Các giao thức định thuyến (static route, rip v1,2, ospf)

Như chúng ta đã biết, router thực hiện việc định tuyến dựa vào một công cụ gọi là bảng định tuyến (routing table). Nguyên tắc là mọi gói tin IP khi đi đến router sẽ đều được tra bảng định tuyến, nếu đích đến của gói tin thuộc về một entry có trong bảng định tuyến thì gói tin sẽ được chuyển đi tiếp, nếu không, gói tin sẽ bị loại bỏ. Bảng định tuyến trên router thể hiện ra rằng router biết được hiện nay có những subnet nào đang tồn tại trên mạng mà nó tham gia và muốn đến được những subnet ấy thì phải đi theo đường nào.Vậy để hai mạng khác nhau có thể đi đến nhau được, các router phải điền được thông tin về hai mạng này vào trong bảng định tuyến của mình. Có hai cách thức để thực hiện điều đó: một là người quản trị tự điền tay các thông tin – định tuyến tĩnh, hai là các router tự trao đổi thông tin định tuyến với nhau và tự điền các thông tin còn thiếu vào bảng định tuyến của mình – định tuyến động.

Trang 2

Mục Lục

PHẦN 1: ĐỊNH TUYẾN TĨNH (STATIC ROUTE) 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Định tuyến 1

1.3 Ví dụ 1

1.3.1 Ví dụ 1, dùng 2 Router 1

1.3.2 Ví dụ 2, dùng 3 Router 4

1.3.3 Ví dụ 3, dùng đường kết nối dự phòng 6

1.4 Ưu - nhược điểm 8

PHẦN 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIP (ROUTING INFOMATION PROTOCOL) 9

2.2 Cấu hình 9

2.3 Ví dụ 16

2.3.1 Ví dụ 1 16

2.3.2 Ví dụ 2, hiện tượng loop trong trường hợp mạng 192.168.3.0/24 bị down 19

2.3.3 Quy tắc Split – horizon chống loop 21

2.3.4 Ví dụ 3, trường hợp Split – horizon đã được bật nhưng vẫn xảy ra loop do tăng metric 22

2.4 So sánh giữa RIPv1 và RIPv2 25

PHẦN 3: OPEN SHORTEST PATH FIRST (OSPF) 26

Trang 3

3.2.1 Bầu chọn Router id 27

3.2.2 Thiết lập quan hệ láng giềng 28

3.2.3 Trao đổi LSDB 31

3.2.4 Tính toán xây dựng bảng định tuyến 32

3.3 Cấu hình 34

Trang 4

PHẦN 1: ĐỊNH TUYẾN TĨNH (STATIC ROUTE)

1.1 GIỚI THIỆU

Như chúng ta đã biết, router thực hiện việc định tuyến dựa vào một công cụ gọi là bảng định tuyến (routing table) Nguyên tắc là mọi gói tin IP khi đi đến router sẽ đều được tra bảng định tuyến, nếu đích đến của gói tin thuộc về một entry có trongbảng định tuyến thì gói tin sẽ được chuyển đi tiếp, nếu không, gói tin sẽ bị loại bỏ Bảng định tuyến trên router thể hiện ra rằng router biết được hiện nay có những subnet nào đang tồn tại trên mạng mà nó tham gia và muốn đến được những subnet ấy thì phải đi theo đường nào.Vậy để hai mạng khác nhau có thể đi đến nhau được, các router phải điền được thông tin về hai mạng này vào trong bảng định tuyến của mình Có hai cách thức để thực hiện điều đó: một là người quản trị

tự điền tay các thông tin – định tuyến tĩnh, hai là các router tự trao đổi thông tin định tuyến với nhau và tự điền các thông tin còn thiếu vào bảng định tuyến của mình – định tuyến động

Subnetmask: subnet – mask của mạng đích

IP_next_hop: địa chỉ IP của trạm kế tiếp trên đường đi

output_interface: cổng ra trên router

AD: tham số để cấu hình đường đi dự phòng, mặc định là 0 khi cấu hình interface, và 1 khi cấu hình ip next-hop

output-1.3 VÍ DỤ

1.3.1 Ví dụ 1, dùng 2 Router

Trang 5

Hình 1 – Sơ đồ ví dụ 1( 2 Router)Trên hình 1 là hai router đại diện cho hai chi nhánh khác nhau của một doanh nghiệp : R1 cho chi nhánh 1 và R2 cho chi nhánh 2

R1 sử dụng cổng f0/0 của nó đấu xuống mạng LAN của chi nhánh 1, mạng này sử dụng subnet 192.168.1.0/24

Tương tự, R2 sử dụng cổng f0/0 của nó đấu xuống mạng LAN của chi nhánh 2, mạng này sử dụng subnet 192.168.2.0/24 Subnet sử dụng cho kết nối leased – linenối giữa hai chi nhánh (qua các cổng serial của hai router) là 192.168.12.0/30.Mặc định ban đầu, khi ta chưa cấu hình định tuyến trên các router R1 và R2 thì haimạng LAN của hai chi nhánh R1 và R2 chưa thể đi đến nhau được (tức là, nếu lấy một PC trong LAN 1, chẳng hạn như PC1 ping thử đến một PC trong LAN 2, ví

dụ PC4, ping sẽ không thành công)

Lý do của điều này là các router R1 và R2 chưa có thông tin về các mạng LAN của nhau trong bảng định tuyến do đó không thể chuyển gói tin đi đến các mạng LAN này Ta kiểm tra bằng cách hiển thị bảng định tuyến trên các router R1 và R2 Câu lệnh để hiển thị bảng định tuyến trên router là ‘show ip route’ :

*Bảng định tuyến của R1:

R1#show ip route

(đã bỏ bớt một số dòng)

Trang 6

Gateway of last resort is not set

192.168.12.0/30 is subnetted, 1 subnets

C 192.168.12.0 is directly connected, Serial2/0

C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0

Từ kết quả hiển thị, ta thấy rằng mỗi router ban đầu chỉ học được thông tin về những subnet kết nối trực tiếp với nó

Ví dụ: router R1 biết rằng có mạng 192.168.12.0/30 kết nối trực tiếp vào cổng serial 2/0 và mạng 192.168.1.0/24 kết nối trực tiếp vào cổng fast ethernet 0/0 của nó

Các router hoàn toàn không có thông tin gì về các subnet ở xa, không kết nối trực tiếp với mình Do đó, giả sử PC1 muốn ping PC4, nó sẽ đóng gói một gói tin IP ICMP với địa chỉ nguồn là 192.168.1.1 và đích đến là 192.168.2.2 Khi gói tin này

đi lên đến router R1, R1 tra bảng định tuyến thấy rằng đích đến 192.168.2.2 khôngthuộc về bất kỳ subnet nào mà R1 có trong bảng định tuyến nên nó bỏ gói tin này

Từ R1 muốn đi đến mạng 192.168.2.0/24 , ta phải đi ra khỏi cổng s2/0 Để thể hiện điều đó vào bảng định tuyến, ta thực hiện cấu hình:

R1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 s2/0

Tương tự, Từ R2 muốn đi đến mạng 192.168.1.0/24 , ta phải đi ra khỏi cổng s2/0 Cấu hình:

R2(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 s2/0

Sau khi đã cấu hình xong các route cho các mạng 192.168.1.0/24 và

192.168.2.0/24, ta thực hiện kiểm tra bằng cách hiển thị bảng định tuyến trên mỗi router:

*Bảng định tuyến của R1:

Trang 7

R1#show ip route

Gateway of last resort is not set

S 192.168.2.0/24 is directly connected, Serial2/0

Ta thấy rằng các thông tin còn thiếu trước đây đã xuất hiện trên bảng định tuyến của các router R1 và R2 Các entry mới điền thêm này được ký hiện bởi kí tự “S”

ở đầu dòng thể hiện rằng các thông tin định tuyến này được học vào bảng định tuyến thông qua định tuyến tĩnh ( ta cũng để ý rằng các dòng mô tả các mạng kết nối trực tiếp được ký hiệu bởi kí tự “C” – connected – kết nối trực tiếp)

Khi các PC đã chỉ default – gateway đầy đủ lên các cổng đấu nối của các router, ping kiểm tra giữa các PC thuộc hai mạng LAN sẽ thành công:

Trang 8

Hình 2 – Ping kiểm tra giữa PC1 và PC4 từ PC1.

Bên cạnh việc chỉ đường bằng cổng ra (output interface), ta cũng có thể chỉ đường trong câu lệnh bằng địa chỉ IP next – hop, đây chính là địa chỉ IP của trạm kế tiếp trên đường đi đến mạng đích

192.168.1.0/24 thì phải đi qua trạm kế tiếp là R1 có địa chỉ IP là 192.168.12.1

Ví dụ trên đã mô tả một cách cơ bản nhất cách khai báo static route trên các router

Trên R1:

Trang 9

nó sẽ bị drop bỏ vì R2 thiếu thông tin của mạng 192.168.3.0/24.

1.3.3 Ví dụ 3, dùng đường kết nối dự phòng

Hình 4 – Sơ đồ ví dụ 3

Lần này yêu cầu đặt ra như sau: cấu hình định tuyến tĩnh đảm bảo R1 đi đến LAN

2 của R2 theo đường đi ra cổng s2/0 là chính, đường s2/1 là dự phòng, ngược lại, R2 lại đi đến LAN 1 của R1 theo đường đi ra cổng s2/1 là chính, đường s2/0 là dự phòng Có nghĩa là, R1 khi chuyển gói tin đi LAN 2 của R2 luôn sử dụng cổng ra

là s2/0, khi cổng s2/0 này down thì tự động chuyển đường qua s2/1, khi cổng s2/0

up lại, lại chuyển về sử dụng cổng s2/0 Tương tự với R2

Trang 10

Để thực hiện yêu cầu này, chúng ta sử dụng tham số AD trong câu lệnh cấu hình định tuyến tĩnh Static route có thể có hai chỉ số AD là 0 (khi cấu hình chỉ cổng ra)

và 1 (khi cấu hình chỉ next – hop) Ta có thể thay đổi các giá trị mặc định này để phục vụ cho việc cấu hình dự phòng

AD dùng để so sánh độ ưu tiên giữa các route Khi tồn tại nhiều đường đi đến cùng một đích đến, đường đi nào có chỉ số AD nhỏ hơn, đường đi đó sẽ được đưa vào bảng định tuyến để sử dụng, những đường còn lại có AD cao hơn sẽ được dùng để dự phòng cho đường chính thức Do đó ta chỉ việc chọn AD nhỏ hơn (ví

dụ là 5) cho đường chính và chọn AD lớn hơn (ví dụ là 10) cho đường phụ

Cấu hình trên R1:

R1(config)#ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 Serial2/0 5

Ta thực hiện kiểm tra kết quả cấu hình trên R1:

Đầu tiên, ta hiển thị bảng định tuyến để xem đường nào đã được đưa vào bảng:R1#show ip route

Ta thấy đường được đưa vào bảng định tuyến để sử dụng có cổng ra là s2/0 đúng như yêu cầu

Tiếp theo ta thử tính dự phòng bằng cách shutdown cổng s2/0 của R1:

R1(config)#interface s2/0

R1(config-if)#shutdown

R1(config-if)#

Trang 11

*Mar 1 00:15:48.971: %LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0, changed state

Ta thực hiện mở lại cổng s2/0 và kiểm tra rằng đường đi qua cổng này lại được đưa lại vào bảng định tuyến để sử dụng:

Trang 12

R1#

Thực hiện kiểm tra tương tự trên R2

1.4 ƯU - NHƯỢC ĐIỂM

Định tuyến tĩnh có ưu điểm là khá dễ hiểu và không gây hao tốn tài nguyên mạng

do không có sự trao đổi thông tin định tuyến giữa các router Tuy nhiên nhược điểm của định tuyến tĩnh là gây khó khăn cho người quản trị, hoàn toàn không thích hợp với những mạng có quy mô lớn (ta không thể cấu hình tay khai báo các route khi số lượng lên đến hàng trăm được!) và không hội tụ với mọi sự thay đổi trên sơ đồ mạng

PHẦN 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIP (ROUTING

INFOMATION PROTOCOL) 2.1 GIỚI THIỆU

Giao thức RIP – một trong các giao thức định tuyến động

RIP sử dụng giao thức distance – vector điển hình để trao đổi thông tin định tuyến với các router khác Mỗi router sẽ gửi toàn bộ bảng định tuyến của nó cho router láng giềng theo định kỳ 30s/lần Thông tin này lại tiếp tục được láng giềng lan truyền tiếp cho các láng giềng khác và cứ thế lan truyền ra mọi router trên toàn mạng Kiểu trao đổi thông tin như thế còn được gọi là “lan truyền theo tin đồn” Metric trong RIP được tính theo hop count – số node lớp 3 (router) phải đi qua trên đường đi để đến đích Với RIP, giá trị metric tối đa là 15, giá trị metric = 16 được gọi là infinity metric (“metric vô hạn”), có nghĩa là một mạng chỉ được phép cách nguồn tin 15 router là tối đa, nếu nó cách nguồn tin từ 16 router trở lên, nó không thể nhận được nguồn tin này và được nguồn tin xem là không thể đi đến được

RIP chạy trên nền UDP – port 520 RIP có 2 version

RIPv2 là một giao thức classless còn RIPv1 lại là một giao thức classful

Trang 13

Cách hoạt động của RIP có thể dẫn đến loop nên một số quy tắc chống loop và một số timer được đưa ra Các quy tắc và các timer này có thể làm giảm tốc độ hội

Hình 16 – Sơ đồ ví dụ cấu hình

Trên hình 16 là ba router đại diện cho ba chi nhánh khác nhau của một doanh nghiệp : R1 cho chi nhánh 1, R2 cho chi nhánh 2 và R3 cho chi nhánh 3 R1 sử dụng cổng F0/0 của nó đấu xuống mạng LAN của chi nhánh 1, mạng này sử dụng subnet 192.168.1.0/24 Tương tự, R2 sử dụng cổng F0/0 của nó đấu xuống mạng LAN của chi nhánh 2, mạng này sử dụng subnet 192.168.2.0/24 và R3 sử dụng cổng F0/0 đấu xuồng mạng LAN 3 với subnet 192.168.3.0/24 Subnet sử dụng chocác kết nối leased – line nối giữa ba chi nhánh (qua các cổng serial của các router) lần lượt là 192.168.12.0/24, 192.168.23.0/24 Các interface loopback 0 trên mỗi router được tạo thêm với địa chỉ IP như hình vẽ dùng để test vấn đề auto –

summary của RIP Yêu cầu đặt ra là thực hiện định tuyến RIP trên sơ đồ này đảm bảo mọi địa chỉ trên sơ đồ thấy nhau

R1(config)#router rip

R1(config-router)#version 2

Trang 14

Chúng ta cũng nhận thấy rằng câu lệnh “network” không hề chỉ ra subnet mask hay prefix – length cụ thể của các subnet được nêu ra Do đó, cần nhớ rằng tham

số trong câu lệnh này luôn luôn là major – network (một mạng lớp A, B hoặc C chưa bị chia nhỏ ra) Từ đó ta thấy rằng để cho các loopback 0 của các router thamgia định tuyến, ta không “network” các subnet cụ thể trên các loopback này mà

“network” mạng major của chúng, ví dụ như trên R1, thay vì “network

Trang 15

172.16.1.0”, ta thực hiện “network 172.16.0.0” là major network của subnet

C 192.168.12.0/24 is directly connected, Serial2/0

172.16.0.0/16 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks

R 172.16.0.0/16 [120/1] via 192.168.23.3, 00:00:12, Serial2/1

[120/1] via 192.168.12.1, 00:00:09, Serial2/0

C 172.16.2.0/24 is directly connected, Loopback0

Trang 16

R 172.16.0.0/16 [120/1] via 192.168.23.2, 00:00:03, Serial2/1

C 172.16.3.0/24 is directly connected, Loopback0

R 192.168.1.0/24 [120/2] via 192.168.23.2, 00:00:03, Serial2/1

R 192.168.2.0/24 [120/1] via 192.168.23.2, 00:00:03, Serial2/1

Ta thấy trong bảng định tuyến của mỗi router đã hiện lên thông tin về các route ở

xa được học thông qua RIP (kí hiệu bởi kí tự “R”) Ta cùng phân tích một số thôngtin được đưa ra trong mỗi dòng route được học từ RIP Ví dụ, với dòng thông tin:

Type escape sequence to abort

Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.2.254, timeout is 2 seconds:

Packet sent with a source address of 192.168.1.254

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 4/29/96 ms

R1#ping 192.168.3.254 source 192.168.1.254

Trang 17

!!!!!

R2#ping 192.168.1.254 source 192.168.2.254

!!!!!

R2#ping 192.168.3.254 source 192.168.2.254

!!!!!

R3#ping 192.168.1.254 source 192.168.3.254

!!!!!

R3#ping 192.168.2.254 source 192.168.3.254

!!!!!

Ta cũng để ý rằng trong bảng định tuyến của các router, các mạng loopback học được đều không phản ánh đúng subnet của nó: tất cả đều được đưa về mạng major 172.16.0.0/16 Nguyên nhân của hiện tượng này là do tính năng auto – summary

Trang 18

được tự động bật lên với RIP một cách mặc định Với RIP, tính năng này sẽ tự động chuyển tất cả các subnet thành major network khi quảng bá nó qua biên giới một major network khác Cụ thể, ta xét trên R1:

Hình 17 – Auto summary

Khi R1 quảng bá subnet của loopback 0 là 172.16.1.0/24 qua R2, cập nhật này đi qua một major khác là 192.168.12.0/24 Khi tính năng auto – summary được bật lên, R1 sẽ chuyển cập nhật này thành mạng major là 172.16.0.0/16 rồi mới gửi đi cho R2 Điều này xảy ra tương tự cho R2 và R3

Việc để auto summary xảy ra như vậy có thể dẫn đến thiếu chính xác trong định tuyến và trong nhiều trường hợp có thể làm dữ liệu không đi được đến đích của

nó Vì vậy khi mạng của chúng ta có những subnet như sơ đồ đang xét, ta nên tắt tính năng này đi bằng cách sử dụng câu lệnh “no auto-summary” Cấu hình:

Trang 19

2.3 VÍ DỤ

Trang 20

2.3.1 Ví dụ 1

Hình 1 – Sơ đồ ví dụ 1

Trên hình 1 là sơ đồ kết nối của 03 router R1, R2 và R3 Các router này được kết nối với nhau bằng các đường serial point – to – point mô tả các kết nối leased – line Bản thân mỗi router lại đấu nối xuống các mạng LAN bằng các cổng F0/0 của chúng Quy hoạch IP cho các phân đoạn mạng được mô tả chi tiết trên sơ đồ.Khi chưa chạy định tuyến mỗi router chỉ biết các mạng kết nối trực tiếp trên các cổng đấu nối của mình và đưa các subnet này vào bảng định tuyến Trên hình 1 cũng hiển thị bảng định tuyến của mỗi router tại thời điểm đầu tiên khi chưa chạy định tuyến Các giá trị “0” bên cạnh phản ánh rằng metric để đi đến các mạng này bằng 0 theo quan điểm metric của RIP (các mạng này đều kết nối trực tiếp nên để

đi đến chúng không phải bước qua router nào cả)

RIP hoạt động theo kiểu Distance – vector, mỗi router sẽ gửi toàn bộ bảng định tuyến của mình cho các router láng giềng theo định kỳ Không mất tính tổng quát,

ta giả sử R3 sẽ gửi cho R2 trước tiên bảng định tuyến của mình

Hình 2 – R3 gửi cho R2 bảng định tuyến của nó

Khi R2 nhận bảng định tuyến này, nó sẽ kiểm tra thông tin và tiếp nhận những route nó chưa có Có một route 192.168.3.0/24 mà R2 chưa có trong bảng định

Trang 21

tuyến, nó sẽ tiếp nhận route này vào bảng định tuyến của nó Sau khi đã tiếp nhận xong thông tin từ R3, bảng định tuyến từ R2 sẽ là:

Hình 3 – Bảng định tuyến của R2

Ta thấy route mới được cập nhật chỉ cổng ra là S2/1 vì route này được cập nhật từ phía cổng S2/1, và nó chỉ ra rằng để đi đến được mạng 192.168.3.0/24, gói tin từ R2 phải được đẩy ra cổng S2/1 Thêm nữa, ta cũng thấy metric của route này đượctăng thêm 1 đơn vị khi lan truyền qua thêm một router Quan sát trên hình 1, ta cũng thấy rõ ràng rằng từ R2 muốn đi đến được mạng 192.168.3.0/24 , ta phải bước qua một con router (R3) trên đường đi

Tiếp theo, đến lượt router R2 lại đem toàn bộ bảng định tuyến của mình gửi cho R1:

Hình 4 – R2 gửi bảng định tuyến của nó cho R1

Khi R1 nhận bảng định tuyến này, nó sẽ kiểm tra thông tin và tiếp nhận những route nó chưa có Có hai route là 192.168.23.0/24 và 192.168.3.0/24 mà R1 chưa

có trong bảng định tuyến, nó sẽ tiếp nhận các route này vào bảng định tuyến Sau khi đã tiếp nhận xong thông tin từ R2, bảng định tuyến từ R1 sẽ là:

Hình 5 – Bảng định tuyến của R1

Bảng định tuyến của R1 có thêm các route mới học được: 192.168.23.0/24, cổng

ra là S2/0, metric = 1 và 192.168.3.0/24, cổng ra S2/0 với metric = 2 Quan sát lại

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	530,28 KB