a. Giao thức định tuyến RIP
RIP (Router Information Protocol – Giao thức thông tin định tuyến) là một giao thức định tuyến miền trong được sử dụng bên trong hệ thống tự trị. Đây là một giao thức rất đơn giản dựa trên định tuyến vectơ khoảng cách, sử dụng giải thuật Bellman- Ford để tính toán bảng định tuyến. Khi được sử dụng trong những mạng cùng loại nhỏ, RIP là một giao thức hiệu quả và sự vận hành của nó là khá đơn giản. RIP duy trì tất cả bảng định tuyến trong một mạng được cập nhật bởi truyền những bản tin cập nhật bảng định tuyến sau mỗi 30s. Sau một thiết bị RIP nhận một cập nhật, nó so sánh thông tin hiện tại của nó với những thông tin được chứa trong thông tin cập nhật.
Bảng định tuyến RIP
Mỗi router có một bảng định tuyến trong đó chứa các mục tương ứng cho mỗi mạng đích mà router biết. Mục này gồm địa chỉ IP của mạng đích, khoảng cách ngắn nhất để tới đích (tính theo số bước nhảy) và bước nhảy tiếp theo (router tiếp theo). Bước nhảy tiếp theo là nơi cần giửi gói dữ liệu đến để có thể tới được đích cuối cùng. Số bước nhảy là số mạng mà một gói dữ liệu phải đi qua để tới được mạng đích.
Bảng 2: Bảng định tuyến vectơ khoảng cách
Bảng của R2 Bảng của R3 Bảng của R4 Đích Node sau Hop Đích Node sau Hop Đích Node sau Hop
N1 R1 2 N1 R2 3 N1 R3 4 N2 Trực tiếp 1 N2 R2 2 N2 R3 3 N3 Trực tiếp 1 N3 Trực tiếp 1 N3 R3 2 N4 R3 2 N4 Trực tiếp 1 N4 Trực tiếp 1 N5 R3 3 N5 R4 2 N5 Trực tiếp 1 N6 R3 4 N6 R4 3 N6 R5 2
Giải thuật cập nhật RIP
Bảng định tuyến RIP được cập nhật khi router nhận được các thông báo RIP. Dưới đây chỉ ra giải thuật cập nhật định tuyến được RIP sử dụng.
Nhận một thông báo RIP trả lời
1. Cộng 1 vào số bước nhảy tiếp theo cho mỗi đích được quảng cáo 2. Lặp lại các bước tiếp theo cho mỗi đích được quảng cáo:
2.1 Nếu đích không có trong bảng định tuyến
- Thêm thông tin được quảng cáo vào bảng định tuyến 2.2 Trái lại
2.2.1 Nếu bước nhảy tiếp theo giống nhau
- Thay thế mục trong bảng bằng mục được quảng cáo 2.2.2 Trái lại
2.2.2.1 Nếu số bước nhảy được quảng cáo nhỏ hơn số bước nhảy trong bảng
- Thay thế mục trong bảng bằng mục được quảng cáo 2.2.2.2 Trái lại
- Không làm gì cả 3. Kết thúc
Hạn chế của RIP
Giới hạn độ dài tuyến đường: Trong RIP, giá có giá trị lớn nhất được đặt là 16. Do đó, RIP không cho phép một tuyến đường có giá lớn hơn 15. Tức là, những mạng có kích thước lớn hơn 15 bước nhảy phải dùng thuật toán khác. Lưu lượng cần thiết cho việc trao đổi thông tin định tuyến lớn.
- Tốc độ hội tụ khá chậm.
- Không hỗ trợ mặt nạ mạng con có độ dài thay đổi (VLSM): Khi trao đổi thông tin về các tuyến đường, RIP không kèm theo thông tin gì về mặt nạ mạng con. Do đó, mạng sử dụng RIP không thể hỗ trợ mặt nạ mạng con có độ dài thay đổi.
Giao thức RIP phiên bản 2 (RIP-2)
Tổ chức IETF đưa ra hai phiên bản RIP-2 để khắc phục những hạn chế của RIP-1. RIP-2 có những cải tiến sau so với RIP-1:
- Hỗ trợ CIDR và VLSM: RIP-2 hỗ trợ siêu mạng và mặt nạ mạng con có chiều dài thay đổi. Đây là một trong những lý do cơ bản để thiết kế chuẩn mới này. Cải tiến này làm cho RIP-2 phù hợp với các cách thức địa chỉ hoá phức tạp không có trong RIP-1.
- Hỗ trợ chuyển gói đa điểm: Đây là cải tiến để RIP có thể thực hiện kiểu chuyển gói đa điểm chứ không đơn thuần chỉ có kiểu quảng bá như trước. Điều này làm giảm tải cho các trạm không chờ đợi các bản tin RIP-2. Để tương thích với RIP-1, tuỳ chọn này sẽ được cấu hình cho từng giao diện mạng.
- Hỗ trợ nhận thực: RIP-2 hỗ trợ nhận thực cho tất cả các node phát thông tin định tuyến. Điều này hạn chế những thay đổi có ảnh hưởng xấu đối với bảng định tuyến.
- Hỗ trợ RIP-1: RIP-2 tương thích hoàn toàn với RIP-1.
Những hạn chế của RIP-2
RIP-2 đã được phát triển để khắc phục những hạn chế trong RIP-1. Tuy nhiên những hạn chế của RIP-1 như giới hạn về số bước nhảy hay khả năng hội tụ chậm vẫn còn tồn tại trong RIP-2.
Giao thức ưu tiên đường đi ngắn nhất (OSPF – Open Shortest Path First) là một giao thức định tuyến cổng trong khác đang được sử dụng rất rộng rãi. Phạm vi hoạt động của nó cũng là một hệ thống tự trị (AS). Các router đặc biệt được gọi là router biên AS có trách nhiệm ngăn thông tin về các AS khác vào trong hệ thống hiện tại. Để định tuyến hiệu quả, OSPF chia hệ thống tự trị thành nhiều vùng nhỏ.
Hình 2.5: Các khu vực trong một hệ thống tự trị
Sau đây sẽ liệt kê các tính năng đã tạo nên thành công của giao thức này:
- Cân bằng tải giữa các tuyến cùng giá: Việc sử dụng cùng lúc nhiều tuyến cho phép tận dụng có hiệu quả tài nguyên mạng.
- Phân chia mạng một cách logic: điều này làm giảm bớt các thông tin phát ra trong những điều kiện bất lợi. Nó cũng giúp kết hợp các thông báo về định tuyến, hạn chế việc phát đi những thông tin không cần thiết về mạng.
- Hỗ trợ nhận thực: OSPF hỗ trợ nhận thực cho tất cả các node phát thông tin quảng cáo định tuyến. Điều này hạn chế được nguy cơ thay đổi bảng định tuyến với mục đích xấu.
- Thời gian hội tụ nhanh hơn: OSPF cho phép truyền các thông tin về thay đổi tuyến một cách tức thì. Điều đó giúp rút ngắn thời gian hội tụ cần thiết để cập nhật thông tin cấu hình mạng.
- Hỗ trợ CIDR và VLSM: Điều này cho phép nhà quản trị mạng có thể phân phối nguồn địa chỉ IP một cách có hiệu quả hơn.
OSPF là một giao thức dựa theo trạng thái liên kết. Giống như các giao thức trạng thái liên kết khác, mỗi bộ định tuyến OSPF đều thực hiện thuật toán SPF để xử lý các thông tin chứa trong cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết. Thuật toán tạo ra một cây đường đi ngắn nhất mô tả cụ thể các tuyến đường nên chọn dẫn tới mạng đích.
Bảng định tuyến
Mỗi router sử dụng cây đường đi ngắn nhất để xây dựng bảng định tuyến của mình. Bảng định tuyến chỉ ra giá để tới mỗi mạng trong khu vực. Để tìm giá tới mạng bên ngoài khu vực, các router sử dụng các quảng cáo liên kết tóm tắt tới mạng, liên kết tóm tắt tới router biên AS và liên kết ngoài.
Hình 2.6: Ví dụ mô hình cây đường đi ngắn nhất
Bảng 3 mô tả bảng định tuyến của Router A ở hình trên.
Bảng 3: Bảng định tuyến trạng thái liên kết của Router A
Mạng Giá Router tiếp theo Thông tin khác
N1 5 N2 7 C N3 10 D N4 11 B N5 15 D c. Giao thức BGP
Giao thức cổng biên (BGP – Border Gateway Protocol) là một giao thức định tuyến miền ngoài, thực hiện định tuyến giữa các AS. Nó dựa trên phương pháp định tuyến có tên định tuyến vectơ đường đi.
Định tuyến vectơ đường đi khác với cả định tuyến vectơ khoảng cách và định tuyến trạng thái liên kết. Mỗi mục trong bảng định tuyến chứa địa chỉ mạng đích, router tiếp theo, và đường đi tới đích. Đường đi thường được định nghĩa là một danh sách có thứ tự các AS mà gói phải qua để tới đích. Bảng 4 chỉ ra một ví dụ về bảng định tuyến vectơ đường đi.
Bảng 4: Ví dụ về bảng định tuyến vectơ đường đi
Mạng Router tiếp theo Đường đi
N01 R01 AS 14, AS23, AS67
N02 R05 AS22, AS67, AS05, AS89
N03 R06 AS67, AS89, AS09, AS34
N04 R12 AS62, AS02, AS09