Chuyên Đề Tốt Nghiệp Giao Thức Định Tuyến Ripv1 Ripv2

Để tổng kết kết quả học tập sau những năm học của sinh viên ngành mạng máy tính và tin viễn thông, em đã được nhận chuyên đề tốt nghiệp đợt 1 với đề tài: “Giao thức định tuyến RIPv1/RIPv2” Nội dung của đề tài bao gồm: I. Giới thiệu chung về giao thức và thuật toán mà giao thức sử dụng. II . Nghiên cứu về giao thức thông tin định tuyến. Ban đầu sẽ nói qua về định tuyến theo véctơ khoảng cách. Sau đó sẽ đi chi tiết về từng phiên bản của giao thức thông tin định tuyến. III. Rút ra những ưu điểm, nhược điểm và bảo mật của RIP thì RIP sẽ được ứng dụng ở đâu và tại sạo ứng dụng ở đó. Trong đề tài này mặc dù em đã cố gắng để hoàn thành đề tài này một cach tốt nhất. Tuy nhiên, không thể không có những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giúp em hoàn thành toàn bộ chuyên đề tốt nghiệp này

GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh MỤC LỤC Lời nói đầu 1.1 Giới thiệu .3 1.2 Định nghĩa 1.3 Thuật toán II Giao thức định tuyến - RIP 2.1 Định tuyến theo véctơ khoảng cách 2.1.1 Đặc điểm 2.1.2 Véctơ khoảng cách 2.1.3 Vấn đề phương pháp giải lặp vòng .6 2.2 Chi tiết giao thức định tuyến RIP 13 2.2.1 RIP phiên 13 2.2.1.1 Đặc điểm .13 2.2.1.2 Cấu trúc tin 13 2.2.1.3 Các định thời 14 2.2.1.4 Thiết kế RIPv1 15 2.2.2 RIP phiên 15 2.2.2.1 Đặc điểm .15 2.2.2.2 Cấu trúc tin 16 2.2.2.3 Các định thời 17 2.2.2.4 Thiết kế RIPv2 17 2.2.3 So sánh 18 III Ứng dụng 19 3.1 Giới hạn .19 3.2 Bảo mật 20 3.3 Ứng dụng 20 VI Kết luận 21 SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh LỜI NÓI ĐẦU Để tổng kết kết học tập sau năm học sinh viên ngành mạng máy tính tin viễn thơng, em nhận chuyên đề tốt nghiệp đợt với đề tài: “Giao thức định tuyến RIPv1/RIPv2” Nội dung đề tài bao gồm: I Giới thiệu chung giao thức thuật toán mà giao thức sử dụng II Nghiên cứu giao thức thông tin định tuyến Ban đầu nói qua định tuyến theo véctơ khoảng cách Sau chi tiết phiên giao thức thông tin định tuyến III Rút ưu điểm, nhược điểm bảo mật RIP RIP ứng dụng đâu sạo ứng dụng Trong đề tài em cố gắng để hoàn thành đề tài cach tốt Tuy nhiên, khơng thể khơng có thiếu sót Em mong nhận góp ý, bảo thầy giúp em hồn thành toàn chuyên đề tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2007 Sịnh viên thực Hà Anh Khoa SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 I Tổng quát 1.1 Giới thiệu Ngày nay, liên mạng lớn đến mức giao thức định tuyến xử lý công việc cập nhật bảng định tuyến tất định tuyến Vì lý này, liên mạng chia thành nhiều hệ thống tự trị (AS-Autonomous System) Hệ thống tự trị nhóm mạng định tuyến có chung sách quản trị Nó đơi cịn gọi miền định tuyến (routing domain) Các giao thức định tuyến sử dụng bên AS gọi giao thức định tuyến nội miền IGP (Interior Gateway Protocol) Để thực định tuyến AS với phải sử dụng giao thức riêng gọi giao thức định tuyến ngoại miền EGP (Exterior Gateway Protocol) Routing Information Protocol (RIP) thiết kế giao thức IGP dùng cho AS có kích thước nhỏ, không sử dụng cho hệ thống mạng lớn phức tạp Hiện có nhiều giao thức định tuyến sử dụng Tuy nhiên phần ta trình bày giao thức thơng tin định tuyến RIP (Routing Information Protocol) RIP xuất sớm vào tháng năm 1988và đước viết C Hedrick Trường Đại học Rutgers Được sử dụng rộng rãi trở thành giao thức định tuyến phổ biến định tuyến mạng RIP thức định nghĩa hai văn là: Request For Comments (RFC) 1058 1723 RFC 1058 (1988) văn mô tả đầy đủ thi hành RIP, RFC 1723 (1994) cập nhật cho RFC 1058 1.2 Định nghĩa RIP giao thức định tuyến miền sử dụng cho hệ thống tự trị Giao thức thông tin định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến khoảng cách véctơ, giao thức sử dụng giá trị để đo lường số bước nhảy (hop count) đường từ nguồn đến đích Mỗi bước đường từ nguồn đến đích coi có giá trị hop count Khi định tuyến nhận tin cập nhật định tuyến cho gói tin cộng vào giá trị đo lường đồng thời cập nhật vào bảng định tuyến SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hồng Trọng Minh RIP có hai phiên bản: • RIP phiên RIPv1 (RIP version 1): RIPv1 giao thức định tuyến phân lớp, thơng tin mặt nạ mạng khơng hỗ trợ định tuyến liên vùng không phân lớp CIDR (Classless Interdomain Routing), chiều dài biến mặt nạ mạng VLSM (Variable-length subnet mask) RIPv1 sử dụng địa quảng bá RIPv1 xác định RFC 1058 "Routing Information Protocol" năm 1988 • RIP phiên RIPv1 (RIP version 2): RIPv2 giao thức định tuyến không phân lớp, có thơng tin mặt nạ mạng hỗ trợ cho CIDR, VLSM RIPv2 sử dụng địa đa hướng RIPv2 xác định đầu tiền RFC sau: RFC1387 "RIP Version Protocol Analysis" năm 1993, RFC1388 "RIP Version Carrying Additional Information" năm 1993 RFC1389 "RIP Version MIB Extensions" năm 1993 1.3 Thuật toán RIP sử dụng thuật toán định tuyến theo véctơ khoảng cách DVA (Distance Véctơ Algorithms) Thuật toán Véctơ khoảng cách: Là thuật tốn định tuyến tương thích nhằm tính tốn đường ngắn cặp nút mạng, dựa phương pháp tập trung biết đến thuật toán Bellman-Ford Các nút mạng thực q trình trao đổi thơng tin sở địa đích, nút kế tiếp, đường ngắn tới đích Mơ tả hình thức thuật toán sau: Giả thiết r nút nguồn, d nút đích Cdr giá thấp từ nút r tới đích d Nrd nút r đường tới d crs giá liên kết từ r tới s DVA giả thiết giá tuyến liên kết có tính cộng giá dương Tính tốn Bảng định tuyến nút r khởi tạo sau: Crr = 0; ∀s : s ≠ Nrd Crs = ∞ ; Crd(r, d, Nrd) tập giá đường từ nút r tới nút d qua nhiều (s -2) nút trung gian +) Bước s =1 : Crd(r, d, 1) = Csd(d,1)= csd , ∀ Nrd ≠ r SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh +) Bước s >1 : Crd(d, Nrd) = Min[Min[Crd(r, d, s )], Crd(r, d, s -1)] , ∀ d ≠ r Một node r nhận thông tin véctơ khoảng cách ((d, Csd),…) từ nút s, r cập nhật bảng định tuyến tất đích tới d tập chứa s Nếu ( Csd + crs < Crd Nrd = s) (Crd = Csd + crs Nrd = s) II Giao thức định tuyến - RIP 2.1 Định tuyến theo véctơ khoảng cách 2.1.1 Đặc điểm Định tuyến theo véctơ khoảng cách thực truyền bảng định tuyến từ định tuyến sang định tuyến khác theo định kỳ Việc cập nhật định kỳ định tuyến giúp trao đổi thông tin cấu trúc mạng thay đổi Bộ định tuyến thu thập thông tin khoảng cách đến mạng khác, từ xây dựng bảo trì sở liệu thông tin định tuyến mạng Tuy nhiên, họat động theo thuật toán véctơ khoảng cách định tuyến khơng biết cấu trúc toàn hệ thống mà biết định tuyến lân cận kết nối trực tiếp với Khi sử dụng định tuyến theo véctơ khoảng cách, bước định tuyến phải xác định định tuyến lân cận Các mạng kết nối trực tiếp vào cổng giao tiếp định tuyến có khoảng cách Cịn đường tới mạng không kết nối trực tiếp vào định tuyến định tuyến chọn đường tốt dựa thơng tin mà nhận từ định tuyến lân cận Ví dụ hình 1: định tuyến A nhận thông tin mạng khác từ định tuyến B Các thông tin đặt bảng định tuyến với véctơ khoảng cách tính tốn lại cho biết từ định tuyến A đến mạng đích theo hướng nào, khoảng cách Bảng định tuyến Bảng định tuyến Bảng định tuyến A B C W W W X X X Y Y Y Z Z Z Hình 1: Khoảng cách định tuyến đến mạng Bảng định tuyến cập nhật có cấu trúc mạng có thay đổi Quá trình cập nhật diễn bước từ định tuyến sang định tuyến khác SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh Khi cập nhật, định tuyến gửi toàn bảng định tuyến cho định tuyến lân cận Trong bảng định tuyến có thơng tin đường tới mạng đích: tổng chi phí cho đường đi, địa định tuyến 2.1.2 Véctơ khoảng cách Thuật tốn véctơ khoảng cách (hay cịn gọi thuật toán Bellman – Ford) yêu cầu định tuyến gửi phần toàn bảng định tuyến cho định tuyến lân cận kết nối trực tiếp với Dựa vào thơng tin cung cấp định tuyến lân cận, thuật toán véctơ khoảng cách lựa chọn đường tốt Sử dụng giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách thường tốn tài nguyên hệ thống tốc độ đồng định tuyến lại chậm thông số sử dụng để chọn đường khơng phù hợp với hệ thống mạng lớn Chủ yếu giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách xác định đường bước nhảy hướng đến đích Theo thuật tốn này, định tuyến trao đổi bảng định tuyến với theo định kỳ Do loại định tuyến đơn giản định tuyến trao đổi bảng định tuyến với định tuyến lân cận Khi nhận bảng định tuyến từ định tuyến lân cận, định tuyến lấy đường đến mạng đích có chi phí thấp cộng thêm khoảng cách vào thành thơng tin hồn chỉnh đường đến mạng đích với hướng từ đến đích đưa vào bảng định tuyến, sau định tuyến lấy bảng định tuyến gửi cập nhật tiếp cho định tuyến kế cận khác Hình 2: Chuyển bảng định tuyến 2.1.3 Vấn đề phương pháp giải lặp vòng 2.1.3.1 Vấn đề lặp vòng SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh a Khái niệm Khi mạng đích bị lỗi mà có gói tin chuyển tới Nhưng mạng đích bị lỗi nên gói tin khơng thể chuyển tới đích chuyển hết mạng đến mạng khác (do có mạng xa mạng đích chưa biết mạng đích bị lỗi nên nghĩ có đường tới mạng đích mà gói tin muốn chuyển tới) không dừng lại gọi lặp vòng Hiện tượng khơng dừng có tiến trình khác cắt đứt trình b Quá trình xảy lặp vịng Định tuyến lặp xảy bảng định tuyến định tuyến chưa cập nhật hội tụ trình hội tụ chậm (Trạng thái hội tụ tất định tuyến hệ thống mạng có thơng tin định tuyến hệ thống mạng xác) Hình 3: Hiện tượng lặp vòng Trước hết Mạng bị lỗi, tất định tuyến hệ thống mạng có thơng tin cấu trúc mạng bảng định tuyến xác Khi nói định tuyến hội tụ Giả sử rằng: Bộ định tuyến C chọn đường đến Mạng đường qua định tuyến B khoảng cách đường từ định tuyến C đến Mạng (hop) Ngay Mạng bị lỗi, định tuyến E liền gửi thông tin cập nhật cho định tuyến A Bộ định tuyến A ngừng việc định tuyến Mạng Nhưng định tuyến B, C, D tiếp tục việc chúng chưa biết Mạng bị lỗi Sau định tuyến A cập nhật thông tin Mạng cho định tuyến B D Bộ định tuyến B, D ngừng định tuyến gói liệu Mạng Nhưng đến lúc định tuyến C chưa cập nhật Mạng nên định tuyến gói liệu Mạng qua định tuyến B SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh Đến thời điểm cập nhật định kỳ định tuyến C, thông tin cập nhật định tuyến C gửi cho định tuyến D chưa có thơng tin đường đến Mạng qua định tuyến B Lúc này, định tuyến D thấy thông tin tốt thông tin báo Mạng bị lỗi mà vừa nhận từ định tuyến A lúc Do định tuyến D cập nhật lại thông tin vào bảng định tuyến mà không hay biết sai Lúc này, bảng định tuyến, định tuyến D có đường tới Mạng qua định tuyến C Sau định tuyến D lấy bảng định tuyến vừa cập nhật xong gửi cho định tuyến A Tương tự, định tuyến A cập nhật lại đường đến Mạng lúc qua định tuyến D gửi cho định tuyến B E Quá trình tiếp tục xảy định tuyến B E Khi đó, gói liệu gửi tới Mạng tới bị gửi lặp vòng từ định tuyến C tới định tuyến B tới định tuyến A tới định tuyến D tới định tuyến C 2.1.3.2 Các phương pháp giải lặp vịng Lặp vịng giải phương pháp sau: Định nghĩa giá trị tối đa, đường cắt ngang, ngăn ngừa, cập nhật tức thời, thời gian giữ chậm Sau ta chi tiết vào phương pháp: a Tránh định tuyến vòng lặp định nghĩa giá trị tối đa Việc cập nhật sai Mạng bị lặp vịng hồi có tiến trình khác cắt đứt q trình Tình trạng gọi đếm vơ hạn, gói liệu bị lặp vòng mạng thực tế Mạng bị ngắt Với khoảng cách véctơ sử dụng thơng số số lượng hop định tuyến chuyển thông tin cập nhật cho định tuyến khác, số hop tăng lên Nếu khơng có biện pháp khắc phục tình trạng đếm vơ hạn, số hop tăng lên đến vơ hạn Bản thân thuật tốn theo định tuyến theo véctơ khoảng cách tự sửa lỗi q trình lặp vịng kéo dài đến đếm đến vô hạn Do tránh trình trạng lỗi này, giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách định nghĩa giá trị tối đa Bằng cách này, giao thức định tuyến cho phép vịng lặp kéo dài đến thơng số định tuyến vượt qua giá trị tối đa Ví dụ hình dưới, thơng số định tuyến 16 hop lớn giá trị tối đa 15 hop thơng tin cập nhật bị định tuyến hủy bỏ Trong trường hợp nào, giá trị thông số định tuyến vượt qua giá trị tối đa xem mạng khơng thể đếm SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hồng Trọng Minh Hình 4: Tránh vòng lặp định nghĩa giá trị tối đa b Tránh định tuyến vòng lặp đường cắt ngang Một nguyên nhân khác gây lặp vòng định tuyến gửi lại thơng tin định tuyến mà vừa nhận cho định tuyến gửi thơng tin Sau bước gây lặp vịng: Bộ định tuyến A gửi thơng tin cập nhật cho định tuyến B D thông báo Mạng bị ngắt Tuy nhiên định tuyến C gửi cập nhật cho định tuyến B định tuyến C có đường đến Mạng thơng qua định tuyến D Khi định tuyến B nghĩ định tuyến C đường đến Mạng đường có thơng số định tuyến khơng tốt đường cũ định tuyến B lúc trước Sau định tuyến B cập nhật cho định tuyến A có đường đến Mạng Khi định tuyến A cập nhật lại gửi liệu đến Mạng thông qua định tuyến B Bộ định tuyến B định tuyến đến Mạng thông qua định tuyến C Bộ định tuyến C định tuyến đến Mạng thông qua định tuyến D Kết gói liệu đến Mạng rơi vào vòng lặp Cơ chế đường cắt ngang tránh tình cách: Nếu định tuyến B D nhận thông tin cập nhật Mạng từ định tuyến A chúng khơng gửi thông tin cập nhật Mạng cho định tuyến A Nhờ đó, chế đường cắt ngang làm giảm cập nhật thông tin sai giảm bớt việc xử lý thông tin cập nhật SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hồng Trọng Minh Hình 5: Tránh lặp vịng chế đường cắt ngang c Tránh định tuyến vòng lặp việc ngăn ngừa (route poisoning) Route poisoning sử dụng để tránh xảy lặp vòng lớn giúp cho định tuyến thông báo thẳng mạng không truy cập cách đặt giá trị cho thông số định tuyến (chẳng hạn số lượng hop) lớn giá trị tối đa Ví dụ hình dưới: Khi Mạng bị ngắt bảng định tuyến định tuyến E giá trị hop đường đến Mạng 16, giá trị có nghĩa Mạng khơng truy cập Sau định tuyến E cập nhật cho định tuyến C bảng định tuyến này, đường đến Mạng có thơng số hop 16 gọi route poisoning Sau định tuyến C nhận cập nhật định tuyến C gửi trở lại thông tin cho định tuyến E Lúc ta gọi thông tin cập nhật Mạng từ định tuyến C định tuyến E poison reverse Bộ định tuyến C làm tức gửi thơng tin route poisoning tất đường mà có Tóm lại, route poisoning có nghĩa có đường bị ngắt định tuyến thơng báo đường với thơng số định tuyến lớn giá trị tối đa Cơ chế route poisoning khơng gây mâu thuẫn với có chế đường cắt ngang Cơ chế đường cắt ngang có nghĩa định tuyến gửi thông tin cập nhật đường liên kết định tuyến khơng gửi lại thơng tin mà vừa nhận từ đường liên kết Bây gời, định tuyến gửi lại thơng tin với thơng số định tuyến lớn giá trị tối đa Thì kết (tức tất thông tin mà gửi mạng bị lỗi bị huy bỏ) Cơ chế gọi đường cắt ngang kết hợp với poison reverse SV: Hà Anh Khoa- A06734 10 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh Khi Mạng bị ngắt, định tuyến E sử dụng route poisoning cách đặt giá trị 16 lên bảng định tuyến biết Mạng không đến Hình 6: Tránh vịng lặp route poisoning d Tránh định tuyến vòng lặp cập nhật tức thời Hoạt động cập nhật bảng định tuyến định tuyến lân cận thực theo chu kỳ Ví dụ: sau 30 giây RIP thực cập nhật lần Ngồi cịn có có chế cập nhật tức thời để thông báo thay đổi bảng định tuyến Khi định tuyến phát có thay đổi cấu trúc mạng gửi tin cập nhật cho định tuyến lân cận để thơng báo thay đổi Nhất có đường bị lỗi khơng truy cập định tuyến phải cập nhật tức thời thay đợi đến hết chu kỳ Cơ chế cập nhật tức thời kết hợp với route poisoning đảm bảo cho tất định tuyến nhận thơng tin có đường bị ngắt trước thời gian giữ chậm kết thúc Cơ chế cập nhật tức thời cho toàn mạng có thay đổi cấu trúc mạng giúp cho định tuyến cập nhật kịp thời khởi động thời gian giữ Tải FULL (22 trang): https://bit.ly/3FaoOxW Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net chậm nhanh Ví dụ hình dưới: Bộ định tuyến C cập nhật tức thời mạng 10.4.0.0 không truy cập Khi nhận thông tin này, định tuyến B phát thông báo mạng 10.4.0.0 cổng S0/1 Đến lượt định tuyến A phát thông báo cổng fa0/0 Mạng 10.4.0.0 bị lỗi không truy cập Với chế cập nhật tức thời, định tuyến gửi tin để thông báo thay đổi bảng định tuyến Hình 7: Cập nhật tức thời cho định tuyến lân cận SV: Hà Anh Khoa- A06734 11 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh e Tránh định tuyến vịng lặp thời gian giữ chậm Tình trạng lặp vịng đến vơ hạn tránh sử dụng thời gian giữ chậm sau: Khi định tuyến nhận từ định tuyến lân cận thông tin cho ta biết mạng X khơng truy cập định tuyến đánh dấu vào đường tới mạng X không truy cập khởi động thời gian giữ chậm Trong khoảng thời gian giữ chậm này, định tuyến nhận thơng tin cập nhật từ định tuyến lân cận lúc thông báo mạng X truy cập lại định tuyến cập nhật thơng tin kết thúc thời gian gữi chậm Trong suốt thời gian giữ chậm, định tuyến nhận thông tin cập nhật từ định tuyến lân cận khác (không phải định tuyến lân cận phát thông báo tin cập nhật mạng X lúc nãy) thông tin cho biết có đường đến mạng X với thông số định tuyến tốt đường mà định tuyến có trước cập nhật thông tin kết thúc thời gian giữ chậm Hình 8: Thời gian gữi chậm định tuyến Trong suốt thời gian giữ chậm, định tuyến nhận thông tin cập nhật từ định tuyến lân cận khác (không phải định tuyến lân cận phát thông báo tin cập nhật mạng X lúc nãy) thông tin cho biết có đường tới mạng X với thơng số định tuyến không tốt đường mà định tuyến có trước bỏ qua thơng tin Cơ chế giúp cho định tuyến tránh việc cập nhật nhầm thông tin cũ định tuyến lân cận chưa biết mạng X không truy cập Khoảng thời gian giữ chậm bảo đảm cho tất SV: Hà Anh Khoa- A06734 3133126 12 ... tài: ? ?Giao thức định tuyến RIPv1/ RIPv2? ?? Nội dung đề tài bao gồm: I Giới thiệu chung giao thức thuật toán mà giao thức sử dụng II Nghiên cứu giao thức thơng tin định tuyến Ban đầu nói qua định tuyến. .. diễn bước từ định tuyến sang định tuyến khác SV: Hà Anh Khoa- A06734 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPv1/ RIPv2 GVHD: Hoàng Trọng Minh Khi cập nhật, định tuyến gửi toàn bảng định tuyến cho định tuyến lân... cho RFC 1058 1.2 Định nghĩa RIP giao thức định tuyến miền sử dụng cho hệ thống tự trị Giao thức thông tin định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến khoảng cách véctơ, giao thức sử dụng giá trị