NGHIÊN cứu các kỹ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRÊN nền IP vx4 ( có code)

NGHIÊN cứu các kỹ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRÊN nền IP vx4 ( có code)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRÊN NỀN IP Vx4 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .VIII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU X DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT XI LỜI MỞ ĐẦU XII CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ IP .1 1.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH .1 1.2 TỔNG QUAN VỀ IP 1.2.1 Giao thức connectionless 1.2.2 Giao thức Internet (IP) .3 1.3 ĐỊA CHỈ IP 1.3.1 Cấu trúc địa IPv4 1.3.2 Phân lớp địa IPv4 .5 1.3.3 Phân loại địa IPv4 1.3.4 Subnet mask prefix length địa IP .7 1.3.5 Prefix length CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN .9 2.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỊNH TUYẾN .9 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Metric 2.1.3 Adminstrative Distance (AD) 2.1.4 Sự hội tụ 2.1.5 AS 10 2.2 PHÂN LOẠI CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN 10 2.2.1 Định tuyến tĩnh 10 2.2.2 Định tuyến động 10 2.3 GIAO THỨC BGP 11 CHƯƠNG CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NỘI VÙNG 13 3.1 GIAO THỨC RIP 13 3.1.1 Các đặc điểm .13 3.1.2 Các timer phương thức hoạt động timer .14 3.1.3 Các quy tắc chống loop 14 3.1.4 Các phiên RIP 15 3.1.5 Định dạng gói tin RIPv1 15 3.1.6 Định dạng gói tin RIPv2 16 3.2 GIAO THỨC OSPF 17 3.2.1 Các đặc điểm .17 3.2.2 Chọn router – id 17 3.2.3 Thiết lập quan hệ láng giềng 18 3.2.4 Trao đổi thông tin 20 3.2.5 Tính toán xây dựng bảng định tuyến 22 3.2.6 Cấu trúc OSPF header 22 3.2.7 Cấu trúc loại gói tin OSPF 24 3.3 GIAO THỨC EIGRP 27 3.3.1 Các đặc điểm .27 3.4 THIẾT LẬP QUAN HỆ LÁNG GIỀNG 28 3.5 TRAO ĐỔI THÔNG TIN ĐỊNH TUYẾN 29 3.6 TÍNH TỐN METRIC 30 3.7 CÂN BẰNG TẢI 31 3.8 CẤU TRÚC GÓI TIN EIGRP .31 CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 34 4.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GIAO THỨC RIP 34 4.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GIAO THỨC OSPF 36 4.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GIAO THỨC EIGRP .38 4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ QUA CÁC THÔNG SỐ .40 4.4.1 Thời gian định kỳ gửi gói tin 40 4.4.2 Địa đích đến gói tin .40 4.4.3 Protocol id 41 CHƯƠNG TỔNG KẾT 42 5.1 RIP 42 5.1.1 Ưu điểm 42 5.1.2 Nhược điểm .42 5.2 OSPF 42 5.3 EIGRP 43 5.3.1 Ưu điểm 43 5.3.2 Nhược điểm .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC A 45 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ HÌNH 1-1: MƠ HÌNH TCP/IP VÀ OSI HÌNH 1-2: IP HE HÌNH 1-3: IP ADDRESS FORMAT HÌNH 1-4: CÁC LỚP ĐỊA CHỈ IP YHÌNH 2-1: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN 11 HÌNH 3-1: DISTANCE - VECTOR ROUTING 13 YHÌNH 3-2: RIPV1 HEADER FORMAT .15 HÌNH 3-3: RIPV2 HEADER FORMAT 16 YHÌNH 3-4: AREA - ID 19 HÌNH 3-5: SERIAL POINT - TO - POINT LINK 20 HÌNH 3-6: MULTIACCESS LIN HÌNH 3-7: OSPF PACKET FORMAT 22 HÌNH 3-8: CẤU TRÚC TRƯỜNG AUTHENTICATION 23 YHÌNH 3-9: OSPF HELLO PACKET 24 HÌNH 3-10: OSPF DATABASE DESCRIPTION PACKET .25 YHÌNH 3-11: OSPF LINK STATE REQUEST PACKET 26 HÌNH 3-12: OSPF LINK STATE UPDATE PACKET 26 HÌNH 3-13: OSPF LINK STATE ACKNOWLEDGEMENT PACKET 27 HÌNH 3-14: EIGRP PACKET FORMA HÌNH 3-15: TLV FORMAT .33 HÌNH 4-1: SƠ ĐỒ MẠNG MÔ PHỎNG GIAO THỨC RIP 34 YHÌNH 4-2: KẾT QUẢ BẮT GĨI TIN RIPV1 34 HÌNH 4-3: KẾT QUẢ CẤU HÌNH RIPV2 TRÊN ROUTER .35 YHÌNH 4-4: KẾT QUẢ PING KIỂM TRA 35 HÌNH 4-5: KẾT QUẢ BẮT GÓI TIN RIPV2 .36 HÌNH 4-6: SƠ ĐỒ MẠNG MƠ PHỎNG GIAO THỨC OSPF 36 HÌNH 4-7: KẾT QUẢ CẤU HÌNH OSPF TRÊN ROUTE HÌNH 4-8: KẾT QUẢ BẮT GÓI TIN OSPF 37 HÌNH 4-9: SƠ ĐỒ MẠNG MƠ PHỎNG GIAO THỨC EIGRP 38 YHÌNH 4-10: KẾT QUẢ CẤU HÌNH EIGRP TRÊN ROUTER .38 HÌNH 4-11: BẢNG TOPOLOGY TRÊN ROUTER .39 YHÌNH 4-12: KẾT QUẢ BẮT GÓI TIN EIGRP 39 HÌNH 4-13: BIỂU ĐỒ THỜI GIAN ĐỊNH KỲ GỬI GÓI TIN 40 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU BẢNG 1-1: PRIVATE IP ADDRESS YBẢNG 1-2: PUBLIC IP ADDRESS BẢNG 4-1: THỜI GIAN ĐỊNH KỲ ROUTER GỬI GÓI TIN BẢNG 4-2: ĐỊA CHỈ ĐÍCH ĐẾN CỦA CÁC GĨI TIN 41 BẢNG 4-3: PROTOCOL ID 41 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AD Adminstrative Distance AD Advertised Distance AS Autonomous System BDR Backup Designated Router BGP Border Gateway Protocol DR Designated Router DUAL Diffusing Update Algorithm EGP Exterior Gateway Protocol EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol FD Feasible Distance IANA Internet Assigned Numbers Authority IGP Interior Gateway Protocol IGRP Interior Gateway Routing Protocol IP Internet Protocol ISP Internet Service Provider LAN Local Area Network LSA Link State Advertisement LSU Link State Update OSI Open System Interconnection OSPF Open Shortest Path First QoS Quality of Service RFC Request For Comments RIP Routing Information Protocol TCP Tranmission Control Protocol UDP User Datagram Protocol VLSM Variable Length Subnet Mas LỜI MỞ ĐẦU Trao đổi thông tin trở thành nhu cầu tất yếu xã hội, xã hội phát triển nhu cầu tăng lên Và để đáp ứng nhu cầu trao đổi thơng tin Internet đời ngày khẳng định vị trí khơng thể thiếu lĩnh vực Nhưng Internet môi trường vô rộng lớn để đảm bảo truyền tải liệu cách hiệu khơng phải việc dễ dàng Dữ liệu cần trao đổi qua mạng chứa gói tin, phương pháp giúp tìm đường tối ưu mạng cho gói tin đến đích gọi phương pháp định tuyến Có nhiều phương pháp định tuyến sử dụng, phương pháp lại có đặc điểm riêng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật khác Đề tài luận văn nghiên cứu phương pháp định tuyến tảng giao thức Internet với phiên IPv4 phổ biến giới Bài luận văn chia thành chương: Chương 1: Tổng quan mạng máy tính IP Chương giới thiệu khái niệm mạng máy tính giao thức Internet Chương 2: Tổng quan định tuyến Chương giới thiệu khái niệm thuộc định tuyến phân loại giao thức định tuyến Chương 3: Các giao thức định tuyến nội vùng Chương giới thiệu đặc điểm cách thức hoạt động giao thức định tuyến nội vùng phổ biến RIP, OSPF, EIGRP Chương 4: Mô đánh giá kết Chương trình bày kết mơ giao thức (RIP, OSPF, EIGRP) phần mềm, đặc điểm giao thức đánh qua việc khảo sát gói tin Chương 5: Tổng kết Chương tổng kết ưu điểm nhược điểm giao thức Tuy cố gắng khả hạn chế nên thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi Rất mong nhận ý kiến đóng góp từ Quý Thầy/Cơ để đề tài hồn thiện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 1/47 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ IP 1.1 Tổng quan mạng máy tính Mạng tập hợp hệ thống thiết bị truyền liệu (máy tính, server…) kết nối để truyền thông với Trong mạng có nhiều loại liệu khác từ ứng dụng khác truyền tải Các thành phần mạng: - Router Switch Các PC đầu cuối Các kết nối Một số đặc điểm kỹ thuật mạng máy tính: - Topology (sơ đồ mạng): phải phù hợp với quy mơ mạng có khả cải - tạo, mở rộng Reliability (độ tin cậy): truyền liệu qua mạng cần phải hạn chế lỗi có thể, độ tin cậy đảm bảo tin cậy chất lượng liệu truyền qua - mạng Speed (tốc độ): cho biết tốc độ nhanh hay chậm hoạt động truyền - liệu mạng, đo đơn vị bps (bits per second) Availability (độ sẵn sàng): cho biết tính liên tục việc đảm bảo truy - nhập truyền liệu qua mạng Security (tính bảo mật) Cost (chi phí): chi phí để triển khai vận hành hệ thống mạng Chi phí chi phí mua lắp đặt thiết bị, chi phí nâng cấp, chi phí bảo trì, chi phí cho việc quản trị, vận hành… Ngày nay, hoạt động truyền liệu host mang tính chuẩn hóa cao theo mơ hình Và hai mơ hình phân lớp tiếng, phổ biến sử dụng mơ hình TCP/IP mơ hình OSI Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 31/47 - Opcode = 7: PROBE - Opcode = 8: ACK - Opcode = 10: SIAQUERY - Opcode = 11: SIAREPLY Checksum: trường chứa giá trị cho mục đích tổng kiểm tra tồn nội dung gói tin Nếu kiểm tra khơng thành cơng gói tin bị loại bỏ Flags: trường chứa giá trị xác định phương pháp đặc biệt để xử lý gói tin, có bốn loại: - INIT – Flag (0x01): Initial - CR – Flag (0x02): Conditionally Received - RS – Flag (0x04): Restart - EOT – Flag (0x08): End of Table Sequence number: trường chứa số thứ tự 32 bit đánh gói tin với router gửi gói tin Nếu giá trị không xác nhận Acknowledgment number: trường chứa số thứ tự 32 bit xác nhận nhận gói tin Nếu giá trị không xác nhận Giá trị khác xuất gói tin địa unicast Autonomous system number: trường chứa giá trị AS giao thức EIGRP Được sử dụng gián tiếp để xác thực Các router nhận chấp nhận gói tin từ láng giềng có thơng số AS Phạm vi giá trị từ đên 65535 TLV (Type, Length, Value) trường liệu theo sau EIGRP header Trường Type xác định loại TLV qua octec, trường Length cho biết chiều dài TLV qua octec cuối trường Value có chiều dài thay đổi tùy thuộc vào loại TLV Các TLV xuất gói tin theo thức tự khơng có phuộc thuộc lẫn chúng Hình 3-15: TLV format - Type high: octec xác định phân loại giao thức: Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 32/47 - + 0x00: General, version: 1.2 + 0x01: IPv4, version: 1.2 + 0x04: IPv6, version: 1.2 + 0x05: SAF, version: 3.0 + 0x06: Multiprotocol, version: 2.0 Type low: octec xác định opcode TLV Length: cho biết độ dài TLV Value: trường chứa nhiều octec tùy thuộc vào loại TLV CHƯƠNG MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 1.15 Kết mô giao thức RIP Sơ đồ mạng mô giao thức RIPv1 RIPv2 với nhiều loopback khác Hình 4-1: Sơ đồ mạng mơ giao thức RIP Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 33/47 Các gói tin trao đổi giao thức RIPv1 có đặc trưng như: - Hai loại gói tin request response Địa broadcast 255.255.255.255 Hình 4-2: kết bắt gói tin RIPv1 Vì giao thức classless nên RIPv2 hoạt động bình thường sơ đồ mạng có nhiều subnet thuộc lớp mạng dùng nhiều prefix – length khác (VLSM) bị gián đoạn lớp mạng khác link kết nối hai router Còn RIPv1 giao thức classful nên khơng thể hoạt động với sơ đồ Hình 4-3: Kết cấu hình RIPv2 router Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 34/47 Sau cấu hình hai router chạy giao thức RIPv2 kiểm tra bảng định tuyến, tiến hành ping từ router R2 đến loopback router R1 để kiểm tra thơng mạng Hình 4-4: Kết ping kiểm tra Các gói tin trao đổi giao thức RIPv2 có đặc trưng như: - Hai loại gói tin request response Địa multicast 224.0.0.9 Hình 4-5: Kết bắt gói tin RIPv2 1.16 Kết mơ giao thức OSPF Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 35/47 Sơ đồ mạng mô giao thức OSPF với hai loại link serial point – to – point link multiaccess link Hình 4-6: Sơ đồ mạng mơ giao thức OSPF Sau cấu hình, kiểm tra bảng neighbor R1 thấy kết bầu chọn DR BDR multi-access link, serial point – to – point link khơng diễn trình bầu chọn Hình 4-7: Kết cấu hình OSPF router Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 36/47 Các gói tin giao thức OSPF khảo sát multi-access link có đặc trưng như: - Các loại gói tin hello, database description, link state request, link sate - update, link state acknowledge Địa multicast 224.0.0.5 224.0.0.6 Hình 4-8: Kết bắt gói tin OSPF 1.17 Kết mô giao thức EIGRP Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 37/47 Hình 4-9: Sơ đồ mạng mơ giao thức EIGRP Sau cấu hình cho tất router chạy EIGRP, xem mối quan hệ láng giềng router giao thức EIGRP qua bảng EIGRP neighbor kết định tuyến qua bảng định tuyến Các route mà router học từ EIGRP có ký hiệu D Hình 4-10: kết cấu hình EIGRP router Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 38/47 Khảo sát route mà router lưu trữ lại để dự phòng giao thức EIGRP qua bảng EIGRP topology Hình 4-11: Bảng topology router Các gói tin giao thức EIGRP có đặc trưng như: - Các loại gói tin hello update Địa multicast 224.0.0.10 Hình 4-12: Kết bắt gói tin EIGRP Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 39/47 1.18 Đánh giá kết qua thơng số 1.1.29 Thời gian định kỳ gửi gói tin Thông số thời gian định kỳ để router gửi gói tin cho láng giềng thơng số phản ánh nét đặc trưng giao thức Số liệu thu thập mạng hội tụ ổn định Bảng 4-1: Thời gian định kỳ router gửi gói tin (s) RIP T1 27.66535 T2 28.5693 T3 29.43702 T4 26.33994 T5 27.5859 OSPF 10.00188 10.01166 9.988289 10.014 9.979725 EIGRP 4.701491 4.602654 4.501998 4.551125 4.675052 Hình 4-13: Biểu đồ thời gian định kỳ gửi gói tin 1.1.30 Địa đích đến gói tin Một nét đặc trưng để nhận dạng giao thức thơng qua địa đích đến gói tin Có thể địa multicast hay broadcast Bảng 4-2: Địa đích đến gói tin Địa đích gói tin Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 40/47 RIP 255.255.255.255 (RIPv1) 224.0.0.9 (RIPv2) OSPF 224.0.0.5 224.0.0.6 IP address láng giềng 224.0.0.10 EIGRP IP address láng giềng 1.1.31 Protocol id Mỗi giao thức sở hữu protocol id riêng, giá trị nằm trường protocol IP header Bảng 4-3: Protocol id RIP OSPF EIGRP CHƯƠNG 1.19 Protocol id 17 89 88 TỔNG KẾT RIP 1.1.32 Ưu điểm Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 41/47 Ra đời sớm (1988) nên giao thức RIP nhiều hạn chế, ưu điểm nằm việc thao tác cấu hình đơn giản 1.1.33 Nhược điểm Do sử dụng giá trị hop count nhỏ (tối đa 15) nên giao thức RIP sử dụng cho mạng có quy mơ vừa nhỏ, với cấu trúc đơn giản Việc gửi toàn bảng định tuyến gói tin trao đổi với láng giềng làm ảnh hưởng đến băng thông hệ thống Giao thức RIPv1 khơng thể hoạt động bình thường sơ đồ mạng gián đoạn sơ đồ có subnet thuộc major network sử dụng nhiều prefix – length (VLMS) Vì RIP sở hữu số timer quy tắc chống loop hoạt động nên việc làm cho tốc độ hội tụ giao thức không cao 1.20 OSPF Do chất giao thức link state, OSPF thu thập thông tin trạng thái đường link từ láng giềng tự xây dựng bảng định tuyến riêng cho mình, khơng tin tưởng tuyệt đối vào láng giềng chịu ảnh hưởng loại giao thức distance – vector Do cách thức hoạt động OSPF có phân chia theo vùng (area) nên có thay đổi vùng, cập nhật lan truyền vùng mà không ảnh hưởng đến vùng khác Hoạt động nhiều sản phẩm đến từ hãng sản xuất khác Có khả hội tụ nhanh sử dụng cho mạng có quy mơ lớn, khơng xảy loop routing Hỗ trợ VLSM 1.21 EIGRP 1.1.34 Ưu điểm Có thể sử dụng cho mạng có quy mơ từ vừa đến lớn Có khả cân tải giúp tận dụng tốt đường truyền Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 42/47 Có khả hội tụ nhanh router mạng lúc chạy thuật toán DUAL thực đồng lúc xảy thay đổi Bảo tồn băng thơng: router EIGRP gửi tồn bảng định tuyến lần sau thiết lập quan hệ, sau hội tụ, router EIGRP giữ liên lạc thơng qua gói tin hello nhỏ gửi phần thông tin định tuyến cho láng giềng cần EIGRP tận dụng băng thông hiệu Hỗ trợ VLMS hỗ trợ xác thực 1.1.35 Nhược điểm Tuy sở hữu nhiều ưu điểm EIGRP lại giao thức độc quyền Cisco nên chạy thiết bị Cisco, làm cho việc mở rộng thay thiết bị đến từ hãng khác bị hạn chế TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Trung tâm tin học Vnpro, “Hướng dẫn học CCNA Routing & Switching”, Nhà xuất Thông tin truyền thông [2] http://www.vnpro.vn/thu-vien/so-luoc-ve-giao-thuc-dinh-tuyen-bgp-2061.html [3] https://vi.wikipedia.org/ Tiếng Anh: Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 43/47 [4] Behrouz A Forouzan, Data communications and networking, Mc Graw Hill, Fourth Edition [5] https://www.cisco.com/ [6] https://tools.ietf.org/html/rfc2453 [7] https://tools.ietf.org/html/rfc2328 [8] https://tools.ietf.org/html/rfc7868 [9] https://tools.ietf.org/html/rfc1105 Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 44/47 PHỤ LỤC A Cấu hình router Router>enable Router#configure terminal Router(config)#interface [ ] Router(config)#interface loopback [ ] Router(config-if)#ip address [ ] [ ] Router(config-if)#no shutdown Router(config-if)#exit Cấu hình RIP Router(config)#router rip Router(config-router)#version Router(config-router)#version Router(config-router)#network [ ] Cấu hình OSPF Router(config)#router ospf [ ] Router(config-router)#network [ ] [ ] area [ ] Cấu hình EIGRP Router(config)#router eigrp [ ] Router(config-router)#no auto-summary Router(config-router)#network [ ] Kiểm tra kết cấu hình Router#debug ip rip Router#show ip route rip Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 45/47 Router#show ip ospf neighbor Router#show ip route ospf Router# show ip eigrp neighbor Router# show ip eigrp topology Router#show ip route eigrp Router#ping [ ] Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ... router có khả hội tụ Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 10/47 Các giao thức định tuyến động phân loại thành hai nhóm: - Giao thức định tuyến nội vùng (IGP): giao thức định. .. thời hạn cập nhật định kỳ 1.1.18 Các phiên RIP Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 14/47 Giao thức RIP có hai phiên RIP version RIP version 2, chúng giống cách thức hoạt... việc peer Được gửi định kỳ 60s CHƯƠNG CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NỘI VÙNG Nghiên cứu kỹ thuật định tuyến IP Vx4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 12/47 1.7 Giao thức RIP 1.1.15 Các đặc điểm RIP giao thức dạng