i, Kỹ thuật định tuyến trong mạng ATM
Hoạt động định tuyến trong mạng ATM là một thành phần của giao diện mạng- mạng riờng PNNI (Private Network Network Interface). PNNI là là tổ hợp của kỹ thuật định tuyến và bỏo hiệu dựa trờn trạng thỏi liờn kết được sử dụng trong mạng chuyển mạch ATM. PNNI gồm cú 2 thành phần giao thức:
88
Giao thức bỏo hiệu mụ tả thủ tục về cỏc bản tin sử dụng trong quỏ trỡnh thiết lập kết nối từ điểm tới điểm và điểm tới nhúm đớch trờn mạng ATM. Giao thức bỏo hiệu xõy dựng trờn nền tảng là cỏc tớn hiệu theo chuẩn giao diện người dựng và mạng UNI trong mạng ATM, cú bổ sung thờm cơ chế hỗ trợ định tuyến nguồn, thủ tục Crankback và định tuyến luõn phiờn (phục vụ cho viờc thiết lập lại kờnh truyền trong trường hợp cú lỗi khi kết nối).
Giao thức định tuyến sử dụng để tớnh toỏn đường đi trờn mạng. Mụ hỡnh phõn cấp của mạng PNNIđảm bảo nú cú thể ứng dụng trong cỏc mụi trường mạng lớn.
Thủ tục bỏo hiệu PNNI giỳp tạo kờnh ảo để truyền tin qua mạng ATM. Bỏo hiệu PNNI được xõy dựng tương thớch với chuẩn UNI 3.1 về cỏc giao diện kết nối trong mạng ATM, gồm cỏc tớnh chất cơ bản như sau:
Kết nối điểm – điểm và điểm – đa điểm;
Hỗ trợ chất lượng dịch vụ từ đầu cuối tới đầu cuối;
Hỗ trợ kết nối Anycast.
Cung cấp bỏo hiệu cho cỏc dịch vụ tốc độ bit thay đổi VBR;
Kết nối đường dẫn chuyển mạch ảo;
Thỏa thuận về tham số truyền: số khối tối đa, số khối tối thiểu và kớch thước khối.
Ngoài ra, bỏo hiệu PNNI xõy dựng để tương thớch với phiờn bản UNI 4.0 nờn cú thờm kờnh ảo cố định mềm SPVC (Soft Permanent Vitual Circuit), ở cả mức kờnh ảo VC và luồng ảo VP. Hơn nữa, do mụ hỡnh PNNI sử dụng kỹ thuật định tuyến nguồn nờn giao thức bỏo hiệu cú thể hỗ trợ cả danh sỏch đường đi định sẵn DTL, thủ tục Crankback, và định tuyến luõn phiờn.
Thủ tục Crankback và định tuyến luõn phiờn mang lại cho PNNI lợi thế để nõng cao khả năng thành cụng trong việc thiết lập kờnh. Người sử dụng cú thể đặt được số lần thử lại tối đa của thuật toỏn quay ngược để thử kết nối tại nỳt nguồn kết nối với đầu cuối nhằm đạt được hiệu năng cao nhất cho mạng.
Cỏc chức năng chớnh của định tuyến PNNI bao gồm:
Tỡm kiếm thụng tin trạng thỏi cỏc nỳt lõn cận.
Trao đổi thụng tin về cơ sở dữ liệu cấu hỡnh mạng
Tràn lụt cỏc bản tin trạng thỏi cấu hỡnh PTSE
Bầu ra trưởng nhúm trong nhúm cựng cấp – PGL
Tổng kết lại cỏc thụng tin trạng thỏi của cấu hỡnh mạng.
Xõy dựng đường đi trong hệ thống phõn cấp.
Ban đầu, thuật toỏn Dijkstra được sử dụng trong định tuyến PNNI. Tuy nhiờn, nú chỉ đỏp ứng được yờu cầu tỡm đường trong đú đũi hỏi đỏp ứng tham số chất lượng dịch
89
vụ đơn lẻ. Vỡ vậy, thuật toỏn Dijkstra nguyờn thủy khụng thể sử dụng cho định tuyến đỏp ứng đảm bảo chất lượng với nhiều dịch vụ cựng lỳc. Sau đú thuật toỏn Dijktra được cải tiến nhằm đỏp ứng cỏc loại hỡnh đa dịch vụ băng cỏch kết hợp vúi một số chức năng bỏo hiệu.
ii, Giao thức định tuyến trong mạng IP
Khỏi niệm miền hay hệ thống tự trị xuất phỏt từ mạng Internet. Từ khớa cạnh định tuyến, mạng Internet là mạng diện rộng lớn đến mức một giao thức định tuyến khụng thể xử lý cụng việc cập nhật cỏc bảng định tuyến của tất cả cỏc bộđịnh tuyến. 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 bộ định tuyến cú chung chớnh sỏch quản trị, đụi khi cũn được gọi là miền định tuyến. Cỏc giao thức định tuyến được sử dụng bờn trong một AS được gọi là giao thức định tuyến nội miền IGP (Interior Gateway Protocol).
Để thực hiện định tuyến giữa cỏc AS với nhau chỳng ta phải sử dụng một giao thức riờng gọi là giao thức định tuyến ngoại miền EGP (Exterior Gateway Protocol). Trong mục này ta xem xột một số giao thức định tuyến thụng thường được sử dụng trong mạng internet, bảng 3.1 dưới đõy tổng kết cỏc đặc điểm chớnh của cỏc giao thức định tuyến.
Giao thức thụng tin định tuyến RIP
RIP là một giao thức định tuyến miền trong được sử dụng cho cỏc hệ thống tự trị. Giao thức thụng tin định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến sử dụng thuật toỏn vector khoảng cỏch, tham số giỏ trịđể tớnh toỏn dựa trờn sốbước nhảy (hop count) trờn đường đi từ nguồn đến đớch. Mỗi chuyển tiếp từ một bộ định tuyến này tới bộ định tuyến khỏc kế cận cú giỏ trị1 bước nhảy. Khi một bộ định tuyến nhận được 1 bản tin cập nhật định tuyến cho cỏc gúi tin thỡ nú sẽ cộng 1 vào giỏ trị đo lường bước nhảy đồng thời cập nhật vào bảng định tuyến.
RIP thực hiện việc ngăn cản vũng lặp định tuyến vụ hạn bằng cỏch thực hiện giới hạn số đường đi cho phộp trong 1 đường đi từ nguồn tới đớch. Số bước nhảy tối đa trong một đường đi là 15. Nếu 1 bộ định tuyến nhận được một bản tin cập nhật định tuyến và tại đõy giỏ trị đo lường trở thành 16 thỡ đớch coi như là nỳt mạng khụng thể đến được. Nhược điểm của RIP chớnh là giới hạn đường kớnh tối đa của 1 mạng RIP là dưới 16 bước nhảy. RIP cú đặc điểm hoạt động ổn định nhưng khả năng thay đổi chậm.
Khi cú thay đổi về cấu hỡnh mạng, RIP luụn thực hiện chếđộ chia rẽ tầng (phạm vi) và ỏp đặt cơ chế ngăn chặn cỏc thụng tin định tuyến sai được phỏt tỏn trong cỏc bộ định tuyến. Mặt khỏc, RIP sử dụng cỏc bộđịnh thời đểđiều chỉnh hoạt động của mỡnh. Bộ định thời cập nhật định tuyến theo khoảng thời gian định trước, thụng thường 30s là bộ định thời lại được reset để cập nhật lại cỏc thụng tin định tuyến được gởi từ cỏc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
90
bộ định tuyến lõn cận. Điều này cũng giỳp ngăn chặn sự tắc nghẽn trong mạng khi tất cả cỏc bộđịnh tuyến cựng 1 thời điểm cố gắng cập nhật cỏc bảng định tuyến lõn cận.
Bảng 3.3: Cỏc giao thức định tuyến và tiờu chớ so sỏnh
Tiờu chớ Cỏc giao thức định tuyến
Tĩnh RIP-1 RIP-2 IGRP EIGRP IS-IS OSPF BGP
Thớch hợp cho mạng lớn Cú Khụng Khụng Khụng Cú Cú Cú Cú Dễ cho thi hành Khụng Cú Cú Cú Cú Khụng Khụng khụng Kiểu thuật toỏn Khụng DVP DVP DVP DUAL LSP LSP DVP Hỗ trợ địa chỉ Cú Cú Cú Cú Cú Cú Cú Cú Hỗ trợ CIDRR và VLSM Cú Khụng Cú Khụng Cú Khụng Cú Cú Hỗ trợ chia tải Khụng Khụng Khụng Cú Cú Cú Cú Cú Hỗ trợ chứng thực Khụng Khụng Cú Khụng Cú Cú Cú Cú Cho phộp đỏnh trọng số Khụng Khụng Khụng Cú Cú Cú Cú Cú Hội tụ nhanh Khụng Khụng Khụng Cú Cú Cú Cú Cú Thủ tục Hello Khụng Khụng Khụng Khụng Cú Cú Cú Khụng Sử dụng quảng bỏ Khụng Cú Cú Cú Cú Cú Cú Khụng
91
Giao thức định tuyến OSPF
Giao thức OSPF là một giao thức định tuyến miền trong cũn gọi là giao thức trạng thỏi liờn kết dựa trờn thuật toỏn Dijkstra. Cỏc bộđịnh tuyến đặc biệt tại biờn vựng tự trị AS cú trỏch nhiệm ngăn thụng tin về cỏc AS khỏc vào trong hệ thống hiện tại. Để thực hiện định tuyến hiệu quả, OSPF chia hệ thống tự trị ra thành nhiều khu vực (area) nhỏ. Khu vực là tập hợp cỏc mạng, trạm và bộ định tuyến nằm trong cựng một hệ thống tự trị. Tất cả cỏc mạng trong một khu vực phải được kết nối với nhau. Tại biờn của khu vực, cỏc router biờn khu vực túm tắt thụng tin về khu vực của mỡnh và gửi cỏc thụng tin này tới cỏc khu vực khỏc. Trong số cỏc khu vực bờn trong AS, cú một khu vực đặc biệt được gọi là đường trục sử dụng để kết nối tới cỏc khu vực cũn lại. Cỏc bộ định tuyến bờn trong khu vực đường trục được gọi là cỏc bộ định tuyến đường trục bao gồm cả bộđịnh tuyến biờn khu vực. Việc phõn vựng này coi đường trục được coi như là khu vực sơ cấp cũn cỏc khu vực cũn lại đều được coi như là cỏc khu vực thứ cấp.
OSPF là giao thức định tuyến trạng thỏi liờn kết, được thiết kế cho cỏc mạng lớn hoặc cỏc mạng liờn hợp và phức tạp. Cỏc giải thuật định tuyến trạng thỏi sử dụng cỏc giải thuật tỡm đường ngắn nhất SPF (Shortest Path First) cựng với một cơ sở dữ liệu phản ỏnh cấu hỡnh của mạng thụng qua cỏc thụng tin của liờn kết.
Giải thuật chọn đường ngắn nhất SPF là cơ sở tớnh toỏn cho giao thức OSPF và nằm tại phần mềm xửlý định tuyến của bộđịnh tuyến. Khi một bộđịnh tuyến sử dụng SPF được khởi động, bộ định tuyến sẽ khởi tạo cấu trỳc cơ sở dữ liệu của giao thức định tuyến và sau đú đợi chỉ bỏo từ cỏc giao thức tầng thấp hơn dưới dạng cỏc hàm. Bộ định tuyến sẽ sử dụng cỏc gúi tin OSPF Hello để thu nhận cỏc bộ định tuyến lõn cận của mỡnh. Bộ định tuyến gửi gúi tin Hello đến cỏc lõn cận và nhận cỏc bản tin Hello từ cỏc bộ định tuyến lõn cận. Ngoài việc sử dụng gúi tin Hello để thu nhận cỏc lõn cận, bản tin Hello cũn được sử dụng để xỏc nhận trạng thỏi của chớnh bộđịnh tuyến tới cỏc bộđịnh tuyến khỏc.
Mỗi bộ định tuyến định kỳ gửi cỏc bản tin thụng bỏo về trạng thỏi liờn kết LSA (Link State Advertisement) để cung cấp thụng tin cho cỏc bộ định tuyến lõn cận hoặc cho cỏc bộ định tuyến khỏc khi một bộ định tuyến thay đổi trạng thỏi. Qua việc so sỏnh trạng thỏi liờn kết của cỏc bộđịnh tuyến liền kềđó tồn tại trong cơ sở dữ liệu, cỏc bộ định tuyến bị lỗi sẽ bị phỏt hiện ra nhanh chúng và cấu hỡnh mạng trong cơ sở dữ liệu sẽđược biến đổi cho phự hợp. Do cấu trỳc dữ liệu được sinh ra bởi quỏ trỡnh cập nhật liờn tục cỏc gúi LSA, mỗi bộ định tuyến sẽtớnh toỏn cõy đường đi ngắn nhất của mỡnh và tự mỡnh sẽ làm gốc của cõy. Sau đú từcõy đường đi ngắn nhất sẽ sinh ra bảng định tuyến dưới dạng cơ sở dữ liệu.
92
Giao thức cổng biờn BGP
Giao thức cổng biờn BGP (Border Gateway Protocol) là một giao thức định tuyến miền ngoài, thực hiện việc định tuyến giữa cỏc hệ thống tự trị AS. Giao thức này dựa vào phương phỏp định tuyến cú tờn là định tuyến vecto đường đi. Thuật toỏn Vector khoảng cỏch khụng thớch hợp vỡ tuyến được chọn luụn là tuyến cú số bước nhảy nhỏ nhất. Trong khi đú, cú nhiều trường hợp người quản trị khụng muốn cho gúi tin đi qua một mạng khụng an toàn mặc dự tuyến này là tuyến cú số bước nhảy nhỏ nhất. Hơn nữa, định tuyến vector khoảng cỏch khụng chỉ rừ đường đi cụ thể dẫn tới đớch. Định tuyến trạng thỏi liờn kết cũng khụng phự hợp cho định tuyến giữa cỏc AS vỡ một cỏc kết nối liờn mạng sẽ làm bảng định tuyến rất lớn, độ phức tạp cao. Định tuyến vector đường đi sử dụng bảng định tuyến chứa địa chỉ mạng đớch, bộ định tuyến kế tiếp và đường đi đến đớch. Đường đi ởđõy được thể hiện dưới dạng một danh sỏch cỏc AS mà gúi phải đi qua để tới đớch.