Các Thuật Toán Và Phương Thức Định Tuyến Trong Mạng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ********** ********** BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: TỔ CHỨC VÀ QUY HOẠCH MẠNG VIỄN THÔNG Đề tài: “Các Thuật Toán Và Phương Thức Định Tuyến Trong Mạng ” Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Thắng Nhóm sinh viên thực hiện: Họ tên SHSV  HÀ NỘI 4/2012 Mục Lục Lớp I Mở đầu Một hoạt động mạng nói chung việc truyền liệu từ nguồn tới đích Định tuyến chức tách rời mạng truyền liệuh từ nguồn tới đích có ý nghĩa đặc biệt quan trọng việc thiết kế tối ưu mạng Cấu trúc mạng, giải pháp công nghệ phương pháp định tuyến vấn đề liên quan mật thiết với định chất lượng hoạt động mạng Chính vậy, toán định tuyến cần quan tâm nghiên cứu để nhằm tối ưu hóa hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng Trên giới có nhiều nghiên cứu phương pháp định tuyến, với mục đích chủ yếu tìm phương pháp định tuyến thích hợp để áp dụng vào thực tế mạng lưới Trong thời gian gần đây, xu hướng định tuyến theo “giá” mạng trở thành chủ đề nghiên cứu quan trọng Thông thường, lợi ích mang lại mạng tối đa việc tối ưu hóa hàm mục tiêu Tùy thuộc vào cấu trúc đường truyền mạng mà hàm mục tiêu ràng buộc theo khác II Nội dung Giới thiệu định tuyến: Định tuyến trình tìm đường để truyền tải thông tin liên mạng từ nguồn đến đích Nó chức thực tầng mạng Chức cho phép router đánh giá đường sẵn có tới đích Để đánh giá đường đi, định tuyến sử dụng thông tin Topology mạng Các thông tin người quản trị thiết lập Quá trình định tuyến cần thỏa mãn yêu cầu cho trước bao gồm: đường ngắn có băng thông rộng Đường thường phải tối ưu theo hai tiêu chí.các gói tin gửi theo đường Nhưng chúng gửi đồng thời nhiều đường Việc định tuyến sử dụng cho nhiều loại mạng: mạng viễn thông, liên mạng, internet, mạng giao thông Hình : Tìm đường Định tuyến chia làm phương pháp định tuyến: định tuyến tĩnh, định tuyến ngẫu nhiên định tuyến động Trong môi trường mạng thường xuyên có thay đổi ngẫu nhiên nên định tuyến tĩnh có ý nghĩa gateway mạng nhỏ Trong định tuyến động, có hai phương thức định tuyến: tìm đường theo đường ngắn tìm đường tối ưu Vấn đề tìm đường ngắn đặt ra: ta tìm đường ngắn từ nút đến tất nút khác tìm đường ngắn từ nút đến nút cụ thể Cách giải sử dụng giao thức OSPF(Open Shortest Path First) với việc sử dụng thuật toán Dijikstra, Bellman-Ford Ngoài ta để nút mạng tự động tìm đường tối ưu Việc tim tuyến thực cách phân tán nút không nút trung tâm tính toán Các nút chủ động trao đổi thông tin liên quan đến cấu hình mạng với Từ thông tin thu thập nút tự tìm đường tối ưu đến nút khác lập bảng định tuyến đưa định định tuyến Bảng định tuyến thường xuyên cập nhật có thay đổi cấu hình mạng Thuật toán sử dụng Prime Kruskal nhằm tạo bắc cầu tối thiểu Các khái niệm lý thuyết graph: Phần giới thiệu thuật ngữ khái niệm nhằm mô tả mạng, graph, thuộc tính Lý thuyết graph môn học xuất từ lâu, lý thuyết có số thuật ngữ chấp nhận khác dùng cho khái niệm Vì sử dụng số thuật ngữ khác để lập mô hình graph cho mạng Các thuật ngữ trình bày thuật ngữ công nhận sử dụng thường xuyên chương Một graph G, định nghiã tập hợp đỉnh V tập hợp cạnh E Các đỉnh thường gọi nút chúng biểu diễn vị trí (ví dụ điểm chứa lưu lượng khu vực chứa thiết bị truyền thông) Các cạnh gọi liên kết chúng biểu diễn phương tiện truyền thông Graph biểu diễn sau: G=(V, E) Hình ví dụ graph Hình : Một graph đơn giản Mặc dù theo lý thuyết, V tập hợp rỗng không xác định, thông thường V tập hợp xác định khác rỗng, nghĩa biểu diễn V={vi | i=1,2, N} Trong N số lượng nút Tương tự E biểu diễn: E={ei | i=1,2, M} Một liên kết, ej, tương ứng kết nối cặp nút Có thể biểu diễn liên kết ej nút i k ej=(vi,vk) ej=(i,k) Một liên kết gọi tới nút nút hai điểm cuối liên kết Nút i k gọi kề tồn liên kết (i, k) chúng Những nút xem nút láng giềng Bậc nút số lượng liên kết tới nút số lượng nút láng giềng Hai khái niệm tương đương graph thông thường Tuy nhiên với graph có nhiều liên kết cặp nút, hai khái niệm không tương đương Trong trường hợp đó, bậc nút định nghĩa số lượng liên kết tới nút Một liên kết có hai hướng Khi thứ tự nút ý nghiă Ngược lại thứ tự nút có ý nghĩa Trong trường hợp thứ tự nút có ý nghĩa, liên kết xem cung định nghĩa aj=[vi,vk] đơn giản aj=[i,k] k gọi cận kề hướng i cung [i,k] tồn bậc hướng i số lượng cung Khái niệm cận kề hướng vào bậc cận kề hướng vào định nghĩa tương tự Một graph gọi mạng liên kết nút có mặt liên kết có thuộc tính (chẳng hạn độ dài, dung lượng, loại ) Các mạng sử dụng để mô hình vấn đề cần quan tâm truyền thông, thuộc tính riêng biệt nút liên kết liên quan đến vấn đề cụ thể truyền thông Sự khác liên kết cung quan trọng việc lập mô hình cho mạng lẫn trình hoạt động bên thuật toán, khác cần phải phân biệt rõ ràng Về mặt hình học liên kết đường thẳng kết nối cặp nút cung đường thẳng có mũi tên đầu, biểu diễn chiều cung Một graph có liên kết gọi graph vô hướng, nhiên graph có cung gọi graph hữu hướng Một graph hữu hướng có liên kết vô hướng Thông thường , graph giả sử vô hướng, phân biệt ý nghĩa Có thể có khả xảy tượng xuất nhiều liên kết cặp nút (điều tương ứng với việc có nhiều kênh thông tin hai chuyển mạch) Những liên kết gọi liên kết song song Một graph có liên kết song song gọi multigraph Cũng có khả xuất liên kết nút nút Những liên kết gọi self loop Chúng xuất thường xuất việc xem hai nút nút trình lập mô hình graph cho mạng phát sinh trình thực thuật toán có việc hợp nút Hình 4.2 minh hoạ graph có liên kết song song self loop Một graph liên kết song song self loop gọi graph đơn giản Việc biểu diễn vận dụng graph đơn giản tương đối dễ dàng, giả thiết graph xem xét graph đơn giản Nếu có khác biệt với giả thiết này, chúng Phân loại định tuyến : Hình : Phân loại định tuyến 3.1 Định tuyến tĩnh: Đối với định tuyến tĩnh thông tin đường phải người quản trị mạng cập nhật cho router Khi cấu trúc mạng có thay đổi người quản trị mạng phải xóa thêm thông tin đường cho router Những loại gọi đường cố định Đối với hệ thống mạng nhỏ, có thay đổi công việc đỡ công Chính định tuyến đòi hỏi người quản trị mạng phải cấu hình thông tin đường cho router nên tính linh hoạt định tuyến động Trong hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thường sử dụng kết hợp với giao thức định tuyến động cho số mục đích đặc biệt Hoạt động định tuyến tĩnh chia làm bước sau: - Đầu tiên, người quản trị mạng cấu hình đường cố định cho router - Router cài đặt đường vào bảng định tuyến - Gói liệu định tuyến theo đường cố định Sau demo cấu hình mạng định tuyến tĩnh Hình : Demo cấu hình mạng định tuyến 3.2 Định tuyến ngẫu nhiên (random routing): 3.2.1 Định tuyến ngẫu nhiên lan tràn gói (flooding): Một dạng mạnh định tuyến riêng biệt lan tràn gói Trong phương thức này, gói đến router gửi tất đường trừ đường mà đến Phương thức lan tràn gói hiển nhiên tạo nhiều gói chép (duplicate) Trên thực tế, số gói không xác định trừ thực số biện pháp để hạn chế trình Một biện pháp sử dụng đếm bước nhảy phần tiêu đề gói Giá trị bị giảm bước nhảy Gói bị loại bỏ đếm đạt giá trị không Về mặt lý tưởng, đếm bước nhảy có giá trị ban đầu tương ứng với độ dài từ nguồn đến đích Nếu người gửi độ dài đường đi, đặt giá trị ban đầu đếm cho trường hợp xấu Khi giá trị ban đầu đặt đường kính mạng Một kỹ thuật khác để ngăn lan tràn gói thêm số thứ tự vào tiêu đề gói Mỗi router cần có danh sach theo nút nguồn để số thứ tự từ nguồn xem xét Để tránh danh sách phát triển không giới hạn, danh sách tăng lên số đếm k để tất số thứ tự đến k xem Khi gói tới, dễ dàng kiểm tra gói hay không Nếu gói gói bị loại bỏ Tức nhận gói tin,nút mạng gủi tất nút kề cận,trừ nút gửi gói cho nó.Lan tràn gói có ưu điểm lan tràn gói luôn chọn đường ngắn Có ưu điểm phương diện lý thuyết chọn tất đường chọn đường ngắn Tuy nhiên nhược điểm số lượng gói gửi mạng nhiều Sử dụng lan tràn gói hầu hết ứng dụng không thực tế Tuy lan tràn gói sử dụng ứng dụng sau Trong ứng dụng quân sự, mạng sử dụng phương thức lan tràn gói để giữ cho mạng luôn hoạt động tốt đối mặt với quân địch Hình : Định tuyến lan tràn gói Trong ứng dụng sở liệu phân bố, cần thiết phải cập nhật tất sở liệu Trong trường hợp sử dụng lan tràn gói cần thiết Ví dụ dụng lan tràn gói để gửi cập nhật định tuyến cập nhật không dựa độ xác bảng định tuyến 40 Phương pháp lan tràn gói dùng đơn vị để so sánh phương thức định tuyến khác Lan tràn gói luôn chọn đường ngắn Điều dẫn đến giải thuật tìm độ trễ ngắn Một biến đổi phương pháp lan tràn gói lan tràn gói có chọn lọc Trong giải thuật này, router gửi gói đường mà theo hướng đích Điều có nghĩa không gửi gói đến đường mà rõ ràng nằm hướng sai 3.2.2 Định tuyến ngẫu nhiên (random walk): Trong phương pháp định tuyến này, router chuyển gói đến đường đầu chọn cách ngẫu nhiên Mục tiêu phương pháp gói lang thang mạng cuối đến đích Với phương pháp giúp cho trình cân tải đường Cũng giống phương pháp định tuyến lan tràn gói, phương pháp đảm bảo gói cuối đến đích So với phương pháp trước nhân rộng gói mạng Nhược điểm phương pháp đường từ nguồn đến đích dài đường ngắn Do trễ đường truyền dài trễ ngắn thực tồn mạng - Gói tin gửi đến đầu với xác xuất - So với flooding,số lượng gói truyền nhỏ - Đường ngắn không nằm số đường chọn Hình : Định tuyến ramdom walk 3.2.3 Định tuyến ngẫu nhiên (hot potato): Định tuyến riêng biệt loại định tuyến mà router định định tuyến dựa vào thông tin thân lượm lặt Đây thuật toán tương thích riêng biệt (isolated adaptive algorithm) Khi gói đến nút, router cố gắng chuyển gói nhanh tốt cách cho vào hàng chờ đầu ngắn Nói cách khác, có gói đến router tính toán số gói nằm chờ để truyền tren đường đầu Sau gán gói vào cuối hàng chờ ngắn mà không quan tâm đến đường đâu Hình biễu diễn hàng chờ đầu bên router thời điểm Có ba hàng chờ đầu tương ứng với 03 đường Các gói xếp hàng đường để chờ truyền Trong ví dụ đây, hàng chờ đến F hàng chờ ngắn với có gói nằm hàng chờ Giải thuật khoai tây nóng đặt gói đến vào hàng chờ 10 Đây đồ thị có trọng {A,B,C,D số ban đầu Các số {} ,E,F,G} trọng số cạnh Chọn cách tùy ý đỉnh D đỉnh bắt đầu Các (D,A) = V {D} (D,B) = {A,B,C,E (D,E) = 15 ,F,G} (D,F) = đỉnh A, B, Evà F nối trực tiếp tớiD cạnh đồ thị A đỉnh gần D nên ta chọn A đỉnh thứ hai thêm cạnh ADvào {A,D} (D,B) = {B,C,E,F, Đỉnh chọn tiếp (D,E) = 15 G} theo đỉnh (D,F) = V gần D Anhất B c (A,B) = ó khoảng tớiD tớiA cách 7, E có khoảng cách tới 15, F có khoảng cách F đỉnh gần nên chọn đỉnh F 14 cạnhDF (D,B) = (D,E) = 15 {A,D,F} (A,B) = V (F,E) = Thuật {B,C,E,G } (F,G) = 11 toán tiếp tục tương tự bước trước Chọn đỉnhB có khoảng cách tới A Ở bước ta chọn {A,B,D, F} (B,C) = C, E, (B,E) = V khoảng cách tớiB (D,B) = 8, E có khoảng cách chu tớiB trình {C,E,G} G C có 7, Gcó (D,E) = 15 khoảng (F,E) tới F 11 Elà đỉnh = (F,G) = 11 cách gần nhất, nên chọn đỉnh Evà cạnh BE (B,C) = (D,B) = chu trình Ở bước ta chọn (D,E) = 15 {A,B,D, chu trình E,F} (E,C) = V C vàG C có {C,G} khoảng cách tới E 5, G có (E,G) = khoảng cách tớiE (F,E) = ChọnC cạnh EC chu trình (F,G) = 11 15 (B,C) = chu trình Đỉnh G đỉnh lại (D,B) = chu khoảng trình {A,B,C, (D,E) = 15 D,E,F} chu trình {G} tới F khoảng Nó có cách 11, cách (E,G) = V tới E E gần (F,E) = nên chọn đỉnh Gvà chu trình cạnh EG (F,G) = 11 (B,C) = chu {A,B,C, D,E,F,G } trình (D,B) = Hiện tất chu đỉnh nằm trình (D,E) = 15 chu trình (F,E) = chu trình {} bao trùm nhỏ tô màu xanh Tổng trọng số 39 (F,G) = 11 chu trình 4.2 Thuật toán Kruskal: - B1: khởi tạo T lúc đầu đồ thị rỗng - B2: T gồm n-1 cạnh G t bao trùm cần tìm Kết thúc - B3: T chưa đủ n-1 cạnh,thì G liên thông, nên G có không n-1 cạnh, cạnh G chưa thuộc T cạnh G chưa thuộc t có cạnh không tạo chu trình với cạnh có T, chọn cạnh v có trọng số nhỏ cạnh bổ sung vào T Loại bỏ cạnh tạo thành chu trình 16 - B4: quay lại B2 VÍ DỤ: Ảnh minh họa Mô tả AD CE cạnh nhỏ với độ dài 5, ta chọn AD cách tùy ý (tô màu xanh) CE cạnh nhỏ không tạo thành chu trình với độ dài 5, nên cạnh thứ hai chọn Cạnh thứ ba DF với độ dài chọn tương tự 17 Các cạnh theo thứ tự trọng số tăng dần AB BE, với độ dài Chọn AB cách tùy ý Cạnh BD chọn tương lai (tô màu đỏ) có đường nối B D nên chọn tạo thành chu trình ABD Tiếp tục chọn cạnh nhỏ BE với độ dài Thêm số cạnh tô màu đỏ: BC tạo chu trình BCE, DE tạo chu trình DEBA, FE tạo chu trình FEBAD Cuối cùng, thuật toán chọn cạnh EG độ dài 9, tìm bao trùm nhỏ 4.3 Thuật toán Dijkstra: Cho Graph liên thông G={V,E}, cần tìm khoảng cách ngắn đường từ nút s đến tất nút khác B1: thiết lập i=0, tập chứa nút có giá cố định S={uo= s}, gán d(v) bằng: • ∞ với v≠uo • với v= uo 18 Nếu | V|= kết thúc B2: với v € V/S, thay :d(v)= min{d(v),d(u i)+ d(vui)} Nếu d(v) thay đổi giá trị, đặt nhãn (d(v), ui) cho v B3: số v vừa cập nhật giá, tìm Ui+1 có giá nhỏ gán S=S(ui+1) B4: thay i+1 Nếu i =|V|-1 kết thúc Nếu không quay B2 4.4 Thuật toán Bellman Ford: Cho graph liên thông G={V,E},cần tìm khoảng cách ngắn đường từ nút s đến tất nút khác B1: thiết lập hàm xác định nút tiền bối cảu s π(s)= s giá d(v) bằng: • =∞ với v≠uo 19 • =0 với v =uo Tạo dàng đợi FIFO Q nút quét Đưa s vào Q B2: lấy đỉnh hàng đợi h, kiểm tra giá nút lân cận U,nếu d(u )> d(h)+ d(hu) đưa u vào hàng đợi gán: d(u)= d(h)+ d(hu) π(u)= h B3: lặp lại B2 Q={Ø} Một số giao thức định tuyến động nay: Để quản trị mạng dễ dàng hơn, người ta cố gắng nghiên cứu định tuyến động theo hướng khác như: tìm đường ngắn tìm đường tối ưu Điển hình cho hai hướng nghiên cứu hai giao thức định tuyến: RIP (tìm đường ngắn nhất) OSPF (tìm 20 đường tối ưu nhất), người ta phát triển thêm giao thức EIGRP giao thức định tuyến lai hai giao thức để lợi dụng ưu điểm loại giao thức Hình : Phân loại giao thức định tuyến 5.1 Giao thức định tuyến RIP (Routing Information Protocol): Giao thức định tuyến RIP giao thức định tuyến “distance vector” – định tuyến theo khoảng cách từ nút mạng đích Hiện giao thức nghiên cứu phát triển đến version 3, vesion sử dụng nhiều Chúng sử dụng “hop count” giá đường tới mạng đích, “hop count” nút mạng có chức hoạt động lớp mô hình OSI Và giá đường có giá trị từ đến 15 Cứ 30 giây nút mạng gửi thông tin bảng định tuyến cho để cập nhật liệu đường tới mạng đích trì kết nối Giao thức sử dụng thuật toán Bellman-Ford so sánh giá liên kết để xây dựng nên bảng định tuyến định tuyến gói tin Ví dụ nút mạng R1 ta sử dụng chương trình theo dõi tin cập nhật liệu bảng định tuyến, sau thời gian định nút mạng gửi yêu cầu nút mạng khác gửi thông tin định tuyến để xây dựng bảng định tuyến riêng Trong bảng định tuyến có chứa thông tin mạng đích, cổng tới mạng đích giá đường tới mạng đích 21 Hình : Quá trình gưi thông tin định tuyến RIP Nhược điểm giao thức định tuyến dễ dẫn tới gói tin mạng bị lặp vòng (loop) thời gian nút mạng gửi thông tin định tuyến cho định kì, thời gian lâu môi trường mạng có thay đổi ngẫu nhiên Đồng thời giao thức không phân biệt loại gói tin truyền mạng nên với gói tin thời gian thực bị xử lí giống gói tin liệu thường, tức giao thức không hỗ trợ QoS (Quality of Service) Ngoài ra, giá tính theo số “hop count” nên có trường hợp giá liên kết nhỏ băng thông nhỏ gây nghẽn mạng, mà liên kết có giá lớn băng thông lớn lại liệu truyền Do giao thức sử dụng mạng nhỏ, dung lượng mạng không lớn để tránh tình trạng nghẽn mạng gây liệu bị lặp vòng nhiều 22 5.2 OSPF (Open Shortest Path First): Giao thức OSPF phát triển năm 1987 IETF (Internet Engineering Task Force) Đây giao thức “link-state” – hoạt động dựa thông tin trạng thái liên kết mạng Mỗi nút mạng nhận gửi gói tin LSU (Link State Update) tới nút mạng khác trạng thái liên kết tới mạng khác nào, từ xây dựng nên SPF (Shortest Path First) thuật toán Dijkstra Ở đây, giá sử dụng cách tính toàn từ băng thông liên kết, băng thông lớn giá nhỏ, cho thấy tối ưu cách tính giá liên kết so với giao thức RIP Khi nút mạng biết thay đổi nảo trạng thái liên kết tới mạng khác gửi liệu định tuyến cập nhật tới nút mạng khác Do đó, bình thường thay đổi mạng nút mạng gửi gói có kích thước không đáng kể để trì liên kết, có thay đổi gửi thông tin thay đổi đó, dẫn tới giảm lượng băng thông cho toàn mạng Trong mạng đa truy cập OSPF (các nút mạng sử dụng giao thức OSPF trao đổi thông tin với nối vào thiết bị lớp mô hình OSI – Hình 10) có chế bầu chọn nút mạng chủ (BDR), nút mạng chịu trách nhiệm cập nhật thông tin định tuyến cho nút khác dựa vào thông tin định tuyến từ nút thay đổi tới Do hạn chế tình trạng tốn băng thông nút mạng trao đổi thông tin định tuyến với gây nghẽn mạng thiết bị trung tâm Hình : Ưu điểm BDR Ưu điểm giao thức mạng hội tụ nhanh cập nhật mạng có thay đổi cập nhật liên kết bị thay đổi Đồng thời, giá tính toán theo băng thông liên kết nên tăng tốc độ lưu thông thông tin toàn mạng 23 24 5.3 EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): Đây giao thức định tuyến Cisco IOS Software Release xây dựng từ năm 1992 hoạt động thiết bị mạng Cisco sản xuất Giao thức sử dụng thuật toán Bellman-Ford Ford-Fulkerson, hai thuật toán định tuyến theo khoảng cách Nhưng trình hoạt động cập nhật bảng định tuyến EIGRP lại hoạt động giống OSPF, tức cập nhật định tuyến theo trạng thái liên kết Nhờ vậy, giống OSPF, giao thức EIGRP tăng dung lượng mạng hẳn so với giao thức định tuyến RIP Đồng thời, giá liên kết tính toán dựa vào bốn thông số: băng thông, trễ, độ tin cậy tải Dựa vào bốn thông số này, thông tin định tuyến đường tính toán tối ưu, đảm bảo cho gói tin mạng truyền với độ tin cậy cao Ngoài ra, giao thức OSPF giúp người quản trị mạng thực quản trị mạng tối ưu cách phân vùng tự trị cho vùng lân cận Mỗi vùng tự trị AS: Hình : Ưu điểm phân vùng tự trị (AS) Mỗi AS chạy định tuyến EIGRP chung định tuyến AS đó, muốn định tuyến liệu sang mạng khác nút mạng phải định tuyến tĩnh tới nút mạng biên (Gateway) Ở đây, ta lại thấy định tuyến tĩnh có chức đặc biệt mạng Hai giao thức OSPF EIGRP có hỗ trợ xác thực tin update nên có tính bảo mật cao, với update thông tin định tuyến có thay đổi trạng thái liên kết nên có ưu vượt trội so với giao thức định tuyến RIP Nhưng bù lại nút mạng cần yêu cầu tốc độ 25 xử lí cao, hai giao thức chủ yếu sử dụng mạng lõi Với mạng nhỏ với số lượng người dùng người ta sử dụng định tuyến RIP để chi phí thiết bị rẻ hơn, dễ cấu hình sử dụng 26 III Kết luận Định tuyến lưu lượng mạng trải qua giai đoạn phát triển quan trọng Với phát triển nhanh chóng công nghệ viễn thông máy tính, phương pháp định tuyến mạng ngày trở nên linh hoạt gắn liền với hiệu hoạt động mạng lưới, kế hoạch định tuyến trở thành thành phần thiếu công tác thiết kế, xây dựng vận hành, quản lý mạng Qua trình tìm hiểu định tuyến từ sách báo internet, tập lớn chúng em đưa vấn đề: - Định tuyến - Phương pháp định tuyến (các loại định tuyến) - Thuật toán định tuyến ví dụ - Giao thức định tuyến ứng dụng thuật toán Bài tập lớn chúng em nhiều thiếu sót, mong bảo thầy giáo Em xin chân thành cảm ơn thầy! 27 IV Tài liệu tham khảo [1] Rick Graziani - Allan Johnson, Routing Protocols And Concepts Cisco Press, 2008 [2] Donald Gross, Carl M Harris, Fundamentals of Queueing Theory, WileyInterscience,1998 [3] Joseph L Hammond, Peter J.P.O' Reilly, Performance Analysis of Local Computer Networks, Addison-Wesley, 1988 [4] Slide giảng dạy môn Cơ sở mạng thông tin, TS Nguyễn Văn Tiến, Viện Điện tử viễn thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội [5] Slide giảng dạy môn Mạng máy tính, Giảng viên Nguyễn Hữu Thanh, Viện Điện tử viễn thông, Đại học Bách Khoa Hà Nội 28 [...]... tối thiểu Hơn nữa các thuật toán phức tạp hơn được xây dựng dựa vào các thuật toán cây bắc cầu tối thiểu ,và một số thuật toán này hoạt động tốt hơn với các cấu trúc dữ liệu được sử dụng cho thuật toán sau đây ,thuật toán này được phát biểu bởi Prim Các thuật toán này phù hợp với các quad trình thực hiện song song bởi vì các quá trình đó được thực hiện bằng các toán tử vector Thuật toán được miêu tả... bảng định tuyến của riêng mình Trong bảng định tuyến có chứa thông tin về mạng đích, cổng đi tới mạng đích và giá của đường tới mạng đích đó là bao nhiêu 21 Hình : Quá trình gưi thông tin định tuyến ở RIP Nhược điểm của giao thức định tuyến này là dễ dẫn tới gói tin trong mạng bị lặp vòng (loop) do thời gian các nút mạng gửi thông tin định tuyến cho nhau là định kì, và trong thời gian khá lâu trong. .. phần không thể thiếu được trong công tác thiết kế, xây dựng và vận hành, quản lý mạng Qua quá trình tìm hiểu về định tuyến từ sách báo và internet, bài tập lớn của chúng em đưa ra các vấn đề: - Định tuyến - Phương pháp định tuyến (các loại định tuyến) - Thuật toán định tuyến và ví dụ - Giao thức định tuyến ứng dụng các thuật toán Bài tập lớn của chúng em còn nhiều thiếu sót, rất mong được sự chỉ bảo của... người ta sử dụng 2 thuật toán: prime và kruskal 3.3.2 Định tuyến động (shortest path tree): Bài toán tìm các đường đi ngắn nhất là một bài toán khá quan trọng trong quá trình thiết kế và phân tích mạng Hầu hết các bài toán định tuyến có thể giải quyết như giải quyết bài toán tìm đường đi ngắn nhất khi một "độ dài " thích hợp được gắn vào mỗi cạnh (hoặc cung) trong mạng Trong khi các thuật toán thiết kế... là hai giao thức định tuyến: RIP (tìm đường đi ngắn nhất) và OSPF (tìm 20 đường đi tối ưu nhất), ngoài ra người ta còn phát triển thêm giao thức EIGRP là giao thức định tuyến lai giữa hai giao thức trên để lợi dụng ưu điểm của mỗi loại giao thức Hình : Phân loại các giao thức định tuyến 5.1 Giao thức định tuyến RIP (Routing Information Protocol): Giao thức định tuyến RIP là giao thức định tuyến “distance... trị mạng tối ưu hơn bằng cách phân vùng tự trị cho các vùng lân cận nhau Mỗi vùng tự trị là một AS: Hình : Ưu điểm của phân vùng tự trị (AS) Mỗi AS chạy một định tuyến EIGRP chung và chỉ định tuyến trong AS đó, muốn định tuyến dữ liệu sang mạng khác thì các nút mạng phải định tuyến tĩnh tới nút mạng biên (Gateway) Ở đây, ta lại thấy định tuyến tĩnh cũng có chức năng đặc biệt trong mạng Hai giao thức. .. bảng định tuyến cho nhau để cập nhật dữ liệu về đường đi tới các mạng đích và duy trì kết nối Giao thức này sử dụng thuật toán Bellman-Ford so sánh giá của các liên kết để xây dựng nên bảng định tuyến và định tuyến gói tin Ví dụ trên nút mạng R1 ta sử dụng chương trình theo dõi bản tin cập nhật dữ liệu bảng định tuyến, sau mỗi thời gian nhất định nút mạng gửi yêu cầu nút mạng khác gửi thông tin định tuyến. .. bằng cách thay mỗi cạnh bằng hai cung có cùng độ dài Ban đầu giả sử rằng lij là dương hoàn toàn; sau đó giả thiết này có thể được thay đổi Loại định tuyến này được dùng thông dụng với các thuật toán được dùng: dijkstra, bellman ford 4 Các thuật toán dùng để định tuyến: 4.1 Thuật toán Prim: Thuật toán này có những ưu điểm riêng biệt là khi mạng dày đặc ,trong việc xem xét một bài toán tìm kiếm các cây... giao thức EIGRP tăng dung lượng của mạng hơn hẳn so với giao thức định tuyến RIP Đồng thời, giá của mỗi liên kết được tính toán dựa vào bốn thông số: băng thông, trễ, độ tin cậy và tải Dựa vào bốn thông số này, mỗi thông tin định tuyến trong đường đi được tính toán tối ưu, đảm bảo cho các gói tin trong mạng luôn được truyền đi với độ tin cậy cao nhất Ngoài ra, giao thức OSPF còn giúp người quản trị mạng. .. trình mà trong đó giao thức định tuyến tìm ra đường tốt nhất trong mạng và duy trì chúng Có rất nhiều cách để xây dựng lên bảng định tuyến một cách động Nhưng tất cả đều thực hiện theo quy tắc sau: nó sẽ khám tất cả các tuyến đường đến đích có thể và thực hiện một số quy tắc được định trước để xác định ra đường tốt nhất đến đích Ưu điểm của dynamic routing là đơn giản trong việc cấu hình và tự động