Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết hoạt động khác với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách. Trong ph
nhau này.
M
khoảng cách sử dụng phương pháp trao đổi thông tin định tuyến đơn giản hơn.
Thuật toán định tuyến theo trạng thai đường liên kết xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp của thông tin về cấu trúc mạng. Trong khi thuật toán định tuyến theo vectơ khoảng cách không cung cấp thông tin cụ thể về đường đi trong mạng và cũng không có nhận biết về các router khác trên đường đi, t
tu
Loại giao thức
Ví dụ Đặc điểm
Định tuyến RIPv1 và RIPv2 o Gateway (IGRP).
• 1.Copy bảng định tuyến cho router láng giềng.
ập nhật định kì.
• 3.RIPv1 và RIPv2 sử dụng số lượng hop làm thông số định
yến.
• 4.Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo sự chi phối của các router láng giềng.
• 5.Hội tụ chậm.
theo vectơ khoảng cách
Intẻỉ
Routing Protocol • 2.C tu
CD4pro.info CD4pro.info
• 6.Dễ bị lặp vòng.
• 7.Dễ cấu hình và dễ quản trị.
• 8.Tốn nhiều băng thông.
Định tuyến theo trạng thai đương liên kết
Open Shortest Path
First (OSPF) Intermediate – System to Intermedia
– Sýtem (IS-IS)
• Sử dụng đường ngắn nhất.
• Chỉ cập nhật khi có sự kiện xảy ra.
• Gửi gói thông tin về trạng thái các đường liên kết cho tất cả các router trong mạng.
hệ thống mạng.
• Hội tụ nhanh.
Không bị lặp vòng.
• Cấu hình phức tạp hơn.
• Đòi hỏi nhiều bộ nhớ và năng lượng xử lý hơn so với định tuyến theo vectơ khoảng cách.
Tốn ít băng thông hơn so với ơ khoảng
• Mỗi router có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc
•
•
định tuyến theo vect cách.
2.1.2. Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết .
Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thu thập thông tin về đường đi từ tất cả các router khác trong cùng hệ thống mạng hay trong cùng một vùng đã được xác định. Khi tất cả các thông tin đã được thu thập đầy đủ thì sau đó mỗi router sẽ tự tính toán để chọn ra đường đi tốt nhất cho nó đến các mạng đích trong hệ thống. Như vậy mỗi router có một cái nhìn riêng và đầy đủ về hệ thông mạng,khi đó chúng sẽ không còn truyền đi các thông tin sai lệch mà chúng nhận được từ các router láng giềng.
CD4pro.info CD4pro.info
Sau đây là một số hoạt động của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:
• Đáp ứng nhanh theo sự thay đổi của hệ thống mạng.
• Gửi cập nhật khi hệ thống mạng có sự thay đổi.
• Gửi cập nhật định kỳ để kiểm tra trạng thái đường liên kết.
• Sử dụng cơ chế hello để xác định router láng giềng có còn kết nối được hay không.
Mỗi router gửi multicast gói hello để giữ liên lạc với các router láng giềng.Gói hello mang thông tin về các mạng kkết nối trực tiếp vào router.Ví dụ như hình 2.1.2, P4 nhận biết các láng giềng của nó trong mạng Perth3 là P1và P3. LSAs cung cấp thông tin cập nhật về trạng thái đường liên kết của các router trong mạng.
Hình 2.1.2. Sử dụng hello để xác định router láng giềng trên từng mạng.
CD4pro.info CD4pro.info
Sau đây là các đặc điểm hoạt đông của router sử dụng giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:
1. Sử dụng thông tin từ gói hello và LSAs nhận được từ các router láng giềng để xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng.
2. Sử dụng thuật toán SPF để xác tính toán ra đường ngắn nhất đến từng mạng.
3. Lưu kết quả chon đường trong bảng định tuyến.
2.1.3. Thông tin định tuyến được duy trì như thế nào
hần này sẽ giải thích giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng các thành phần sau đây như thế nào
• LSAs.
• Cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng.
hi có một sự cố xảy ra trong mạng, ví dụ như có một router láng giềng bị mất kết liên kết lập tức phát các gói LSAs ra ằng 1 địa chỉ multicast đặc biệt. Tiến trình này thực hiện gửi thông n ra tất cả các cổng, trừ cổng nhận được thông tin. Mỗi router nhận được một P
:
• Thuật toán SPF
• Cây SPF
• Bảng định tuyến với đường đi và cổng ra tương ứng để định tuyến cho gói dữ liệu.
Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết được thiết kế để khắc phục các nhược điểm của giao thức định tuyến theovectơ khoảng cách. Ví dụ như:giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách chỉ trao đổi thông tin định tuyến với các router kết nối trực tiếp với mình mà thôi, trong khi đó giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện trao đổi thông tin định tuyến trên một vùng rộng lớn.
K
nối , giao thức định tuyến theo trạng đường trên toàn vùng b
ti
LSA, cập nhật thông tin mới này vào cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Sau đó router chuyển tiếp gói LSA này cho tất cả các thiết bị làng giềng khác. LSAs làm cho mọi router trong vùng thực hiện tính toán lại đường đi. Chính vì vậy số lượng router trong một vùng nên có giới hạn.
CD4pro.info CD4pro.info
Một kết nối tương ứng với một cổng trên router. Thông tin về trạng thái của một liên kết bao gồm thông tin về một cổng của router và mối quan hệ với các router ng giềng trên cổng đó. Ví dụ như: thông tin về một cổng trên router bao gồm địa hỉ IP, subnet mask, loại mạng kết nối vào cổng đó…Tập hợp tất cả các thông tin ệu về trạng thái các đường liên kết, hay còn ọi là cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng. Cơ sở dữ liệu này được sử dụng để nh toán chọn đường tốt nhất. Router áp dụng thuật toán chọn đường ngắn nhất trúc mạng, từ đó xây dựng nên cây SPF với bản thân router là gốc. Từ cây SPF này, router sẽ chọn ra đường ngắn nhất đến từng
ạng đích. Kết quả chọn đường được đặt trên bảng định tuyến của router.
lá c
trên được lưu lại thành một cơ sở dữ li g
tí
Dijkstra vào cơ sở dữ liệu về cấu m
Hình 2.1.3
úng được xem như là một tập hợp các giao thức SPF.
2.1.4 Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết
Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp về cấu trúc hệ thống mạng bằng cách trao đổi các gói quảng cáo trạng thái đường liên kết LSAs(Link – State Advertisements) với tất cả các router khác trong mạng.
Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết có đặc điểm sau:
• Ch
CD4pro.info CD4pro.info
• Chúng xây dựng và duy trì một cơ sở dữ liệu phức tạp về cấu trúc hệ thống
iao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết phát triển và duy trì đầy đủ các trúc kết nối của chúng. Điều này được
ạng.
Mỗi router xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng của mình nhờ các
thông tin n SP để
nh toán chọn đường ngắn nhất đến từng mạng đích. Kết quả chọn đường được a lên bảng định tuyến của router. Trong suốt tiến trình hoạt động, mọi sự thay h phần mạng bị đứt hay mạng phát
c thực hiện theo định kìy. Nhờ vậy tốc độ hội tụ nhanh hơn ví không cần chờ ết thời gian định kỳ các router mới được hội tụ.
mạng.
• Chúng dựa trên thuật toán Dijkstra.
G
thông tin về mọi router trong mạng và cấu
thực hiện nhờ quá trình trao đổi LSAs với các router khác trong m
từ các LSA mà nó nhận được. Sau đó router sử dụng thuật toá tí
đư
đổi trong cấu trúc hệ thống mạng như một thàn
triển thêm thành phần mới đều được phat hiện và đáp ứng theo.
Việc trao đổi LSA được thực hiện khi có một sự kiện xảy ra trong mạng chứ không đượ
h CD4pro.info CD4pro.info
Hình 2.1.4
Ví dụ hình 2.1.4: Tùy theo từng giao thức và thông số định tuyến tương ứng, giao thức định tuyến có thể phân biệt được hai đường đến cùng một đích và sử dụng tuyến ghi hận cả hai. Có một số giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có cách đánh giá khả năng hoạt động của hai đường và chon đường tốt nhất. Ví dụ, nếu
Sau đây là các ưu điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:
• Sử dụng chi phí làm thông số định tuyến để chọn đường đi trong mạng.
i tụ nhanh hơn.
• Mỗi router có một sơ đồ đầy đủ và đồng bộ về toàn bộ cấu trúc hệ thống mạng. Do đó chúng rất khó bị lặp vòng.
đường tốt nhất. Trong hình 2.1.4, trên bảng định tuyến có hai đường đi từ Router A đến Router D. Hai đường này có chi phí bằng nhau nên giao thức định
n
đường đi qua Router C gặp trở ngại như bị nghẽn mạch hoặc bị hư hỏng thì giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có thể nhận biết được các thay đổi này và chuyển gói di theo đường qua Router B.
2.1.5 Ưu và nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết
Thông số chi phí này có thể phản ánh được dung lượng của đường truyền.
• Thực hiện cập nhật khi có sự kiện xảy ra, phát LSAs ra cho mọi router trong hệ thống mạng. Điều này giúp cho thời gian hộ
CD4pro.info CD4pro.info
• Router sử dụng thông tin mới nhất để quyết định chọn đường đi.
• Cần thiết kế hệ thống mạng một cách cẩn thận để cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết có thể được thu nhỏ lại. Nhờ đó chúng ta có thể tiết kiệm được các tính toán Dijkstra và hội tụ nhanh hơn.
• Mọi router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó để chọn đường. Đặc
ng liên kết:
• Chúng đòi hỏi nhiều dung lượng b ớ và năng lực xử lý cao hơn so với giao thức định tuyến theo vectơ kho ng cách. Do đó chúng khá mắc tiền đối với cá
• Chúng đòi hỏi hệ thống mạng phải được thiết kề theo mô hình phân cấp, hệ thống mạng được chia ra thành nhiều cùng nhỏ để làm giảm bớt độ lớn và độ
uter gửi đi là những thông tin gì và gửi cho ai ? Các router định tuyến theo vectơ khoảng cách thực hiện gửi toàn bộ bảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các router kết nối trực tiếp với mình. Như chúng ta đã biết ,thông ương ứng với một mạng đích là cổng nào của router , router kế tiếp có địa chỉ IP là gì, thông số định tuyến của con đường này là bao nhiêu. Do đó, các router định tuyến theo vectơ
Do đó, khi tính này sẽ giúp chúng ta khi cần xử lý sự cố.
• Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ CIDR và VLSM.
Sau đây là các nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đườ ộ nh
ả
c tổ chức nhỏ, chi phi hạn hẹp và thiết bị cũ.
phức tạp của cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng.
• Chúng đòi hỏi nhà quản trị mạng phải nắm vững giao thức.
• Trong suốt quá trình khởi động, các router thu thập thông tin về cấu trúc hệ thống mạng để xây dựng cơ sở dữ liệu, chúng phát các gói LSA ra trên toàn bộ mạng. Do đó tiến trình này có thể làm giảm dung lượng đường truyền dành cho dữ liệu khác.
1.1.4. So sánh và phân biệt giữa định tuyến theo vectơ khoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết
Trước tiên ta xét giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách. Thông tin định tuyến mà các ro
tin trên bảng định tuyến rất ngắn gọn,chỉ cho biết t
khoảng cách không biết được đường đi một cách cụ thể, không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối giữa chúng. Các bạn có thể xem nội dung bảng định tuyến trên router bằng lệnh show ip route. Hơn nữa, bảng định tuyến là kết quả chọn đường tốt nhất của mỗi router.
CD4pro.info CD4pro.info
chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, các router chọn đường dựa trên kết
ự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồi chuyển bảng định tuyến bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng. Router láng giềng nhận được thông tin mới, cập nhật vào bảng định
đi là gì và gửi cho ai? Khi bắt đầu hoạt động, mỗi router sẽ gửi thông tin cho biết nó có bao nhiếu kết nối và trạng thái của
Kết quả là mỗi router sẽ có đầy đủ thông tin để xây dựng một cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết, hay còn gọi là cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng. Như vậy, mỗi router đều có một cái nhìn đầy đủ mỗi router tự tính toán để chọn đường đi tốt nhất đến từng mạng đích.
liên kết đã hội tụ xong, không thực hiện cập nhật định kỳ. Chỉ khi nào có sự thay đổi thì thông tin về sự thay đổi đó được truyền đi cho tất cả các router trong mạng. Do đó thời gian hội tụ nhanh và ít tốn băng thông.
Ta thấy ưu điểm nổi trội của định tuyến theo trạng thái đường liên kết so với định tuyến theo vectơ khoảng cách là thời gian hội tụ nhanh hơn và tiết kiệm băng thông đường truyền hơn. Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ CIDR và VLSM. Do đó, chúng là một lựa chọn tốt cho mạng lớn và phức tạp. Thực chất giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện định tuyến tốt hơn so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách ở mọi kích cỡ mạng. Tuy nhiên, giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết không được triển khai ở mọi ng vì chúng đòi hỏi dung lượng bộ quả đã chọn của router láng giềng. Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo sự chi phối của các router láng giềng.
Các router định tuyến theo vectơ khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền. Khi có sự thay đổi xảy ra, router nào nhận biết s
tuyến đã được cập nhật cho các router láng giềng kế tiếp. Quá trình cập nhật cứ lần lượt như vậy ra toàn bộ hệ thống. Do đó thời gian bị hội tụ chậm.
Bây giờ ta xét đến giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết. Thông tin định tuyến mà các router gửi
mỗi đường kết nối như thế nào, và nó gửi cho mọi router khác trong mạng bằng địa chỉ multicast. Do đó mỗi router đều nhận được từ tất cả các router khác thông tin về các kết nối của chúng.
và cụ thể về cấu trúc của hệ thống mạng. Từ đó,
Khi các router định tuyến theo trạng thái đường
hệ thống mạ
CD4pro.info CD4pro.info
nhớ lớn và năng lực xử lý mạnh hơn, do đó có thể gây quá tải cho các thiết bị được triển khai rộng , đòi hỏi người quản trị mạng phải được đào tạo tốt mới có thề cấu hình đúng và vận hành được.
độc quyền
tốt ơn vì khả năng mở rộng của nó. RIP chỉ giới hạn trong 15 hop, hội tụ chậm và đôi khi chọn đường có tốc độ chậm vì khi quyết định chọn đường nó không quan tâm được ác nhược điểm của RIP và nó là một giao thức định tuyến mạnh, có khả năng mở rộng, phù hợp với các hệ thống mạng hiện đại. OSPF có thể được cấu hình đơn
xử lý chậm. Một nguyên nhân nữa làm cho chúng không rãi là do chúng là một giao thức thực sự phức tạp