130 .Trong bảng đ ị nh tuyến có thông tin về đư ờ ng đ i tới từng mạng đ ích :tổng chi phí cho đư ờ ng đ i ,địa chỉ của router kế tiếp . Hình 6.2.5b Hình 6.2.5c 131 Một ví dụ tương tự vectơ khoảng cách mà bạn thường thấy là bảng thông tin chỉ đư ờ ng ở các giao lộ đư ờ ng cao tốc .Trên bảng này có các ký hiệu cho biết hướng đ i tới đ ích và khoảng cánh tới đ ó là bao xa. 6.2.6. Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Thuật toán đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết là thuật toán Dijkstras hay còn gọi là thuật toán SPF (Shortest Path First tìm đư ờ ng ngắn nhất).Thuật toán đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết thực hiện việc xây dựng và bảo trì một cơ sở dữ liệu đ ầ y đ ủ về cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng . Đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết sử dụng những công cụ sau: • Thông đ i ệ p thông báo trạng thái đư ờ ng liên kết (LSA-Link-state Advertisement): LSA là một gói dữ liệu nhỏ mang thông tin đ ị nh tuyến đư ợ c truyền đ i giữa các router . • Cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng :được xây dựng từ thông tin thu thập đư ợ c từ các LSA . • Thuật toán SPF :dựa trên cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng ,thuật toán SPF sẽ tính toán đ ể tìm đư ờ ng ngắn nhất . • Bảng đ ị nh tuyến :chứa danh sách các đư ờ ng đ i đ ã đư ợ c chọn lựa . Quá trình thu thập thông tin mạng đ ể thực hiện đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết: Mỗi router bắt đ ầ u trao đ ổ i LSA với tất cả các router khác, trong đ ó LSA mang cơ sở dữ liệu dựa trên thông tin của các LSA. Mỗi router tiến hành xây dựng lại cấu trúc mạng theo dạng hình cây với bản than nó là gốc ,từ đ ó router vẽ ra tất cả các đư ờ ng đ i tới tất cả các mạng trong hệ thống .Sau đ ó thuật toán SPF chọn đư ờ ng ngắn nhất đ ể đư a vào bảng đ ị nh tuyến. Trên bảng đ ị nh tuyến sẽ chứa thông tin về các đư ờ ng đ i đ ã đư ợ c chọn với cổng ra tương ứ ng.Bên cạnh đ ó, router vẫn tiếp tục duy trì cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng và trạng thái của các đư ờ ng liên kết. Router nào phát hiện cấu trúc mạng thay đ ổ i đ ầ u tiên sẽ phát thông tin cập nhật cho tất cả các router khác.Router phát gói LSA, trong đ ó có thông tin về router mới, các thay đ ổ i về trạng thái đư ờ ng liên kết. Gói LSA này đư ợ c phát đ i cho tất cả các router khác. 132 Hình 6.2.6a Mỗi router có cơ sở dư liệu riêng về cấu trúc mạng và thuật toán SPF thực hiện tính toán dựa trên cơ sở dữ liệu này . Hinh 6.2.6b 133 Khi router nhận đư ợ c gói LSA thì nó sẽ cập nhật lại cơ sở dữ liệu của nó với thông tin mới vừa nhận đư ợ c. Sau đ ó SPF sẽ tính lại đ ể chọn đư ờ ng lại và cập nhật lại cho bảng đ ị nh tuyến . Đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết có một số nhược đ i ể m sau: • Bộ sử lý trung tâm của router phải tính toán nhiều • Đ òi hỏi dung lương bộ nhớ phải lớn • Chiếm dụng băng thông đư ờ ng truyền Router sử dụng đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết sẽ phải cần nhiều bộ nhớ hơn và hoạt đ ộ ng xử lý nhiều hơn là sử dụng đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách .Router phải có đ ủ bộ nhớ đ ể lưu cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng ,bảng đ ị nh tuyến .Khi khởi đ ộ ng việc đ ị nh tuyến ,tất cả các router phải gửi gói LSA cho tất cả các router khác,khi đ ó băng thông đư ờ ng truyền sẽ bị chiếm dụng làm cho băng thông dành cho đư ờ ng truyền dữ liệu của người dùng bị giảm xuống. Nhưng sau khi các router đ ã thu thập đ ủ thông tin đ ể xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng thì băng thông đư ờ ng truyền không bị chiếm dụng nữa .Chỉ khi nào cấu trúc mạng thay đ ổ i thì router mới phát gói LSA đ ể cập nhật và những gói LSA này chiếm một phần băng thông rộng rất nhỏ . 6.3 Tổng quát về giao thức định tuyến 6.3.1. Quyết định chọn đường đi Router có 2 chức năng chính là : • Quyết đ ị nh chọn đư ờ ng đ i • Chuyển mạch Quá trình chọn đư ờ ng đ i đư ợ c thực hiện ở lớp M ạ ng.Router dựa vào bảng đ ị nh tuyến đ ể chọn đư ờ ng cho gói dữ liệu ,sau khi quyết đ ị nh đư ờ ng ra thì router thực hiện việc chuyển mạch đ ể phát gói dữ liệu . Chuyển mạch là quá trình mà router thực hiện đ ể chuyển gói từ cổng nhận vào ra cổng phát đ i .Điểm quan trọng của quá trình này là router phải đ óng gói dữ liệu cho phù hợp với đư ờ ng truyền mà gói chuẩn bị đ i ra Trong các hình 6.3.1a-6.3.1e cho thấy cách mà router sử dụng đ ị a chỉ mạng đ ể quyết đ ị nh chọn đư ờ ng cho gói dữ liệu . 134 Hình 6.3.1a Hình 6.3.1b 135 Hình 6.3.1c Hình 6.3.1d Hình 6.3.1e 6.3.2 Cấu hình định tuyến Đ ể cấu hình giao thức đ ị nh tuyến ,bạn cần cấu hình trong chế đ ộ cấu hình toàn cục và cài đ ặ t các đ ặ c đ i ể m đ ị nh tuyến .Bước đ ầ u tiên ,ở chế đ ộ cấu hình toàn cục ,bạn cần khởi đ ộ ng giao thức đ ị nh tuyến mà bạn muốn ,ví dụ như RIP ,IRGP,EIGRP hay OSPF. Sau đ ó ,trong chế đ ộ cấu hình đ ị nh tuyến ,công việc chính là bạn khái báo đ ị a chỉ IP .Định tuyến đ ộ ng thường s ử dụng broadcst và multicast đ ể trao đ ổ i thông tin giữa các router .Router sẽ dựa vào thông số đ ị nh tuyến đ ể chọn đư ờ ng tốt nhất tới từng mạng đ ích. 136 Lệnh router dùng đ ể khởi đ ộ ng giao thức đ ị nh tuyến . Lệnh network dùng đ ể khai báo các cổng giao tiếp trên router mà ta muốn giao th ứ c đ ị nh tuyến gửi và nhận các thông tin cập nhật về đ ị nh tuyến . Sau đ ây là các ví dụ về cấu hình đ ị nh tuyến: GAD(config)#router rip GAD(config-router)#network 172.16 0.0 Đ ị a chỉ mạng khai báo trong câu lệnh network là đ ị a chỉ mạng theo lớp A,B,hoặc C chứ không phải là đ ị a chỉ mạng con (subnet)hay đ ị a chỉ host riêng lẻ . 6.3.3 Các giao thức định tuyến ở lớp Internet của bộ giao th ứ c TCP/IP , router sử dụng một giao thức đ ị nh tuyến IP đ ể thực hiện việc đ ị nh tuyến .Sau đ ây là một số giao thức đ ị nh tuyến IP: • RIP – giao thức đ ị nh tuyến nội theo vectơ khoảng cách • IGRP - giao thức đ ị nh tuyến nội theo vectơ khoảng cách Cisco. • OSPF – giao thức đ ị nh tuyến nội theo tr ạ ng thái đư ờ ng liên kết • EIGRP - giao thức mở rộng của IGRP • BGP - giao thức đ ị nh tuyến ngoại theo vectơ khoảng cách RIP (Routing information Protocol)được đ ị nh nghĩa trong RPC 1058. Sau đ ây là các đ ặ c đ i ể m chính của RIP : • Là giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách • Sử dụng số lượng hop đ ể làm thông số chọn đư ờ ng đ i • Nếu số lượng hop đ ể tới đ ích lớn hơn 15 thì gói dữ liệu sẽ bị huỷ bỏ • Cập nhật theo đ ị nh kỳ mặc đ ị nh là 30 giây IGRP (Internet gateway routing Protocol)là giao thức đư ợ c phát triển đ ộ c quyền bởi Cisco .Sau đ ây là một số đ ặ c đ i ể m mạnh của IGRP: • Là giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách • Sử dụng băng thông ,tải ,độ trễ và đ ộ tin cậy của đư ờ ng truyền làm thông số lựa chọn đư ờ ng đ i • Cập nhật theo đ ị nh kỳ mặc đ ị nh là 90 giây 137 OSPF (Open Shortest Path First)là giao thức đ ình tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết .Sau đ ây là các đ ặ c đ i ể m chinhs của OSPF : • Là giao thức đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết • Đư ợ c đ ị nh nghĩa trong RFC 2328 , • Sử dụng thuật toán SPF đ ể tính toán chọn đư ờ ng đ i tốt nhất , • Chỉ cập nhật khi cấu trúc mạng có sự thay đ ổ i , EIGRP Là giao thức đ ị nh tuyến nâng cao theo vectơ khoảng cách ,và là giao thức đ ộ c quyền của Ciso.Sau đ ây là các đ ặ c đ i ể m chính của EIGRP: • Là giao thức đ ị nh tuyến nâng cao theo vectơ khoảng cách , • Có chia tải. • Có các ư u đ iểm của đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách và đ ị nh tuyến theo trạng thái đư ờ ng liên kết. • Sử dụng thuật toán DUAL (Diffused Update Algorithm)để tính toán chọn đư ờ ng tốt nhất. Cập nhật theo đ ị nh kỳ mặc đ ị nh là 90 gây hoặc cập nhật khi có thay đ ổ i về cấu trúc mạng. BGP (Border Gateway Protocol) là giao thức đ ị nh tuyến ngoại. Sau đ ây là các đ ặ c đ i ể m chính của BGP. Là giao thức đ ị nh tưyến ngoại theo vectơ khoảng cách, • Đư ợ c sử dụng đ ể đ ị nh tuyến giữa các ISP hoặc giữa ISP và khách hàng , • Đư ợ c sử dụng đ ể đ ị nh tuyến lưu lượng Internet gi ữ a các hệ tự quản (AS). 6.3.4 Hệ tự quản, IGP và EGP Giao thức đ ị nh tuyến nội đư ợ c thiết kế đ ể sử dụng cho hệ thống mạng của một đơ n v ị tổ chức mà thôi .Điều quan trọng nhất đ ố i với việc xây dựng một giao thức đ ị nh tuyến nội là chọn thông số nào và sử dụng những thông số đ ó ra sao đ ể chọn đư ờ ng đ i trong hệ thống mạng . Giao thức đ ị nh tuyến ngoại đư ợ c thiết kế đ ể sử dụng giữa 2 hệ thống mạng có 2 cơ ch ế quản lý khác nhau .Các giao thức loại này thường đư ợ c sử dụng đ ể đ ị nh tuyến gi ữ a các ISP .Giao thức đ ị nh tuyến IP ngoại thường yêu cầu phải có 3 thông tin trước khi hoạt đ ộ ng ,đó là : • Danh sách các router láng giềng đ ể trao đ ổ i thông tin đ ị nh tuyến , • Danh sách các mạng kết nối trực tiếp mà giao thức cần quảng bá thông tin đ ị nh tuyến . • Chỉ số của hệ tự quản trên router . 138 Giao thức đ ị nh tuyến ngoại vi cần phải phân biệt các hệ tự quản .Các bạn nên nhớ rằng mỗi hệ tự quản có một cơ chế quản tri riêng biệt .Giữa các hệ thống này phải có một giao thức đ ể giao tiếp đư ợ c với nhau . Mỗi một hệ tự quản có một con số xác đ ị nh đư ợ c cấp bởi tổ chức đă ng ký số Internet của Mỹ (ARIN – America Registry of Internet Number) hoặc đư ợ c cấp bởi nhà cung cấp dịch vụ. Con số này là số 16 bit. Các giao thức đ ị nh tuyến như IGRP và EIGRP của Cisco đ òi hỏi phải khai báo số AS khi cấu hình Hình 6.3.4 6.3.5. Vectơ khoảng cách Thuật toán vectơ khoảng cách (hay còn gọi là thuật toán Bellman-Ford)yêu cầu mỗi router gửi một phần hoặc toàn bộ bảng đ ị nh tuyến cho các router láng giềng kết nối trực tiếp với nó .Dựa vào thông tin cung cấp bởi các router láng giềng ,thuật toán vectơ khoảng cách sẽ lựa chọn đư ờ ng đ i tốt nhất . Sử dụng các giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách thường tốn ít tài nguyên của hệ thống nhưng tốc đ ộ đ ồ ng bộ giữa các router lại chậm và thông số đư ợ c sử dụng đ ể chọn đư ờ ng đ i có thể không phù hợp với những hệ thống mạng lớn .Chủ yếu các giao thức đ ị nh tyến theo vectơ khoảng cách chỉ xác đ ị nh đư ờ ng đ i bằng khoảng cách (số lượng hop) và hướng đ i (vectơ) đ ế n mạng đ ích.Theo thuật toán này ,các router sẽ trao đ ổ i bảng đ ị nh tuyến với nhau theo đ ị nh kỳ .Do vậy ,loại 139 đ ị nh tuyến này chỉ đơ n giản là mỗi router chỉ trao đ ổ i bảng đ ị nh tuyến với các router láng giềng của mình .Khi nhận đư ợ c bảng đ ị nh tuyến từ router láng giềng ,router sẽ lấy con đư ờ ng nào đ ế n mạng đ ích có chi phí thấp nhất rồi cộng thêm khoảng cách của mình vào đ ó thành một thông tin hoàn chỉnh về con đư ờ ng đ ế n mạng đ ích với hướng đ i ,thông số đư ờ ng đ i từ chính nó đ ế n đ ích rồi đư a vào bảng đ ị nh tuyến đ ó gửi đ i cập nhật tiếp cho các router kế cận khác .RIP và IGRP là 2 giao thức đ ị nh tuyến theo vectơ khoảng cách . Chuyển bảng đ ị nh tuyến cho router láng giềng theo đ ị nh kỳ và tính lại vectơ khoảng cách Hình 6.3.5a . 135 Hình 6.3.1c Hình 6.3.1d Hình 6.3.1e 6.3.2 Cấu hình định tuyến Đ ể cấu hình giao thức đ ị nh tuyến ,bạn cần cấu hình trong chế đ ộ cấu hình toàn cục và cài đ ặ t các đ ặ c. liên kết. Router nào phát hiện cấu trúc mạng thay đ ổ i đ ầ u tiên sẽ phát thông tin cập nhật cho tất cả các router khác .Router phát gói LSA, trong đ ó có thông tin về router mới, các thay. truyền mà gói chuẩn bị đ i ra Trong các hình 6.3.1a-6.3.1e cho thấy cách mà router sử dụng đ ị a chỉ mạng đ ể quyết đ ị nh chọn đư ờ ng cho gói dữ liệu . 134 Hình 6.3.1a Hình 6.3.1b