3.1.4.1.Khỏi niệm vềđịnh tuyến
Định tuyến là quỏ trỡnh xỏc định đường đi để chuyển tải thụng tin trong liờn mạng từ nguồn đến đớch. Nú là một chức năng được thực hiện ở tầng mạng. Chức năng này cho phộp router đỏnh giỏ cỏc đường đi sẵn cú tới đớch. Để đỏnh giỏ đường đi, định tuyến sử dụng cỏc thụng tin về Topology của mạng. Cỏc thụng tin này cú thể do người quản trị thiết lập hoặc được thu thập thụng qua cỏc giao thức định tuyến.
Tầng mạng hỗ trợ chuyển gúi cuối-tới-cuối cố gắng nhất (best-effort) qua cỏc mạng được kết nối với nhau. Tầng mạng sử dụng bảng định tuyến IP để gửi cỏc gúi từ mạng nguồn đến mạng đớch. Sau khi đó quyết định sử dụng đường đi nào, router tiến hành việc chuyển gúi. Nú lấy một gúi nhận được ở giao diện vào và chuyển tiếp gúi này tới giao diện ra tương ứng (giao diện thể hiện đường đi tốt nhất tới đớch cho gúi).
Trong một liờn mạng, mỗi mạng được định danh bởi một địa chỉ mạng và router sử dụng cỏc địa chỉ mạng này để nhận biết đớch. Router sử dụng địa chỉ mạng để nhận dạng mạng đớch (LAN) của một gúi tin trong một liờn mạng. Hỡnh 3.5 minh họa ba địa chỉ mạng được dựng để nhận diện cỏc phõn đoạn kết nối tới router.
Khi định tuyến dữ liệu từ nguồn đến đớch, router thường chuyển tiếp gúi từ một liờn kết dữ liệu (mạng) này đến một liờn kết dữ liệu khỏc, sử dụng hai chức năng cơ bản là xỏc định đường đi và chuyển mạch.
3.1.4.2.Định tuyến tĩnh và định tuyến động
Cỏc tuyến tĩnh được người quản trị cập nhật và quản lý một cỏch thủ cụng. Trong trường hợp tụpụ mạng thay đổi, người quản trị phải cập nhật lại cỏc tuyến tĩnh cho phự hợp.
Định tuyến động hoạt động khỏc với định tuyến tĩnh. Sau khi người quản trị nhập cỏc lệnh cấu hỡnh để khởi tạo định tuyến động, thụng tin về tuyến sẽđược cập nhật tựđộng mỗi khi nhận được một thụng tin mới từ liờn mạng. Cỏc thay đổi về tụpụ mạng được trao đổi giữa cỏc router.
Tại sao định tuyến tĩnh
Định tuyến tĩnh cú một sốứng dụng hữu ớch. Định tuyến động cú khuynh hướng truyền đạt tất cả cỏc thụng tin về một liờn mạng. Tuy nhiờn, trong trường hợp vỡ lý do an toàn, chỳng ta cú thể muốn che dấu một số phần của liờn mạng. Định tuyến tĩnh cho phộp chỳng ta chỉ rừ thụng tin muốn tiết lộ.
Trong trường hợp chỉ cú một đường đi duy nhất tới mạng, thỡ chỉ một tuyến tĩnh tới mạng là đủ. Loại mạng này được gọi là mạng cụt (stub network). Cấu hỡnh định tuyến tĩnh cho một mạng cụt trỏnh được lưu lượng cập nhật định tuyến động.
Sự cần thiết của định tuyến động
Mạng ở hỡnh 3.6 sẽ thớch ứng khỏc nhau đối với cỏc thay đổi về tụpụ mạng, tuỳ thuộc việc nú sử dụng định tuyến tĩnh hay định tuyến động.
Định tuyến tĩnh cho phộp cỏc router định tuyến gúi tin từ mạng này tới mạng khỏc dựa trờn cỏc thụng tin được cấu hỡnh thủ cụng. Trong vớ dụ này, Router A luụn gửi lưu lượng cú đớch là Router C qua Router D. Router A tham chiếu tới bảng định tuyến của nú và dựa theo cỏc thụng tin tĩnh để chuyển tiếp gúi tới Router D. Router D cũng thực hiện cỏc cụng việc tương tự và chuyển tiếp gúi tới Router C. Router C chuyển gúi tới trạm đớch.
Nếu đường đi giữa Router A và Router D bị lỗi, Router A khụng khụng thể chuyển gúi tới Router D thụng qua tuyến tĩnh đó thiết lập này. Như vậy, truyền thụng với mạng đớch khụng thể thực hiện được cho đến khi Router A được cấu hỡnh lại để chuyển gúi qua Router B. Đõy chớnh là một nhược điểm của định tuyến tĩnh.
Hỡnh 3.6: Định tuyến động và khả năng thay thế tuyến hỏng khụng
Định tuyến động hoạt động linh hoạt hơn. Theo bảng định tuyến của Router A, gúi cú thể tới đớch của nú qua Router D. Tuy nhiờn, cũn cú một đường đi sẵn cú khỏc tới đớch, đú là đi qua
Router B. Khi Router A nhận ra rằng liờn kết tới Router D bị lỗi, nú điều chỉnh bảng định tuyến và đường đi tới mạng đớch sẽ qua Router B.
Khi liờn kết giữa Router A và D được khụi phục, Router A cú thể một lần nữa thay đổi bảng định tuyến để chuyển đường đi tới đớch là qua Router D.
Cỏc giao thức định tuyến động cũng cú thể chuyển lưu lượng từ cựng một phiờn làm việc qua nhiều đường đi khỏc nhau trong mạng để cú hiệu suất cao hơn. Tớnh chất này được gọi là chia sẻ tải (load sharing).
Sự thành cụng của định tuyến động phụ thuộc vào hai chức năng cơ bản của router:
− Duy trỡ bảng định tuyến,
− Chia sẻ tri thức cho cỏc router khỏc dưới dạng cỏc cập nhật định tuyến.
Định tuyến động dựa vào cỏc giao thức định tuyến để chia sẻ tri thức giữa cỏc router. Giao thức định tuyến định nghĩa một tập luật mà router sử dụng khi liờn lạc với cỏc router kế cận.
Xỏc định khoảng cỏch trờn cỏc đường đi mạng
Khi một giải thuật định tuyến cập nhật bảng định tuyến, mục đớch chớnh của nú là xỏc định đõu là thụng tin tốt nhất để lưu trong bảng định tuyến. Mỗi giải thuật định tuyến xỏc định thụng tin tốt nhất theo cỏch của riờng nú. Giải thuật tạo ra một số, được gọi là giỏ trị metric, cho mỗi đường đi qua mạng. Thường thỡ giỏ trị metric càng nhỏ thỡ đường đi càng tối ưu.
Cú thể tớnh toỏn cỏc metric dựa trờn một đặc tớnh đơn lẻ của đường đi; hoặc cũng cú thể tớnh cỏc metric phức tạp hơn bằng cỏch kết hợp nhiều đặc tớnh. Cỏc metric được sử dụng phổ biến gồm: chiều dài đường đi, độ tin cậy, độ trễđịnh tuyến, băng thụng, tải, giỏ truyền thụng.
Hầu hết cỏc giải thuật định tuyến đều thuộc một trong 3 loại sau:
• Giải thuật vectơ khoảng cỏch (distance vector).
• Giải thuật trạng thỏi liờn kết (Link State).
• Giải thuật lai. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giải thuật định tuyến vectơ khoảng cỏch xỏc định hướng (vectơ) và khoảng cỏch tới bất kỳ một liờn kết nào trờn liờn mạng. Giao thức định tuyến vectơ khoảng cỏch gửi định kỳ cỏc bản sao của một bảng định tuyến từ một router tới cỏc router hàng xúm (router nối trực tiếp). Những cập nhật đều đặn này giữa cỏc router truyền đạt cỏc thay đổi về tụpụ mạng.
Giải thuật trạng thỏi liờn kết (cũn được gọi là giải thuật đường đi ngắn nhất) tạo lại chớnh xỏc tụpụ của toàn bộ liờn mạng (hoặc ớt nhất một phần của liờn mạng mà Router nối tới). Cỏc giải thuật định tuyến trạng thỏi liờn kết, cũn được gọi là giải thuật đường đi ngắn nhất trước (SPF), duy trỡ một cơ sở dữ liệu phức tạp về thụng tin tụpụ. Trong khi giải thuật vộctơ khoảng cỏch cú cỏc thụng tin khụng cụ thể về cỏc mạng ở xa và khụng cú hiểu biết về cỏc router ở xa, thỡ giải thuật định tuyến trạng thỏi liờn kết duy trỡ cỏc thụng tin đầy đủ về router ở xa và cỏch chỳng được kết nối với nhau.
Cỏc giải thuật trạng thỏi liờn kết dựa trờn việc sử dụng cỏc cập nhật trạng thỏi liờn kết. Mỗi khi tụpụ trạng thỏi liờn kết thay đổi, cỏc router đầu tiờn biết được sự thay đổi này gửi một thụng tin mới tới cỏc router khỏc hoặc tới một router chỉđịnh (nơi cỏc router khỏc cú thể sử dụng để cập nhật).
3.1.4.3.Giao thức định tuyến
Ngày nay, một liờn mạng cú thể lớn đến mức một giao thức định tuyến khụng thể xử lý cụng việc cập nhật cỏc bảng định tuyến của tất cả cỏc router. Vỡ lý do này, liờn mạng được chia thành nhiều hệ thống tự trị (AS - Autonomous System). Hệ thống tự trị là một nhúm cỏc mạng và router chịu một quyền lực quản trị chung. Nú đụi khi cũn được gọi là vựng định tuyến (routing domain). Định tuyến bờn trong một hệ thống tự trịđược gọi là định tuyến trong. Định tuyến giữa cỏc hệ thống tự trịđược gọi là định tuyến ngoài. Mỗi hệ thống tự trị cú thể chọn một giao thức định tuyến trong để thực hiện định tuyến bờn trong hệ thống. Tuy nhiờn, thường chỉ cú một giao thức định tuyến ngoài được chọn để thực hiện định tuyến giữa cỏc hệ thống tự trị.
Hiện nay cú nhiều giao thức định tuyến trong và ngoài đang được sử dụng. Tuy nhiờn, tiờu biểu nhất và phổ biến nhất là giao thức định tuyến trong (OSPF) và một giao thức định tuyến ngoài (BGP). OSPF cú thểđược sử dụng để cập nhật cỏc bảng định tuyến bờn trong một hệ thống tự trị. BGP cú thểđược sử dụng để cập nhật cỏc bảng định tuyến cho cỏc router nối cỏc hệ thống tự trị với nhau.
3.2. Mạng thế hệ mới NGN
Mạng thụng tin toàn cầu hiện nay đó cú những bước phỏt triển mạnh mẽ song chỉ tập trung vào 2 lĩnh vực dịch vụ chủ yếu là truyền thoại và truyền số liệu, tương ứng với nú là 2 cơ sở hạ tầng mạng PSTN (thoại) và Internet (số liệu). Ngoài ra cũn một số mạng cung cấp dịch vụ khỏc như mạng di động mặt đất (PLMN), truyền hỡnh cỏp (CATV). Mỗi hệ thống này cú mạng lưới truyền tải và truy nhập riờng, nhưng đều phải sử dụng chung mạng lưới chuyển mạch và đường trục cỏp quang quốc gia, điều này gõy ra nhiều phức tạp trong hệ thống quản lý viễn thụng, giảm hiệu suất phục vụ, tăng chi phớ vận hành bảo dưỡng.
NGN (Next Generation Network) là một giải phỏp mạng nhằm nõng cao khả năng cung cấp dịch vụ của cỏc mạng hiện nay để cú thể truyền đa dịch vụ trờn nền tảng chuyển mạch gúi, hỡnh thành một cơ sở hạ tầng mạng viễn thụng duy nhất sử dụng chung mạng lừi cho nhiều mạng truy nhập khỏc nhau. Mục đớch của NGN là cung cấp đa dịch vụ thụng minh trờn cơ sở hội tụ thoại và số liệu, di động và cốđịnh theo mụ hỡnh dịch vụ client/server.