếu router chạy giao 247 thức đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách sẽ cần ít bộ nhớ và năng lực xử lý thấp hơn so với khi chạy OSPF. OSPF chọn đư ờ ng dựa trên chi phí đư ợ c tính từ tốc đ ộ của đư ờ ng truyền. Đư ờ ng truyền có tốc đ ộ càng cao thì chi phí OSPF tương ứ ng càng thấp. OSPF chọn đư ờ ng tốt nhất từ cây SPF. OSPF b ả o đ ả m không bị đ ị nh tuyến lặp vòng. Còn giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách vẫn có thể bị đ ị nh tuyến lặp vòng. Nếu một kết nối không ổ n đ ị nh, chập chờn, vi ệ c phát liên tục các thông tin về trang thái của đư ờ ng liên kết này sẽ dẫn đ ế n tình trạng các thông tin quảng cáo không đ ồ ng bộ làm cho kết quả chọn đư ờ ng của các router bị đ ả o lộn. OSPF giải quyết đư ợ c các vấn đ ề sau: • • • • • Tốc đ ộ hội tụ. Hỗ trợ VLSM (Variable Length Subnet Mask). Kích cỡ mạng Chọn đư ờ ng 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 không đồng bộ. Trong một hệ thống mạng lớn, RIP phải mất vài phút mới có thể hội tụ đư ợ c vì mỗi router chỉ trao đ ổ i bảng đ ị nh tuyến với các router láng giềng kết nối trực tiếp với mình mà thôi. Còn đ ố i với OSPF sau khi đ ã hội tụ vào lúc khởi đ ộ ng, khi có thay đ ổ i thì việc hội tụ sẽ rất nhanh vì chỉ có thông tin về sự thay đ ổ i đư ợ c phát ra cho mọi router trong vùng. OSPF có hõ trợ VLSM nên nó đư ợ c xem là một giao thức đ ị nh tuyến không theo lớp đ ị a chỉ. RIPv1 không có hỗ trợ VLSM, tuy nhiên RIPv2 có hỗ trợ VLSM. Đ ố i với RIP, một mạng đ ích cách xa hơn 15 router xem như không đ ế n đư ợ c vì RIP có số lượng hop giới hạn là 15. Đ i ề u này làm kích thước mạng của RIP bị giới hạn trong phạm vi nhỏ. OSPF thì không hề có giới hạn về kích thước mạng, OSPF hoàn toàn phù hợp cho các mạng vừa và lớn. Khi nhận đư ợ c từ láng giềng các router bao cáo về số lượng hop đ ế n mạng đ ích, RIP sẽ cộng thêm 1 vào thống số hop này và dựa vào số lượng hop đ ó đ ể chọn đư ờ ng đ ế n mạng đ ích. Đư ờ ng nào có khoảng cách ngắn nhất hay nói cách khác là có số lượng hop ít nhất sẽ là đư ờ ng tốt nhất đ ố i với RIP. Chúng ta thấy thuật toán 249 chọn đư ờ ng như vậy rất đơ n giản và không đ òi hỏi nhiều bộ nhớ và năng lượng xử lý của router. RIP không hề quan tâm đ ế n băng thông đư ờ ng truyền khi quyết đ ị nh chọn đư ờ ng. OSPF thì chọn đư ờ ng dựa vào chi phí đư ợ c tính từ băng thông của đư ờ ng truyền. Mọi OSPF router đ ề u có thông tin đ ầ y đ ủ về cấu trúc của hệ thống mạng dựa vào đ ó đ ể tự tính toán chọn đư ờ ng tốt nhất. Do đ ó thuật toán chọn đư ờ ng này rất phức tạp, đ òi 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 đ ị nh tuyến đư ợ c truyền lần lượt cho mọi router trong cùng một hệ thống RIP. OSPF sử dụng khái niệm về phân vùng. Một mạng OSPF có thể chia các router thành nhiều nhóm. B ằ ng cách này, OSPF có thể giới hạn lưu thông trong từng vùng. Thay đ ổ i trong vùng này không ả nh hưởng đ ế n hoạt đ ộ ng của các vùng khác. Cấu trúc phân cấp như vậy cho phép hệ thống mạng có khả năng mở rộng một cách hiệu quả. 2.2.4. Thuật toán chọn đường ngắn nhất. Trong phần này sẽ giải thích cách OSPF sử dụng thuật toán chọn đư ờ ng ng ắ n nhất như thế nào. Theo thuật toán này, đư ờ ng tốt nhất là đư ờ ng có chi phí thấp nhất. Edsger Wybe Dijkstra, một nhà khoa học máy tính người Hà Lan, đ ã phát minh thuật toán này nên nó còn có tên là thuật toán Dijkstra. Thuật toán này xem hệ thống mạng là một tập hợp các nodes đư ợ c kết nối với nhau bằng kết nối đ i ể m - đ ế n - đ i ể m. Mỗi kết nối này có một chi phí. Mỗi node có một cái tên. Mỗi node có đ ầ y đ ủ cơ sở dữ liệu về trạng thái của các đư ờ ng liên kết, do đ ó chúng có đ ầ y đ ủ thông tin về cấu trúc vật lý của hệ thống mạng. Tất cả các cơ sở dữ liệu này đ ề u 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 đư ờ ng liên kết có chi phí là 4 và nó kết nối đ ế n node E bằng đư ờ ng liên kết có chi phí là 1. Thuật toán chọn đư ờ ng ngắn nhất sẽ sữ dụng bản thân node làm đ i ể m 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 đư ờ ng đ ế n D. Đư ờ ng tốt nhất đ ế n D là đ i bằng đư ờ ng của node E có chi phí là 4. Như vậy là gói dữ liệu đ i từ B đ ế n D sẽ đ i theo đư ờ ng từ B qua C qua E rồi đ ế n D. 250 Node B chọn đư ờ ng đ ế n node F là đư ờ ng thông qua node C có chi phí là 5. Mọi đư ờ ng khác đ ề u 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 đ ể trao đ ổ i thông tin đ ị nh tuyến. Trong mỗi một mạng IP kết nối vao router, nó đ ề u cố gắng ít nhất là trở thành một láng giềng hoặc là láng giềng thân mật với một router khác. Router OSPF quyết đ ị nh chọn router nào làm láng giềng thân mật là tuỳ thuộc vào mạng kết nối của nó. Có một số router có thể cố gắng trở thành láng giềng thân mật 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 đ ã đư ợ c thiết lập giữa hai láng giềng với nhau thì thông tin về trạng thái đư ờ ng liên kết mới đư ợ c trao đ ổ i. Giao tiếp OSPF nhận biết ba loại mạng sau: Mạng quảng bá đ a truy cập, ví dụ như mạng Ethernet. Mạng đ i ể m - n ố i - đ i ể m. Mạng không quảng bá đ a truy cập (NBMA – Nonbroadcast multi-access), ví dụ như Frame Relay. Loại mạng thứ 4 là mạng đ i ể m - đ ế n - nhi ề u đ i ể m có thể đư ợ c nhà quản tr ị m ạ ng cấu hình cho một cổng của router. • • • Hình 2.2.5.a. Ba loại mạng của OSPF. . mạng sẽ có một DR va BDR riêng. 2. 2.3. So sánh OSPF với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách Trong phần này chúng ta sẽ so sánh OSPF với một giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ kho ả ng. 25 0 Node B chọn đư ờ ng đ ế n node F là đư ờ ng thông qua node C có chi phí là 5. Mọi đư ờ ng khác đ ề u có thể bị lặp vòng hoặc có chi phí cao hơn. Hình 2. 2.4.a Hình 2. 2.4.b 25 1 . tốc đ ộ càng cao thì chi phí OSPF tương ứ ng càng thấp. OSPF chọn đư ờ ng tốt nhất từ cây SPF. OSPF b ả o đ ả m không bị đ ị nh tuyến lặp vòng. Còn giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ