Bài viết này tập trung nghiên cứu, đánh giá hiệu năng của riêng giao thức Open Shortest Path First (OSPF) trên hai hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6 dựa trên phương pháp mô phỏng thực nghiệm và từ đó có các kết luận định lượng về hiệu năng của OSPF trên mỗi hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6.
TNU Journal of Science and Technology 225(09): 87 - 95 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OPEN SHORTEST PATH FIRST TRÊN NỀN IPV4 VỚI IPV6 Lê Hoàng Hiệp1*, Trần Thị Yến2, Lương Thị Minh Huế1, Dương Thị Quy1 1Trường Đại học Công nghệ thông tin & Truyền thông – ĐH Thái Nguyên, 2Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam Định TÓM TẮT Bài báo tập trung nghiên cứu, đánh giá hiệu riêng giao thức Open Shortest Path First (OSPF) hai hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6 dựa phương pháp mơ thực nghiệm từ có kết luận định lượng hiệu OSPF hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6 Kết cho thấy, việc thay đổi giá trị băng thông cổng định tuyến làm thay đổi kết tổng metric giải thuật, băng thông lớn metric nhỏ Tổng độ trễ gói tin hạ tầng IPv6 nhỏ tổng độ trễ gói tin hạ tầng IPv4 (cụ thể nhỏ 10.083 ms nghiên cứu này) Thời gian truyền liệu sử dụng giao thức OSPFv3 hạ tầng IPv6 nhanh so với giao thức OSPFv2 hạ tầng IPv4 Từ khóa: OSPFv2 OSPFv3; đánh giá; hiệu năng; định tuyến; giao thức định tuyến Ngày nhận bài: 20/7/2020; Ngày hoàn thiện: 31/8/2020; Ngày đăng: 31/8/2020 STUDY TO PERFORMANCE EVALUATION OF OPEN SHORTEST PATH FIRST PROTOCOL ON IPv4 AND IPv6 NETWORK Le Hoang Hiep1*, Tran Thi Yen2, Luong Thi Minh Hue1, Duong Thi Quy1 1TNU - University of Information and Communication Technology, 2Nam Dinh University of Technology Education ABSTRACT In this paper, we focus on researching and evaluating OSPF's own performance on two IPv4 technology infrastructures with IPv6 based on empirical simulation method and thereby making quantitative conclusions about the performance of OSPF on each IPv4 technology infrastructure with IPv6 The results show that changing the value of bandwidth on the ports of the router has changed the total metric results of the algorithm, the larger the bandwidth, the smaller the metric The total latency of packets on the IPv6 infrastructure is less than the total latency of packets on the IPv4 infrastructure (specifically, less than 10,083 ms in this study) Data transmission time using OSPFv3 protocol on IPv6 infrastructure is faster than OSPFv2 protocol on IPv4 infrastructure Keywords: OSPFv2 and OSPFv3; evaluate; performance; routing; routing protocol Received: 20/7/2020; Revised: 31/8/2020; Published: 31/8/2020 * Corresponding author Email: lhhiep@ictu.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 87 Lê Hoàng Hiệp Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN Giới thiệu Trong trình triển khai thiết kế dự án hạ tầng mạng, bước lựa chọn giao thức định tuyến để thực thi cấu hình cài đặt cho phù hợp với dự án cụ thể khó phức tạp Điều đòi hỏi nhà thiết kế cần có hiểu biết kiến thức sâu rộng kinh nghiệm thực tế trình vận hành, cài đặt quản trị hạ tầng mạng với giao thức mà chọn lựa quản trị Tại Việt Nam, giai đoạn nay, chủ yếu hạ tầng mạng tổ chức doanh nghiệp sử dụng công nghệ IPv4 Hạ tầng IPv6 triển khai mức giai đoạn đầu, nhiên đánh giá bùng nổ thời gian tới nhiều ưu việt mà mang lại Tuy nhiên, tảng hạ tầng công nghệ IPv4 dự đốn, đánh giá cịn tồn giai đoạn phục vụ đắc lực cho môi trường mạng Internet nhà cung cấp dịch vụ mIPv4 thông tin định tuyến đến mạng đích giống metric cổng router R1 - Khi PING hạ tầng IPv4 (hình 11) ta lại thấy xuất tình trạng bị gói tin (phần đánh dấu khung vng màu đỏ) - Qua biểu đồ hình 11 hình 12 ta thấy, tốc độ phản hồi số lượng byte truyền qua IPv6 vượt trội nhiều so với IPv4 Phần đánh dấu ô vuông màu xanh thể cho lần thực lệnh Ping thành cơng Cịn phần đánh dấu vng màu đỏ thể việc Ping bị gói (request timeout) 3.2.4 Trường hợp 4: Tăng băng thông cổng Serial router R1 lên 10000 Kbit Lúc băng thông cổng Serial router R1 thiết lập 10000 Kbit Hình 13 Băng thơng mặc định cổng Serial 0/0 router R1 (cổng Serial 010 1/0 cịn lại tương tự) Với băng thơng thay đổi hình 13 ta có thơng tin bảng định tuyến bảng Từ thông tin bảng định tuyến (như bảng 3) cho thấy, lưu lượng từ nguồn (PC1, PC3) đến đích (PC2, PC4) qua đường kết nối cổng Serial 1/0 R1và Serial 11/0 R4 Sử dụng WireShark để tiến hành bắt gói tin ICMP IPv4 ICMPv6 IPv6 thực lệnh Ping, từ ta có biểu đồ sau: Bảng Thơng tin bảng định tuyến IPv4 với IPv6 IPv4 O 192.168.30.0/24 [110/74] via 192.168.60.2, Serial 1/0 Hình 12 Lưu lượng byte/giây mơ IPv6 Kết hình 11, hình 12 biểu đồ thể lưu lượng byte/giây qua đường truyền thực lệnh PING hai hạ tầng IPv4 IPv6 Trên hình phần đánh dấu màu đỏ (khung vuông) thể cho lần thực lệnh Ping Kết luận trường hợp 3: - Mặc dù thay đổi băng thông cổng từ bảng định tuyến ta thấy giao thức OSPFv2 cho IPv4 OSPFv3 cho IPv6 có http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 225(09): 87 - 95 O 192.168.40.0/24 [110/74] via 192.168.60.2, Serial 1/0 O 192.168.50.0/24 [110/20] via 192.168.60.2, Serial 1/0 IPv6 2001:db8:cafe:a004::/64 [110/74] via FE80:C002:2FFF:FEBC:0, Serial 0/0 via FE80:C004:30FF:FE9C:0, Serial 1/0 2001:db8:cafe:a005::/64 [110/74] via FE80:C003:20FF:FEC4:0, Serial 0/1 via FE80:C004:30FF:FE9C:0, Serial 1/0 2001:db8:cafe:a006::/64 [110/20] via FE80:C004:30FF:FE9C:0, Serial 1/0 Hình 14 Lưu lượng byte/giây mơ IPv4 93 Lê Hồng Hiệp Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN 225(09): 87 - 95 Hình 15 Lưu lượng byte/giây mô IPv6 Kết hiển thị hình 14 hình 15 biểu đồ thể lưu lượng byte/giây qua đường truyền thực lệnh PING hai hạ tầng IPv4 IPv6 Trên hình phần đánh dấu màu đỏ (khung vng) thể cho lần thực lệnh PING Kết luận trường hợp 4: - Từ lần thay đổi giá trị bandwith, thông qua bảng định tuyến ta thấy việc định tuyến tìm đường giao thức định tuyến OSPFv2 IPv4 OSPFv3 IPv6 giống nhau, sử dụng giá trị metric để định tuyến đến đích (chọn đường có metric nhỏ nhất) Tuy nhiên, trường hợp với bandwidth cổng Serial 10000 bảng định tuyến OSPFv2 cho IPv4 tuyến đường tốt chọn lại (dùng đường qua cổng Serial 1/0) bảng định tuyến OSPFv3 cho IPv6 tuyến đường giữ nguyên - Qua biểu đồ thể hình 14 hình 15 ta thấy, tốc độ phản hồi số lượng byte truyền qua IPv6 vượt trội nhiều so với IPv4 Phần đánh dấu ô vuông màu xanh thể cho lần thực lệnh Ping thành cơng Cịn phần đánh dấu ô vuông màu đỏ thể việc Ping bị gói (request timeout) 3.2.5 Nhận xét, đánh giá chung Dựa vào thông tin bảng định tuyến trường hợp thực nghiệm bên tiến hành thay đổi giá trị bandwidth ta lập bảng 5: Bảng Giá trị băng thông trường hợp thực nghiệm Bandwidth 1544 3088 10000 Metric IPv4 74 42 20 Metric IPv6 74 42 20 Từ bảng ta tiến hành vẽ biểu đồ để so sánh thay đổi metric thay đổi băng thông giao thức OSPFv2 hạ tầng IPv4 OSPFv3 hạ tầng IPv6, biểu đồ thể hình 16: 94 Hình 16 Biểu đồ so sánh thay đổi metric hai phiên giao thức - Việc thay đổi bandwidth cổng router (cụ thể cổng Serial router R1) làm thay đổi metric để router dùng để xác định đường tốt từ nguồn (các mạng LAN router R1) đến đích (các mạng LAN router R4) - Từ biểu đồ hình 16 ta thấy với giá trị bandwidth lớn metric nhỏ - Từ số liệu biểu đồ cho thấy OSPFv2 OSPFv3 có cách tính metric (metric giao thức ứng với lần thay đổi bandwidth nhau) dùng để xác định đường tốt từ nguồn đến đích nên suy đường từ nguồn đến đích giao thức sơ đồ mạng đường So sánh thêm độ trễ gói tin thực lệnh PING: Tiếp theo ta so sánh độ trễ gói tin ICMP thực lệnh PING hai hạ tầng IPv4 IPv6 Tại sử dụng độ trễ 10 gói tin ICMP (trong 10 gói khơng có gói bị request timeout) hạ tầng để vẽ biểu đồ so sánh Ta có bảng thống kê độ trễ gói tin ICMP hạ tầng bảng 6: Bảng Độ trễ gói tin ICMP IPv4 IPv6 Gói tin 10 Tổng độ trễ Độ trễ gói tin ICMPv6 28.296 41.887 41.887 30.917 44.880 62.832 31.916 53.586 43.884 42.883 422.968 Độ trễ gói tin ICMPv4 43.897 38.896 43.754 44.883 36.227 73.804 35.903 35.903 39.890 39.894 433.051 Từ số liệu thu bảng ta có biểu đồ độ trễ 10 gói tin ICMP hai hạ tầng IPv4 IPv6 sau: http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Lê Hồng Hiệp Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 225(09): 87 - 95 cổng định tuyến làm thay đổi kết tổng metric giải thuật, băng thơng lớn metric nhỏ Tổng độ trễ gói tin hạ tầng IPv6 nhỏ tổng độ trễ gói tin hạ tầng IPv4 (cụ thể nhỏ 10.083 ms nghiên cứu này) Thời gian truyền liệu sử dụng giao thức OSPFv3 hạ tầng IPv6 nhanh so vói giao thức OSPFv2 hạ tầng IPv4 TÀI LIỆU THAM KHẢO/REFERENCES Hình 17 Biểu đồ so sánh độ trễ hai phiên giao thức Từ bảng số liệu (bảng 6) biểu đồ hình 17 ta thấy: - Gói tin có độ trễ thấp hạ tầng IPv4 gói thứ có độ trễ 28.296 (đơn vị ms) - Gói tin có độ trễ thấp hạ tầng IPv6 gói thứ có độ trễ 35.903 (đơn vị ms) - Ta thấy độ trễ nhỏ hạ tầng IPv6 nhỏ độ trễ nhỏ hạ tầng IPv4 (điều tương tự với gói tin có độ trễ lớn hạ tầng) - Tổng độ trễ gói tin hạ tầng IPv6 nhỏ tổng độ trễ gói tin hạ tầng IPv4 (cụ thể nhỏ 10.083 ms) Kết luận Việc nắm rõ đặc điểm đánh giá xác mức cao giao thức định tuyến OSPFv2 OSPFv3 quan trọng, giúp nhà thiết kế mạng vận dụng áp dụng linh hoạt hệ thống mình, nâng cao hiệu hoạt động xử lý cố hệ thống Bài báo tập trung nghiên cứu, đánh giá hiệu riêng giao thức OSPF hai hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6 dựa phương pháp mô thực nghiệm từ có kết luận định lượng hiệu OSPF hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6 trình bày bên Kết cho thấy, việc thay đổi giá trị băng thông http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn [1] M E Mustafa, “Comparison between OSPFv3 and OSPFv2,” Wireless Sensor Network, Scientific Research, vol 6, pp 4348, 2014 [2] S T Chandel, and S Sharma, “Performance Evaluation of IPv4 and IPv6 Routing Protocols on Wired, Wireless and Hybrid Networks,” International Journal of Computer Networks and Applications, vol 3, no 3, pp 57-62, 2016 [3] R J Whitfield, and S Y Zhu, “A Comparison of OSPFv3 and EIGRPv6 in a small IPv6 Enterprise Network,” IJACSA, vol 6, no 1, pp 162-167, 2015 [4] S Kamalakannan, S Venkatesh, and M Mohan, “Convergence Analysis of RIP and OSPF in IPv6 Network,” IJIREEICE, vol 2, no 3, pp 1281-1284, March 2014 [5] R Narula, and P Aggarwal, “Performance Evaluation of RIP and OSPF in IPv6 using OPNET 14.5 Simulator,” IJTRA, vol 2, no 6, pp 37-41, Nov 2014 [6] J V Jancy, and S Kumar et al., “Performance evaluation of OSPFv3 routing protocol on IPv6 heterogeneous network,” Journal of Innovation in Science and Engineering Research, vol 2, no.1, pp 582-588, 2018 [7] H H Le et al., “Study the impacts of route summarization on the performance of OSPFv3 and EIGRPv6 in hybrid IPV4IPV6 network,” Dalat University Journal of Science, vol 6, pp 77-89, 2019 95 ... tập trung nghiên cứu, đánh giá hiệu riêng giao thức OSPF hai hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6 dựa phương pháp mô thực nghiệm từ có kết luận định lượng hiệu OSPF hạ tầng công nghệ IPv4 với IPv6 trình... hạ tầng IPv6 nhỏ tổng độ trễ gói tin hạ tầng IPv4 (cụ thể nhỏ 10.083 ms nghiên cứu này) Thời gian truyền liệu sử dụng giao thức OSPFv3 hạ tầng IPv6 nhanh so vói giao thức OSPFv2 hạ tầng IPv4 TÀI... định tuyến tìm đường giao thức định tuyến OSPFv2 IPv4 OSPFv3 IPv6 giống nhau, sử dụng giá trị metric để định tuyến đến đích (chọn đường có metric nhỏ nhất) Tuy nhiên, trường hợp với bandwidth cổng