Tìm hiểu định tuyến EIGRP

Các mạng nhỏ có thể có các bảng định tuyến được cấu hình thủ công, còn những mạng lớn có cấu trúc phức tạp và thay đổi liên tục, cấu hình các bảng định tuyến gần như là không thể vì vậy

====o0o====

BÁO CÁO

Môn: MẠNG MÁY TÍNH

Đề tài : Tìm hiểu giao thức định tuyến EIGRP

Mã học phần : IT3080

Mã lớp : 104398 Nhóm sinh viên thực hiện :

1 Nguyễn Văn Điền

2 Nguyễn Viết Tiến

3 Nguyễn Trung Cương

4 Nguyễn Tất Lai

5 Nguyễn Như Hiếu

MỤC LỤC

Lời nói đầu 3

Chương 1 Giao thức định tuyến 4

1.1 Khái niệm về giao thức định tuyến 4

1.2 Phân loại giao thức định tuyến 4

1.2.1 Định tuyến tĩnh 4

1.2.2 Định tuyến động 5

Chương 2 Giao thức định tuyến EIGRP 8

2.1 Giới thiệu về giao thức định tuyến EIGRP 8

2.2 Đặc tính và ưu điểm của EIGRP 8

2.2.1 Hội tụ nhanh: 8

2.2.2 Hỗ trợ giao thức VLSM và CIDR: 9

2.2.3 Hỗ trợ thay đổi một phần: 9

2.2.4 Hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng: 9

2.3 Các kĩ thuật cơ bản của EIGRP 9

2.3.1 Phát hiện và phục hồi bộ định tuyến láng giềng 9

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 dữ liệu của 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 dữ liệu của 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 3 Thuật toán DUAL 16

KẾT LUẬN 18

Tài liệu tham khảo 19

Lời nói đầu

Với sự phát triển của xã hội, phong trào cách mạng 4.0 đang dần phổ biến trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Sự phát triển đó kèm theo Internet ngày càng phải tăng trưởng về quy mô cũng như công nghệ của nhiều loại mạng LAN, WAN,… Và đặc biệt lưu lượng thông tin trên Internet tăng đáng kể Chính vì lý do đó vấn đề về định tuyến trở lên quan trọng hơn bao giờ hết Trong việc thiết kế mạng và lựa chọn giao thức định tuyến sao cho phù hợp là đặc biệt quan trọng

Hiện nay CISCO là một trong những nhà cung cấp các thiết bị mạng hàng đầu trên thế giới Ở Việt Nam các thiết bị này đang được sử dụng phổ biến trong hệ thống mạng Giao thức định tuyến EIGRP được CISCO phát triển độc quyền dựa trên giao thức định tuyến IGRP nhằm nâng cao tính hiệu quả cho quá trình định tuyến trong các router của họ Nhân đây, chúng em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Đức Toàn đã giúp

đỡ nhóm tận tình, giúp nhóm hoàn thành đề tài mà đã được giao phó

Chương 1 Giao thức định tuyến 1.1 Khái niệm về giao thức định tuyến

Để gửi dữ liệu trong một mạng máy tính thì cần có con đường truyền dữ liệu, thuật ngữ định tuyến là chỉ sự lựa chọn đường truyền dữ liệu đi trên một mạng

Định tuyến chỉ ra hướng, sự di chuyển của các gói tin, gói dữ liệu được đánh địa chỉ từ nguồn của chúng, hướng đến địa chỉ đích thông qua các nút trung gian, thiết bị phần cứng

để thực hiện việc này được gọi là router tức là bộ định tuyến

Tiến trình định tuyến thường chỉ hướng đi dựa vào bảng định tuyến, đó là bảng chứa những đường đi tốt nhất đến các đích khác nhau ở trên mạng Vì vậy việc xây dựng bảng định tuyến, được tổ chức trong bộ nhớ của router trở nên quan trọng cho việc định tuyến hiệu quả

Các mạng nhỏ có thể có các bảng định tuyến được cấu hình thủ công, còn những mạng lớn có cấu trúc phức tạp và thay đổi liên tục, cấu hình các bảng định tuyến gần như là không thể vì vậy cần có các giao thức định tuyến thực hiện các chức năng: chọn đường dẫn tốt nhất cho các gói tin, cung cấp các tiến trình để chia sẻ thông tin định tuyến, cho phép router liên lạc với các router khác để liên tục cập nhật duy trì bảng định tuyến nếu có thay đổi hay vấn đề gì xảy ra một cách tự động Định tuyến động giải quyết các vấn đề tắc ngẵn bằng việc xây dựng bảng định tuyến một cách tự động, dựa vào những thông tin được giao thức định tuyến cung cấp, và cho phép mạng hành động gần như tự trị trong việc ngăn chặn mạng bị lỗi và nghẽn

1.2 Phân loại giao thức định tuyến

1.2.1 Định tuyến tĩnh

Đối với định tuyến tĩnh, các thông tin về đường đi phải do người quản trị mạng tự cấu hình nhập cho router Khi cấu trúc mạng có bất kì thay đổi, hay vấn đề gì người quản trị mạng phải xóa hoặc thêm các thông tin mới cập nhật về đường đi cho các router Những loại đường đi như vậy gọi là đường đi cố định

Đối với hệ thông mạng lớn thì công việc bảo trì bảng định tuyến cho router theo định tuyến tĩnh tốn nhiều thời gian công sức Đối với các mạng nhỏ, ít có thay đổi hay vấn đề

thì công việc này dễ dàng hơn, nhưng thường người ta sử dụng định tuyến động vì định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị mạng phải cấu hình mọi thông tin về đường đi 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 các mục đích đặc biệt

1.2.2 Định tuyến động

Đối với định tuyến động thì Router sẽ tự cập nhật bảng định tuyến từ các router khác, chúng chia sẻ dữ liệu định tuyến với nhau và từ đó router sẽ tự động thay đổi thông tin của bảng định tuyến với việc lựa chọn ra đường đi tốt nhất tới một mạng Định tuyến động tự động cấu hình lại tìm ra những tuyến đường thay thế nếu có bất kì sự thay đổi nào từ mạng Định tuyến động chiếm ưu thế trên Internet, tuy nhiên việc cấu hình các thức định tuyến thường đòi hỏi nhiều kinh nghiệm

Định tuyến động được chia làm 2 loại chính 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 các giao thức định tuyến

1.2.2.1 Định tuyến theo vector khoảng cách

Thuật toán vector khoảng cách so sánh chính xác các đường nhằm tìm ra con đường tốt nhất tới các địa chỉ đích đã cho Thuật toán cung cấp thông tin cụ thể về cấu trúc đường đi trong mạng và hoàn toàn không nhận biết về các router trên đường đi

Các router theo vector khoảng cách thực hiện gửi toàn bộ hoặc một phần các bảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các router kết nối trực tiếp với mình Vì thông tin trên bảng định tuyến rất ngắn gọn, chỉ cho biết tương ứng với một mạng đích là cổng nào trên router, router kế tiếp có địa chỉ IP là bao nhiêu, thông số định tuyến của con đường này là bao nhiêu Do đó, các router định tuyến theo vector khoảng cách không biết được đường đi một cách cụ thể, không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng Router định tuyến theo vector khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo định kì, khi có sự cố xảy ra router nào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật lại bảng định tuyến của mình trước rồi chuyển bảng định tuyến cập nhật cho các router láng giềng Các router láng giềng nhận thông tin, cập nhật vào bảng định tuyến của mình và cứ như vậy đến hết nên thời gian hội tụ chậm

Giao thức định tuyến RIP là một trong những giao thức định tuyến sử dụng thuật toán vector khoảng cách để tìm đường đi

1.2.2.2 Định tuyến theo theo trạng thái đường liên kết

Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết, hay còn gọi là thuật toán chọn đường ngắn nhất, thuật toán này lưu giữ một cơ sở dữ liệu phức tạp các thông tin về cấu trúc mạng và có đầy đủ thông tin về các router trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng Giao thức định tuyến OSPF là một trong những giao thức định tuyến sử dụng thuật toán này OSPF có nhiều ưu điểm mà giao thức RIP hay IGRP ( sử dụng định tuyến theo vector khoảng cách) không có được

Giao thức này phát các thông tin về đường đi cho mọi router để các router trong mạng đều có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng Hoạt động cập nhật chỉ được thực hiện khi có sự kiện thay đổi, không cập nhật định kì, do đó băng thông được sử dụng hiệu quả hơn và mạng hội tụ nhanh hơn Ngay cả khi có sự thay đổi trạng thái liên kết thông tin lập tức phát ra cho tất cả các router trong mạng

Giao thức định tuyến trạng thái liên kết thu thập thông tin về đường đi từ tất cả router khác trong cùng một hệ thống mạng hay cùng một vùng xác định Khi tất cả thông tin đã thu thập đầy đủ thì sau đó mỗi router sẽ tự tính toán để chọn ra đường đi tốt nhất cho nó đến các mạng đích trong hệ thống Như vậy mỗi router sẽ có một cái nhìn riêng và đầy đủ

về hệ thống mạng khi đó chúng sẽ không còn truyền đi các thông tin sai lệch mà chúng nhận được từ các router láng giềng nữa

Sau đây là bảng so sánh giữa 2 định tuyến vector khoảng cách và trạng thái liên kết:

Định tuyến Vector khoảng cách

( Distance Vector)

Định tuyến trạng thái liên kết

(Link State)

• Copy bảng định tuyến cho router láng

giềng

• Cập nhật định kỳ

 Tốn nhiều băng thông

• Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo

sự chi phối của router láng giềng

• Hội tụ chậm

• Dễ bị vòng lặp

• Dễ cấu hình, dễ quản trị

• Sử dụng đường đi ngắn nhất, có hỗ trợ VLSM và CIDR

• Chỉ cập nhật khi có sự kiện xảy ra

 Tốn ít băng thông hơn so với định tuyến vector khoảng cách

• Gửi gói thông tin về trạng thái các đường liên kết cho tất cả các router trong mạng

 Mỗi router có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc mạng

• Hội tụ nhanh

• Không bị vòng lặp

• Nhưng cấu hình phức tạp hơn

• Đòi hỏi phải có nhiều bộ nhớ, năng lượng xử lý hơn so với định tuyến theo khoảng cách

2 Bảng so sánh

Chương 2 Giao thức định tuyến EIGRP

2.1 Giới thiệu về giao thức định tuyến EIGRP

Giao thức định tuyến EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) là một

giao thức định tuyến độc quyền của Cisco được phát triển từ giao thức định tuyến IGRP Giao thức EIGRP còn được gọi là giao thức ghép lai vì nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến vector khoảng cách và giao thức định tuyến tìm trạng thái đường liên kết

Không giống như IGRP là một giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ, EIGRP hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ (CIDR) cho phép người thiết kế mạng tối ưu không gian sử dụng địa chỉ bằng kĩ thuật VLSM So với IGRP, EIGRP có thời gian hội tụ nhanh, khả năng mở rộng tốt và khả năng chống vòng lặp cao hơn

EIGRP là một giao thức định tuyến nâng cao dựa trên các đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Những ưu điểm tốt nhất của OSPF như thông tin cập nhật một phần, phát hiện router láng giềng đều được đưa vào EIGRP Tuy nhiên, cấu hình EIGRP dễ hơn cấu hình OSPF

2.2 Đặc tính và ưu điểm của EIGRP

EIGRP là giao thức độc quyền của Cisco, nó kết hợp các ưu điểm của họ giao thức trạng thái đường liên kết và vector khoảng cách Về bản chất nó là một giao thức định tuyến theo vector khoảng cách nâng cao nhưng khi cập nhật và bảo trì thông tin láng giềng và thông tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết

2.2.1 Hội tụ nhanh:

Vì EIGRP sử dụng thuật toán DUAL, thuật toán này đảm bảo hoạt động không bị lặp vòng khi tính toán đường đi, cho phép mọi router trong hệ thống mạng thực hiện đồng bộ cùng lúc khi xảy ra sự cố, nếu tồn tại một tuyến đường không phù hợp nó lập tức yêu cầu các láng giềng để học một tuyến mới, yêu cầu này được truyền rộng khắp cho đến khi tìm được một tuyến đường khác

2.2.2 Hỗ trợ giao thức VLSM và CIDR:

Không giống IGRP, EIGRP là một giao thức không phân lớp nên nó quảng bá cả subnetmark cho từng mạng đích , cấu trúc này cho phép EIGRP hỗ trợ các mạng con không liên tục và VLSM, ngoài ra các router còn giảm gánh nặng nhờ sử dụng phương pháp CIDR

2.2.3 Hỗ trợ thay đổi một phần:

EIGRP không gửi các bản cập nhật một cách định kì, thay vào đó nó gửi cập nhật một phần ngay khi trong mạng có sự thay đổi, các gói cập nhật chỉ chứa thông tin về sự thay đổi Việc truyền các cập nhật cũng được giới hạn một cách tự động, chỉ có các router cần thông tin (các router bị ảnh hưởng mới bị thay đổi) mới được cập nhật Cách hoạt động này khác với các giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết, trong đó cập nhật được truyền tới tất cả các router trong một vùng giúp EIGRP sử dụng băng thông một cách hiệu quả

Các router EIGRP giữ liên lạc với nhau bằng các gói hello rất nhỏ

2.2.4 Hỗ trợ nhiều giao thức lớp mạng:

EIGRP hỗ trợ các giao thức IP, IPX thông qua việc sử dụng các module phụ thuộc giao thức giúp nâng cao hiệu quả làm việc độc lập cho từng giao thức lớp mạng, không những thế có thể can thiệp vào các module này mà không làm ảnh hưởng tới các module khác

2.3 Các kĩ thuật cơ bản của EIGRP

EIGRP có rất nhiều kĩ thuật để cải thiện hiệu quả hoạt động, tốc độ hội tụ và các chức năng so với IGRP và cá giao thức định tuyến khác Các kĩ thuật này tập chung thành 4 loại sau:

2.3.1 Phát hiện và phục hồi bộ định tuyến láng giềng

Các router sẽ phát hiện ra các router hàng xóm liền kề với chúng bằng cách gửi định kì các gói hello Router định tuyến theo vector khoảng cách đơn giản không thiết lập mối quan hệ với láng giềng của nó trong khi EIGRP chủ động thiết lập mối quan hệ với các láng giềng của chúng tương tự cách làm của OSPF

3 Quá trình thiết lập mối quan hệ láng giềng

EIGRP router sử dụng gói hello rất nhỏ để thực hiện việt thiết lập mối quan hệ với các láng giềng Mặc định hello gửi đi theo chu kì là 5s nếu router vẫn nhận được gói hello

từ láng giềng thì nó vẫn xem như láng giềng này còn sống và các đường đi của nó vẫn hoạt đông Bằng cách thiết lập mối quan hệ này EIGRP có thể thực hiện được những việc sau:

• Tự học được đường mới khi chúng kết nối vào hệ thống mạng

• Xác định một router không còn kết nối hoặc không hoạt động nữa

• Phát hiện sự hoạt động trở lại của các router

2.3.2 Giao thức chuyển đổi xác thực

RTP(Reliable Transport Protocol): Là giao thức ở lớp vận chuyển, thực hiện việc

chuyển gói EIGRP một cách tin cậy và có thứ tự đến các láng giềng Trong mạng IP, host

sử dụng TCP để vận chuyển các gói tin này một cách tuần tự và tin cậy Tuy nhiên, EIGRP

là một giao thức độc lập với giao thức mạng, do đó nó không dựa vào TCP/IP để thực hiện trao đổi thông tin giống RIP, IGRP và OSPF , để không phụ thuộc vào IP , EIGRP sử dụng

RTP làm giao thức vận chuyển riêng độc quyền của nó để đảm bảo việc truyền định tuyến.Việc phân phát các gói tin EIGRP một cách có trật tự và được đảm bảo tới tất cả các láng giềng

EIGRP có thể yêu cầu RTP cung cấp dịch vụ truyền tin cậy hoặc không tin cậy tùy theo trường hớp Ví dụ, các gói hello được truyền theo định kì và cần phải càng nhỏ càng tốt nên chúng không cần phải dùng chế độ truyền tin cậy Ngược lại, việc truyền tin cậy các thông tin định tuyến sẽ làm tăng tốc độ hội tụ vì EIGRP router không cần chờ hết hạn mới truyền lại

2.3.3 Máy hạn chế trạng thái

DUAL finite state machine: Thành phần trung tâm của EIGRP là thuật toán

DUAL(Difusing Update Algoritm) là bộ máy tính toán đường đi của EIGRP Tên đầy đủ

của kĩ thuật này là DUAL finite-state machine FSM là một bộ máy thuật toán nhưng không phải là một thiết bị cơ khí FSM định nghĩa một tập hợp các trạng thái có thể trải qua, sự kiện nào gây trạng thái nào và sẽ có kết quả gì Người thiết kế sử dụng FSM để lập trình cách làm một thiết bị, một chương trình máy tính hay một thuật toán định tuyến sẽ xử lý như thế nào với một tập hợp các dữ liệu đầu vào DUAL FSM chứa tất cả các logic được

sử dụng để tính toán và so sánh đường đi trong mạng EIGRP

DUAL lưu tất cả các đường đi của láng giềng thông báo qua Dựa vào đó để lựa chọn đường đi ngắn nhất tới đích và đảm bảo không lặp vòng

EIGRP giữ các thông tin quan trọng về đường đi và cấu trúc, cung cấp cho DUAL khi cần thiết nếu có 1 đường bị đứt DUAL sẽ tìm con đường thay thế

2.3.4 Moduales riêng biệt theo giao thức

PDMs (Protocol-dependent moduales) : Một trong những ưu điểm nổi bật của EIGRP

là nó được thiết kế thành từng phần riêng biệt theo giao thức Nhờ cấu trúc này nó có khả năng mở rộng và tương thích tốt nhất Các giao thức được định tuyến như IP, IPX, được đưa vào EIGRP thông qua các PDM EIGRP có thể dễ dàng tương thức với các định tuyến mới hoặc các phiên bản mới của chúng như Ipv6