Thiết kế liên mạng với giao thức IP

Thiết kế liên mạng với giao thức IP Thiết kế liên mạng với giao thức IP Bởi: Ngô Bá Hùng, Phạm Thế Phi Giải thuật chọn đường Chức giải thuật vạch đường Chức giải thuật chọn đường tìm đường đến điểm khác mạng Giải thuật chọn đường cập nhật vào bảng chọn đường đường đến đích đến đường tốt đường có bảng chọn đường Đại lượng đo lường (Metric) Một đường tốt đường «ngắn » Khái niệm « dài », « ngắn » không túy khoảng cách địa lý mà chúng đo dựa vào thước đo (metric) Có thể dùng thước đo sau để đo độ dài đường cho giải thuật chọn đường: • • • • • • Chiều dài đường (length path): Là số lượng router phải qua đường Độ tin cậy (reliable) đường truyền Độ trì hoãn (delay) đường truyền Băng thông (bandwidth) kênh truyền Tải (load) router Cước phí (cost) kênh truyền Cùng đích đến đo với hai tiêu chuẩn khác chọn hai đường khác Mỗi giải thuật chọn đường phải xác định rõ tiêu chuẩn chọn lựa đường mà sử dụng Có thể thước đo phối hợp nhiều tiêu chuẩn lại với 1/4 Thiết kế liên mạng với giao thức IP Mục đích thiết kế Chức giải thuật chọn đường tìm đường đến điểm khác mạng Tuy nhiên, tùy vào mục tiêu thiết kế giải thuật chọn đường dẫn đến chất lượng đường khác Các giải thuật chọn đường thiết kế cho mục tiêu sau: • Tối ưu (optimality): Đường giải thuật tìm phải đường tối ưu số đường đến đích đến • Đơn giản, tốn (Simplicity and overhead • ): Giải thuật thiết kế hiệu mặt xử lý, đòi hỏi mặt tài nguyên nhớ, tốc độ xử lý router • Tính ổn định (stability): Giải thuật có khả ứng phó với cố đường truyền • Hội tụ nhanh (rapid convergence): Quá trình thống router đường tốt phải nhanh chóng • Tính linh hoạt (Flexibility): Đáp ứng thay đổi môi trường vận hành giải thuật băng thông, kích nhớ, độ trì hoãn đường truyền Phân loại giải thuật chọn đường Thông thường giải thuật chọn đường phân loại tiêu chuẩn có tính chất đối ngẫu nhau, ví dụ như: • Giải thuật chọn đường tĩnh - Giải thuật chọn đường động • Giải thuật chọn đường bên - Giải thuật chọn đường bên khu vực • Giải thuật chọn đường trạng thái nối kết - Giải thuật véctơ khoảng cách Giải thuật chọn đường tĩnh - Giải thuật chọn đường động • Giải thuật chọn đường tĩnh (static routing): Bảng chọn đường cập nhật nhà quản trị mạng Hình thức phù hợp cho mạng nhỏ, có hình trạng đơn giản, bị thay đổi Nhược điểm loại không cập nhật kịp thời bảng chọn đường hình trạng mạng bị thay đổi gặp cố đường truyền • Giải thuật chọn đường động (dynamic routing): Router tự động tìm kiếm đường đến điểm khác mạng Loại thích hợp cho mạng lớn, hình trạng phức tạp Nó ứng phó kịp thời với thay đổi hình trạng mạng Giải thuật chọn đường đường - Giải thuật chọn đường nhiều đường • Giải thuật chọn đường đường (single path): Tồn đường đến đích đến bảng chọn đường 2/4 Thiết kế liên mạng với giao thức IP • Giải thuật chọn đường nhiều đường (multi path): Hỗ trợ nhiều đường đến đích đến, nhờ tăng thông lượng độ tin cậy mạng Giải thuật chọn đường bên khu vực - Giải thuật chọn đường liên khu vực Một số giải thuật chọn đường xem router cấp Các router có vai trò ngang Người ta gọi giải thuật chọn đường phẳng (Flat routing) Hình 5.5 – Mạng cấu trúc phẳng mạng phân cấp Tuy nhiên, mạng lớn người ta thường xây dựng mạng theo kiểu phân cấp Ở máy tính lại nhóm lại với thành vùng tự trị (Autonomous System) có phân cấp router Các router bình thường (Normal Router) đảm nhiệm việc vạch đường bên Autonomous System Công việc vạch đường autonomous system giao cho router nằm đường trục (Backbone router) Một autonomous system tập hợp mạng router chịu quản lý nhà quản trị mạng Ví dụ mạng công ty, trường đại học hay mạng đường trục quốc gia Việc phân cấp router thành hai loại dẫn đến có hai loại giải thuật chọn đường: Giải thuật chọn đường bên vùng (Intradomain hay Interior Protocol) liên vùng (Interdomain hay Exterior protocol) Ví dụ: • Một số giải thuật chọn đường bên vùng: ◦ RIP: Routing Information Protocol ◦ OSPF: Open Shortest Path First 3/4 Thiết kế liên mạng với giao thức IP ◦ IGRP: Interior Gateway Routing Protocol • Một số giải thuật chọn đường liên vùng: ◦ EGP: Exterior Gateway Protocol ◦ BGP: Boder Gateway Protocol ◦ Giải thuật chọn đường theo kiểu trạng thái nối kết (Link State Routing) Giải thuật chọn đường theo kiểu vector khoảng cách (Distance vector) • Trong giải thuật vạch đường theo kiểu trạng thái nối kết ◦ Mỗi router gởi thông tin trạng thái nối kết (các mạng nối kết trực tiếp router láng giềng) cho tất router toàn mạng Các router thu thập thông tin trạng thái nối kết router khác, từ xây dựng lại hình trạng mạng, chạy giải thuật tìm đường ngắn hình trạng mạng có Từ xây dựng bảng chọn đường cho ◦ Khi router phát trạng thái nối kết bị thay đổi, gởi thông điệp yêu cầu cập nhật trạng thái nối kết cho tất các router toàn mạng Nhận thông điệp này, router xây dựng lại hình trạng mạng, tính toán lại đường tối ưu cập nhật lại bảng chọn đường ◦ Giải thuật chọn đường trạng thái nối kết tạo thông tin mạng Tuy nhiên đòi hỏi router phải có nhớ lớn, tốc độ tính toán CPU phải cao • Trong giải thuật chọn đường theo kiểu vectơ khoảng cách: ◦ Đầu tiên router cập nhật đường đến mạng nối kết trực tiếp với vào bảng chọn đường ◦ Theo định kỳ, router phải gởi bảng chọn đường cho router láng giềng ◦ Khi nhận bảng chọn đường láng giềng gởi sang, router tìm xem láng giềng có đường đến mạng mà chưa có hay đường tốt đường có hay không Nếu có đưa đường vào bảng chọn đường với Next hop để đến đích láng giềng 4/4 .. .Thiết kế liên mạng với giao thức IP Mục đích thiết kế Chức giải thuật chọn đường tìm đường đến điểm khác mạng Tuy nhiên, tùy vào mục tiêu thiết kế giải thuật chọn đường... bảng chọn đường 2/4 Thiết kế liên mạng với giao thức IP • Giải thuật chọn đường nhiều đường (multi path): Hỗ trợ nhiều đường đến đích đến, nhờ tăng thông lượng độ tin cậy mạng Giải thuật chọn... liên vùng (Interdomain hay Exterior protocol) Ví dụ: • Một số giải thuật chọn đường bên vùng: ◦ RIP: Routing Information Protocol ◦ OSPF: Open Shortest Path First 3/4 Thiết kế liên mạng với giao