Tìm hiểu định tuyến EIGRP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Công nghệ thông tin Truyền thông ====o0o==== BÁO CÁO Môn: MẠNG MÁY TÍNH Đề tài : Tìm hiểu giao thức định tuyến EIGRP Giảng viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Đức Toàn Mã học phần : IT3080 Mã lớp : 104398 Nhóm sinh viên thực : Nguyễn Văn Điền Nguyễn Viết Tiến Nguyễn Trung Cương Nguyễn Tất Lai Nguyễn Như Hiếu Mạng máy tính MỤC LỤC Lời nói đầu Chương Giao thức định tuyến 1.1 Khái niệm giao thức định tuyến 1.2 Phân loại giao thức định tuyến 1.2.1 Định tuyến tĩnh 1.2.2 Định tuyến động Chương Giao thức định tuyến EIGRP 2.1 Giới thiệu giao thức định tuyến EIGRP 2.2 Đặc tính ưu điểm EIGRP 2.2.1 Hội tụ nhanh: 2.2.2 Hỗ trợ giao thức VLSM CIDR: 2.2.3 Hỗ trợ thay đổi phần: 2.2.4 Hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng: 2.3 Các kĩ thuật EIGRP 2.3.1 Phát phục hồi định tuyến láng giềng 2.3.2 Giao thức chuyển đổi xác thực 10 2.3.3 Máy hạn chế trạng thái 11 2.3.4 Moduales riêng biệt theo giao thức 11 2.4 Các bảng liệu EIGRP 12 2.4.1 Bảng láng giềng 12 2.4.2 Bảng cấu trúc mạng 12 2.4.3 Bảng định tuyến 13 2.5 Các gói liệu EIGRP 14 2.5.1 Gói Hello 14 2.5.2 Gói cập nhật 14 2.5.3 Gói yêu cầu 14 2.5.4 Gói đáp ứng 14 2.5.5 Gói báo nhận 15 Chương Thuật toán DUAL 16 KẾT LUẬN 18 Tài liệu tham khảo 19 Nhóm 17 Mạng máy tính Lời nói đầu Với phát triển xã hội, phong trào cách mạng 4.0 dần phổ biến giới nói chung Việt Nam nói riêng Sự phát triển kèm theo Internet ngày phải tăng trưởng quy mô công nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN,… Và đặc biệt lưu lượng thơng tin Internet tăng đáng kể Chính lý vấn đề định tuyến trở lên quan trọng hết Trong việc thiết kế mạng lựa chọn giao thức định tuyến cho phù hợp đặc biệt quan trọng Hiện CISCO nhà cung cấp thiết bị mạng hàng đầu giới Ở Việt Nam thiết bị sử dụng phổ biến hệ thống mạng Giao thức định tuyến EIGRP CISCO phát triển độc quyền dựa giao thức định tuyến IGRP nhằm nâng cao tính hiệu cho q trình định tuyến router họ Nhân đây, chúng em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Đức Tồn giúp đỡ nhóm tận tình, giúp nhóm hồn thành đề tài mà giao phó Nhóm 17 Mạng máy tính Chương Giao thức định tuyến 1.1 Khái niệm giao thức định tuyến Để gửi liệu mạng máy tính cần có đường truyền liệu, thuật ngữ định tuyến lựa chọn đường truyền liệu mạng Định tuyến hướng, di chuyển gói tin, gói liệu đánh địa từ nguồn chúng, hướng đến địa đích thơng qua nút trung gian, thiết bị phần cứng để thực việc gọi router tức định tuyến Tiến trình định tuyến thường hướng dựa vào bảng định tuyến, bảng chứa đường tốt đến đích khác mạng Vì việc xây dựng bảng định tuyến, tổ chức nhớ router trở nên quan trọng cho việc định tuyến hiệu Các mạng nhỏ có bảng định tuyến cấu hình thủ cơng, mạng lớn có cấu trúc phức tạp thay đổi liên tục, cấu hình bảng định tuyến gần khơng thể cần có giao thức định tuyến thực chức năng: chọn đường dẫn tốt cho gói tin, cung cấp tiến trình để chia sẻ thông tin định tuyến, cho phép router liên lạc với router khác để liên tục cập nhật trì bảng định tuyến có thay đổi hay vấn đề xảy cách tự động Định tuyến động giải vấn đề tắc ngẵn việc xây dựng bảng định tuyến cách tự động, dựa vào thông tin giao thức định tuyến cung cấp, cho phép mạng hành động gần tự trị việc ngăn chặn mạng bị lỗi nghẽn 1.2 Phân loại giao thức định tuyến 1.2.1 Định tuyến tĩnh Đối với định tuyến tĩnh, thông tin đường phải người quản trị mạng tự cấu hình nhập cho router Khi cấu trúc mạng có thay đổi, hay vấn đề người quản trị mạng phải xóa thêm thơng tin cập nhật đường cho router Những loại đường gọi đường cố định Đối với hệ thơng mạng lớn cơng việc bảo trì bảng định tuyến cho router theo định tuyến tĩnh tốn nhiều thời gian công sức Đối với mạng nhỏ, có thay đổi hay vấn đề Nhóm 17 Mạng máy tính cơng việc dễ dàng hơn, thường người ta sử dụng định tuyến động định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị mạng phải cấu hình thơng tin đường cho router nên thiếu tính linnh hoạt Trong hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thường sử dụng kết hợp với định tuyến động cho mục đích đặc biệt 1.2.2 Định tuyến động Đối với định tuyến động Router tự cập nhật bảng định tuyến từ router khác, chúng chia sẻ liệu định tuyến với từ router tự động thay đổi thơng tin bảng định tuyến với việc lựa chọn đường tốt tới mạng Định tuyến động tự động cấu hình lại tìm tuyến đường thay có thay đổi từ mạng Định tuyến động chiếm ưu Internet, nhiên việc cấu hình thức định tuyến thường đòi hỏi nhiều kinh nghiệm Định tuyến động chia làm loại sau: • Giao thức định tuyển cổng nội (IGP)  Định tuyến theo vector khoảng cách: RIP, IGRP  Định tuyến trạng thái đường liên kết: OSPF • Giao thức định tuyến cổng ngoại (EGP): BGP 1.Sơ đồ phân loại giao thức định tuyến Nhóm 17 Mạng máy tính 1.2.2.1 Định tuyến theo vector khoảng cách Thuật toán vector khoảng cách so sánh xác đường nhằm tìm đường tốt tới địa đích cho Thuật tốn cung cấp thông tin cụ thể cấu trúc đường mạng hồn tồn khơng nhận biết router đường Các router theo vector khoảng cách thực gửi toàn phần bảng định tuyến gửi cho router kết nối trực tiếp với Vì thơng tin bảng định tuyến ngắn gọn, cho biết tương ứng với mạng đích cổng router, router có địa IP bao nhiêu, thông số định tuyến đường Do đó, router định tuyến theo vector khoảng cách đường cách cụ thể, router trung gian đường cấu trúc kết nối chúng Router định tuyến theo vector khoảng cách thực cập nhật thông tin định tuyến theo định kì, có cố xảy router nhận biết thay đổi cập nhật lại bảng định tuyến trước chuyển bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng Các router láng giềng nhận thông tin, cập nhật vào bảng định tuyến đến hết nên thời gian hội tụ chậm Giao thức định tuyến RIP giao thức định tuyến sử dụng thuật toán vector khoảng cách để tìm đường 1.2.2.2 Định tuyến theo theo trạng thái đường liên kết Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết, hay gọi thuật tốn chọn đường ngắn nhất, thuật toán lưu giữ sở liệu phức tạp thông tin cấu trúc mạng có đầy đủ thơng tin router đường cấu trúc kết nối chúng Giao thức định tuyến OSPF giao thức định tuyến sử dụng thuật toán OSPF có nhiều ưu điểm mà giao thức RIP hay IGRP ( sử dụng định tuyến theo vector khoảng cách) khơng có Giao thức phát thơng tin đường cho router để router mạng có nhìn đầy đủ cấu trúc hệ thống mạng Hoạt động cập nhật thực có kiện thay đổi, khơng cập nhật định kì, băng thơng sử dụng hiệu mạng hội tụ nhanh Ngay có thay đổi trạng thái liên kết thơng tin phát cho tất router mạng Nhóm 17 Mạng máy tính Giao thức định tuyến trạng thái liên kết thu thập thông tin đường từ tất router khác hệ thống mạng hay vùng xác định Khi tất thông tin thu thập đầy đủ sau router tự tính tốn để chọn đường tốt cho đến mạng đích hệ thống Như router có nhìn riêng đầy đủ hệ thống mạng chúng khơng truyền thông tin sai lệch mà chúng nhận từ router láng giềng Sau bảng so sánh định tuyến vector khoảng cách trạng thái liên kết: Định tuyến Vector khoảng cách Định tuyến trạng thái liên kết ( Distance Vector) (Link State) • Copy bảng định tuyến cho router láng • Sử dụng đường ngắn nhất, có hỗ trợ VLSM CIDR giềng • Chỉ cập nhật có kiện xảy • Cập nhật định kỳ  Tốn nhiều băng thơng  Tốn băng thơng so với định tuyến vector khoảng cách • Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo • Gửi gói thơng tin trạng thái chi phối router láng giềng đường liên kết cho tất router • Hội tụ chậm mạng • Dễ bị vòng lặp  Mỗi router có nhìn đầy đủ • Dễ cấu hình, dễ quản trị cấu trúc mạng • Hội tụ nhanh • Khơng bị vòng lặp • Nhưng cấu hình phức tạp • Đòi hỏi phải có nhiều nhớ, lượng xử lý so với định tuyến theo khoảng cách Bảng so sánh Nhóm 17 Mạng máy tính Chương Giao thức định tuyến EIGRP 2.1 Giới thiệu giao thức định tuyến EIGRP Giao thức định tuyến EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) giao thức định tuyến độc quyền Cisco phát triển từ giao thức định tuyến IGRP Giao thức EIGRP gọi giao thức ghép lai kết hợp ưu điểm giao thức định tuyến vector khoảng cách giao thức định tuyến tìm trạng thái đường liên kết Không giống IGRP giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ, EIGRP hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa (CIDR) cho phép người thiết kế mạng tối ưu không gian sử dụng địa kĩ thuật VLSM So với IGRP, EIGRP có thời gian hội tụ nhanh, khả mở rộng tốt khả chống vòng lặp cao EIGRP giao thức định tuyến nâng cao dựa đặc điểm giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Những ưu điểm tốt OSPF thông tin cập nhật phần, phát router láng giềng đưa vào EIGRP Tuy nhiên, cấu hình EIGRP dễ cấu hình OSPF 2.2 Đặc tính ưu điểm EIGRP EIGRP giao thức độc quyền Cisco, kết hợp ưu điểm họ giao thức trạng thái đường liên kết vector khoảng cách Về chất giao thức định tuyến theo vector khoảng cách nâng cao cập nhật bảo trì thơng tin láng giềng thơng tin định tuyến làm việc giống giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết 2.2.1 Hội tụ nhanh: Vì EIGRP sử dụng thuật tốn DUAL, thuật tốn đảm bảo hoạt động khơng bị lặp vòng tính toán đường đi, cho phép router hệ thống mạng thực đồng lúc xảy cố, tồn tuyến đường không phù hợp yêu cầu láng giềng để học tuyến mới, yêu cầu truyền rộng khắp tìm tuyến đường khác Nhóm 17 Mạng máy tính 2.2.2 Hỗ trợ giao thức VLSM CIDR: Không giống IGRP, EIGRP giao thức khơng phân lớp nên quảng bá subnetmark cho mạng đích , cấu trúc cho phép EIGRP hỗ trợ mạng không liên tục VLSM, ngồi router giảm gánh nặng nhờ sử dụng phương pháp CIDR 2.2.3 Hỗ trợ thay đổi phần: EIGRP không gửi cập nhật cách định kì, thay vào gửi cập nhật phần mạng có thay đổi, gói cập nhật chứa thơng tin thay đổi Việc truyền cập nhật giới hạn cách tự động, có router cần thông tin (các router bị ảnh hưởng bị thay đổi) cập nhật Cách hoạt động khác với giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết, cập nhật truyền tới tất router vùng giúp EIGRP sử dụng băng thông cách hiệu Các router EIGRP giữ liên lạc với gói hello nhỏ 2.2.4 Hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng: EIGRP hỗ trợ giao thức IP, IPX thông qua việc sử dụng module phụ thuộc giao thức giúp nâng cao hiệu làm việc độc lập cho giao thức lớp mạng, khơng can thiệp vào module mà không làm ảnh hưởng tới module khác 2.3 Các kĩ thuật EIGRP EIGRP có nhiều kĩ thuật để cải thiện hiệu hoạt động, tốc độ hội tụ chức so với IGRP cá giao thức định tuyến khác Các kĩ thuật tập chung thành loại sau: 2.3.1 Phát phục hồi định tuyến láng giềng Các router phát router hàng xóm liền kề với chúng cách gửi định kì gói hello Router định tuyến theo vector khoảng cách đơn giản không thiết lập mối quan hệ với láng giềng EIGRP chủ động thiết lập mối quan hệ với láng giềng chúng tương tự cách làm OSPF Nhóm 17 Mạng máy tính Q trình thiết lập mối quan hệ láng giềng EIGRP router sử dụng gói hello nhỏ để thực việt thiết lập mối quan hệ với láng giềng Mặc định hello gửi theo chu kì 5s router nhận gói hello từ láng giềng xem láng giềng sống đường hoạt đơng Bằng cách thiết lập mối quan hệ EIGRP thực việc sau: • Tự học đường chúng kết nối vào hệ thống mạng • Xác định router khơng kết nối khơng hoạt động • Phát hoạt động trở lại router 2.3.2 Giao thức chuyển đổi xác thực RTP(Reliable Transport Protocol): Là giao thức lớp vận chuyển, thực việc chuyển gói EIGRP cách tin cậy có thứ tự đến láng giềng Trong mạng IP, host sử dụng TCP để vận chuyển gói tin cách tin cậy Tuy nhiên, EIGRP giao thức độc lập với giao thức mạng, khơng dựa vào TCP/IP để thực trao đổi thông tin giống RIP, IGRP OSPF , để không phụ thuộc vào IP , EIGRP sử dụng 10 Nhóm 17 Mạng máy tính RTP làm giao thức vận chuyển riêng độc quyền để đảm bảo việc truyền định tuyến.Việc phân phát gói tin EIGRP cách có trật tự đảm bảo tới tất láng giềng EIGRP yêu cầu RTP cung cấp dịch vụ truyền tin cậy không tin cậy tùy theo trường hớp Ví dụ, gói hello truyền theo định kì cần phải nhỏ tốt nên chúng không cần phải dùng chế độ truyền tin cậy Ngược lại, việc truyền tin cậy thông tin định tuyến làm tăng tốc độ hội tụ EIGRP router khơng cần chờ hết hạn truyền lại 2.3.3 Máy hạn chế trạng thái DUAL finite state machine: Thành phần trung tâm EIGRP thuật tốn DUAL(Difusing Update Algoritm) máy tính tốn đường EIGRP Tên đầy đủ kĩ thuật DUAL finite-state machine FSM máy thuật tốn khơng phải thiết bị khí FSM định nghĩa tập hợp trạng thái trải qua, kiện gây trạng thái có kết Người thiết kế sử dụng FSM để lập trình cách làm thiết bị, chương trình máy tính hay thuật tốn định tuyến xử lý với tập hợp liệu đầu vào DUAL FSM chứa tất logic sử dụng để tính tốn so sánh đường mạng EIGRP DUAL lưu tất đường láng giềng thông báo qua Dựa vào để lựa chọn đường ngắn tới đích đảm bảo khơng lặp vòng EIGRP giữ thông tin quan trọng đường cấu trúc, cung cấp cho DUAL cần thiết có đường bị đứt DUAL tìm đường thay 2.3.4 Moduales riêng biệt theo giao thức PDMs (Protocol-dependent moduales) : Một ưu điểm bật EIGRP thiết kế thành phần riêng biệt theo giao thức Nhờ cấu trúc có khả mở rộng tương thích tốt Các giao thức định tuyến IP, IPX, đưa vào EIGRP thơng qua PDM EIGRP dễ dàng tương thức với định tuyến phiên chúng Ipv6 11 Nhóm 17 Mạng máy tính 2.4 Các bảng liệu EIGRP EIGRP hoạt động dựa bảng: • Bảng láng giềng • Bảng cấu trúc mạng • Bảng định tuyến 2.4.1 Bảng láng giềng Đây bảng quan trọng EIGRP Mỗi router lưu trữ bảng láng giềng danh sách router thân mật với Khi router phát thiết lập kết nối với láng giềng, ghi lại thơng tin láng giềng vào bảng Bảng láng giềng 2.4.2 Bảng cấu trúc mạng Liệt kê tất tuyến học tới mạng đích Cung cấp liệu để xây dựng lên bảng định tuyến DUAL lấy thông tin từ bảng bảng láng giềng để tính tốn Khi router phát láng giềng mới, gửi cập nhật tuyến mà biết tới hàng xóm nhận thông tin tương tự từ láng giềng Các thông tin cập nhật xây dựng lên bảng cấu trúc mạng Bảng cấu trúc mạng chứa metric bao gồm: • AD (administrative distance ) • FD (Feasible Distance): chi phí thấp đường đến mạng đích • FS (Feasible Successor): lưu trữ đường dự phòng • Thông tin cổng giao tiếp mà router dùng để đến mạng đích 12 Nhóm 17 Mạng máy tính Bảng cấu trúc mạng Bảng cấu trúc mạng lấy thông tin từ bảng láng giềng để xác định router đích ( Destination 1) nằm đâu tính tốn thơng số FD AD thơng qua router láng giềng 2.4.3 Bảng định tuyến Lưu trữ danh sách đường tốt đến mạng đích Những thông tin bảng định tuyến rút từ bảng cấu trúc mạng Từ thông tin bảng láng giềng bảng cấu trúc mạng DUAL chọn đường để đưa lên bảng định tuyến ( đường gọi successor) Bảng định tuyến 13 Nhóm 17 Mạng máy tính 2.5 Các gói liệu EIGRP 2.5.1 Gói Hello EIGRP dựa vào gói hello để phát hiện, kiểm tra tái phát router láng giềng Tái phát có nghĩa router EIGRP không nhận hello từ router láng giềng suốt khoảng thời gian lưu trữ sau router láng giềng lại tái lập lại thơng tin liên lạc Nếu router khơng nghe ngóng router láng giềng suốt khoảng thời gian lưu trức EIGRP xem láng giềng bị cố DUAL phải tính tốn lại bảng định tuyến Mặc định, khoảng thời gian lưu trữ gấp lần chu kì hello Các gói hello thường gửi theo chế độ khơng tin cậy có nghĩa khơng có báo nhận cho gói hello, khoảng thời gian gửi gói hello tự cấu hình 2.5.2 Gói cập nhật Update: chứa thơng tin thay đổi tuyến Gói cập nhật sử dụng router phát láng giềng Router EIGRP gửi gói cập nhật cho router láng giềng để xây dựng bảng cấu trúc mạng Có thể cần nhiều gói cập nhật truyền tải hết thơng tin cấu trúc mạng router láng giềng Mọi gói cập nhật gửi đảm bảo 2.5.3 Gói yêu cầu Query: Khi router thực tính tốn định tuyến khơng có feasible successor, gửi gói query tới láng giềng để xác định xem láng giềng có feasible successor tới đích hay khơng EIGRP router sử dụng gói u cầu nso cần thơng tin đặc biệt từ hay nhiều láng giềng 2.5.4 Gói đáp ứng Reply: Trả lời lại gói Query Nếu EIGRP router successor khơng tìm feasible successor để thay DUAL đặt đường đến mạng đích vào trạng thái active Sau router gửi multicast gói yêu cầu đến tất láng giềng để cố gắng tìm successor cho mạng 14 Nhóm 17 Mạng máy tính đích Router láng giềng phải trả lời gói đáp ứng để cung cấp thông tin cho biết khơng có thơng tin khác khả thi 2.5.5 Gói báo nhận ACK : xác nhận gói cập nhật, yêu cầu đáp ứng, chưa giá trị xác nhận khác khơng, gói hello truyền tin cậy EIGRP sử dụng gói báo nhận để xác nhận nhận gói EIGRP trình trao đổi tin cậy Giao thức vận chuyển tin cậy (RTP) cung cấp dịch vụ liên lạc tin cậy hai host EIGRP Gói báo nhận gói hello mà khơng có liệu Khơng giống hello gửi multicast, gói báo nhận gửi trực tiếp cho máy nhận Báo nhận kết hợp vào loại gói EIGRP khác gói trả lời 15 Nhóm 17 Mạng máy tính Chương Thuật toán DUAL EIGRP sử dụng giải thuật DUAL để quảng cáo router đến láng giềng chọn đường đến đích Thuật tốn DUAL phức tạp giúp cho EIGRP hội tụ nhanh Nguyên tắc chọn đường FEASIBLE SUCCESSOR Đường feasible successor đường dự phòng thay cho successor bị cố RD chi phí thơng báo láng giềng tới đích Phải nhỏ FD đường successor Nếu thỏa mãn => khơng có lặp Feasible thay successor cần thiết Nếu RD > FD => loại Router phải tính tốn cách thu thập thơng tin từ láng giềng( gói u cầu) Tất láng giềng phải gửi gói đáp ứng Router ghi nhận liệu vào cấu trúc mạng DUAL xác định đường successor feasible successor Ví dụ: Cho mạng sau: 16 Nhóm 17 Mạng máy tính Xây dựng bảng cấu trúc: * FD( Feasible Distance) chi phí thấp đường đến mạng đích * RD ( Reported Distance) chi phí thơng báo từ router láng giềng Destination FD RD Neighbor 130 30 B 135 35 C 140 40 D Router B chọn làm successor có FD =130 nhỏ Khi lựa chọn xong đường successor thơng tin bảng cấu trúc router B FD Tiến hành kiểm tra RD Neighbor lại có thỏa mãn RD < FD (130) hay không, ta thấy router C D thỏa mãn nên router C D chọn làm đường dự phòng ( Feasible successor) 17 Nhóm 17 Mạng máy tính KẾT LUẬN Trên nét giao thức định tuyến EIGRP Chúng ta nhận thấy, giao thức định tuyến có nhiều điểm vượt trội, có kết hợp ưu điểm giao thức định tuyến khác Trong tương lai hy vọng EIGRP tiếp tục cải tiến nâng cao thêm để hồn thiện 18 Nhóm 17 Mạng máy tính Tài liệu tham khảo [1] https://www.cisco.com/ Deploying EIGRP, IGRP 2208 [2] Alvaro Retana , Russ White, Don Slice EIGRP for IP: Basic Operation and Configuration [3] https://vi.wikipedia.org 19 Nhóm 17 ... lượng xử lý so với định tuyến theo khoảng cách Bảng so sánh Nhóm 17 Mạng máy tính Chương Giao thức định tuyến EIGRP 2.1 Giới thiệu giao thức định tuyến EIGRP Giao thức định tuyến EIGRP (Enhanced... dụng kết hợp với định tuyến động cho mục đích đặc biệt 1.2.2 Định tuyến động Đối với định tuyến động Router tự cập nhật bảng định tuyến từ router khác, chúng chia sẻ liệu định tuyến với từ router... Chương Giao thức định tuyến 1.1 Khái niệm giao thức định tuyến 1.2 Phân loại giao thức định tuyến 1.2.1 Định tuyến tĩnh 1.2.2 Định tuyến động