I Mạng Ethernet
2.Hoạt động cđa mạng Ethernet
Xem xột một tiến trỡnh định tuyến dựng RIP, số liƯu cỉng dựng cho RIP là UDP port 520. Khi Daemon bắt đầu ,nú xỏc định tất cả cỏc giao diƯn đang hoạt động và gưi một gúc dữ liƯu “Request Packet” cho mỗi giao diƯn đú đĨ yờu cầu cỏc giao diƯn gưi cho nú bảng định tuyến đầy đđ cđa Router khỏc. Trờn một liờn kết PPP thỡ yờu cầu này đưỵc gưi đến đầu kia cđa liờn kết. Yờu cầu này đưỵc Broadcast nếu mạng hỗ trỵ nó. Cỉng UDP đớch là 520. Gúi dữ liƯu này cú giỏ trị command = 1 nhưng Address family là 0 và Metric là 16. Đõy là một RIP Request dỈc biƯt yờu cầu một bảng dịnh tuyến đầy đđ từ đầu kia cđa liờn kết.Khi RIP Request đưỵc nhận thỡ sau đú bảng định tuyến đầy đđ đưỵc gưi tới nơi gưi RIP Request. Nếu khụng mỗi chỉ mơc trong RIP đưỵc xư lý : Nếu ta cú một tuyến tới địa chỉ riờng, đỈt Metric theo địa chỉ cđa ta, nếu khụng đỈt Metric là 16 và cú nghĩa là ta khụng cú một tuyến tới đớch nú. Khi đú trả lời Respond đưỵc trả lại. Trả lời RIP respond đưỵc nhận và cú thĨ cập nhật lại bảng định tuyến. Cỏc tuyến mới cú thĨ đưỵc thờm vào, cỏc chỉ mơc đang tồn tại cú thĨ đưỵc sưa đỉi hoỈc bị xoỏ. Cập nhật bảng định tuyến theo định kỡ : sau mỗi 30 giõy, toàn bộ hoỈc một phần cđa bảng định tuyến cđa Router đưỵc gưi tới mọi Router lỏng giỊng. Bảng định tuyến cú thĨ quảng bỏ hoỈc gưi tới đầu kia cđa PPP. ViƯc cập nhật xảy ra bất cứ khi nào số Metric cho một tuyến thay đỉi. Mỗi tuyến cố một thời gian sống nhất định (timecout). Nếu một hƯ thống đang chạy RIP tỡm một tuyến khụng đưỵc cập nhật khoảng 3 phĩt Metric cđa tuyến đú đưỵc đỈt tới 16 và đưỵc đỏnh dấu xoỏ. Cú nghĩa là ta bỏ qua 6 lần cập nhật 30 giõy từ Router đó đưa
ra tuyến đú. Xem xột một tiến trỡnh định tuyến dựng RIP, số liệu cổng dựng
cho RIP là UDP port 520. Khi Daemon bắt đầu ,nú xỏc định tất cả cỏc giao diện đang hoạt động và gửi một gúc dữ liệu “Request Packet” cho mỗi giao diện đú để yờu cầu cỏc giao diện gửi cho nú bảng định tuyến đầy đủ của Router khỏc. Trờn một liờn kết PPP thỡ yờu cầu này được gửi đến đầu kia của liờn kết. Yờu cầu MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ
CƯỜNG
này được Broadcast nếu mạng hỗ trợ nú. Cổng UDP đớch là 520. Gúi dữ liệu này cú giỏ trị command = 1 nhưng Address family là 0 và Metric là 16. Đõy là một RIP Request dặc biệt yờu cầu một bảng dịnh tuyến đầy đủ từ đầu kia của liờn kết.Khi RIP Request được nhận thỡ sau đú bảng định tuyến đầy đủ được gửi tới nơi gửi RIP Request. Nếu khụng mỗi chỉ mục trong RIP được xử lý : Nếu ta cú một tuyến tới địa chỉ riờng, đặt Metric theo địa chỉ của ta, nếu khụng đặt Metric là 16 và cú nghĩa là ta khụng cú một tuyến tới đớch nú. Khi đú trả lời Respond được trả lại. Trả lời RIP respond được nhận và cú thể cập nhật lại bảng định tuyến. Cỏc tuyến mới cú thể được thờm vào, cỏc chỉ mục đang tồn tại cú thể được sửa đổi hoặc bị xoỏ. Cập nhật bảng định tuyến theo định kỡ : sau mỗi 30 giõy, toàn bộ hoặc một phần của bảng định tuyến của Router được gửi tới mọi Router lỏng giềng. Bảng định tuyến cú thể quảng bỏ hoặc gửi tới đầu kia của PPP. Việc cập nhật xảy ra bất cứ khi nào số Metric cho một tuyến thay đổi. Mỗi tuyến cố một thời gian sống nhất định (timecout). Nếu một hệ thống đang chạy RIP tỡm một tuyến khụng được cập nhật khoảng 3 phút Metric của tuyến đú được đặt tới 16 và được đỏnh dấu xoỏ. Cú nghĩa là ta bỏ qua 6 lần cập nhật 30 giõy từ Router đó đưa ra tuyến đú.
Cỏc Metric đưỵc dựng bởi RIP là cỏc Hop count cđa cỏc giao diƯn nối trực tiếp là 1, Metric cho mạng đú là 2 khi phải gưi gúi dữ liƯu Router đú đĨ truyỊn trờn mạng. Khi mỗi Router gưi cỏc bảng định tuyến cđa nú tới cỏc Router lỏng giỊng thỡ cỏc tuyến đú cú thĨ đưỵc xỏc định tới mỗi mạng trong hƯ thống. Nếu cú nhiỊu đường dẫn trong hƯ thống từ một Router tới mạng thỡ Router sẽ chọn đường dẫn cú ít Hop count nhất và bỏ qua cỏc đường dẫn khỏc. Hop count đưỵc giới hạn là 15 nghĩa là RIP chỉ đưỵc dựng bờn trong hƯ thống,ở đõy hop count lớn nhất giữa cỏc host là 15. Metric đạc biƯt 16 chỉ ra rằng là khụng cú tuyến nào tồn tại với địa chỉ 15. Bởi vỡ RIP khụng kiĨm tra và sưa chữa những hiƯn tưỵng lỈp trong chọn đường ,những thụng tin vỊ cỏc tuyến vưỵt quỏ 15 hop sẽ MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ
CƯỜNG
đưỵc coi là khụng cú giỏ trị ,đú cịng là hạn chế cđa RIP khi sư trong dơng những mạng lớn
Hỡnh 33 Khuụn dạng thụng điƯp RIP
3. Cỏc hạn chế.
Router dựng RIP cịng gỈp phải những vấn đỊ độ tin cậy trong bảng định tuyến do thời gian đồng bộ thụng giữa cỏc Router khi cú sự thay đỉi xảy ra trong mạng. Lý do chớnh là do sự đồng bộ thụng tin chậm dẫn đến hiƯn tưỵng lỈp, gọi là Count-to-Infinity (hỡnh 34). Router R3 cú kết nối với mạng D. R2 nhận đưỵc thụng tin do RIP R3 quảng bỏ tới, do đú nú cú đưỵc thụng tin chọn đường tới mạng D Router dựng RIP cũng gặp phải những vấn đề độ tin cậy trong bảng định tuyến do thời gian đồng bộ thụng giữa cỏc Router khi cú sự thay đổi xảy ra trong mạng. Lý do chớnh là do sự đồng bộ thụng tin chậm dẫn đến hiện tượng MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ
CƯỜNG
Command Verion Resered
Family of net 1 Resered
Net 1 Address Set to 0 Set to 0
Distant of network 1
Family of net 2 Reserved Net 2 Address Set to 0 Set to 0 Distant of network2 Destination Address Source Address Type Field TP Header UDP Header UDP Data CRC 81
lặp, gọi là Count-to-Infinity (hỡnh 34). Router R3 cú kết nối với mạng D. R2 nhận được thụng tin do RIP R3 quảng bỏ tới, do đú nú cú được thụng tin chọn đường tới mạng D
Khi liờn kết cđa R3 tới mạng D khụng cũn xoỏ bỏ thụng tin trong bảng định tuyến cđa nó trong khi thụng tin trong bảng định tuyến cđa R2 vẫn cũn nờn R2 lại giữ thụng tin cập nhật này cho R3 núi rằng cú thĨ tới đưỵc mạng D với số Hop là 2
Hỡnh 34 - Định tuyến lỈp giữa hai Router
Do vậy R3 tớnh rằng nú cú thĨ tới đưỵc mạng D với số Hop là 3 trong trường họp này cỏc gúi dữ liƯu đI tới mạng D đưỵc chấp nhận bởi R3 và R2 sẽ truyỊn giữa 2 Router đến khi TTL = 0 gõy ra hiƯn tưỵng định tuyến lỈp (Routing Loop) Do vậy R3 tớnh rằng nú cú thể tới được mạng D với số Hop là 3 trong trường họp này cỏc gúi dữ liệu đI tới mạng D được chấp nhận bởi R3 và R2 sẽ truyền giữa 2 Router đến khi TTL = 0 gõy ra hiện tượng định tuyến lặp (Routing Loop)
Khi 2 Router tiếp tơc cập nhật thụng tin chọn đường, quỏ trỡnh này cũn mất thờm một khoảng thời gian nữa. Khi R2 khụng cũn nhận đưỵc thụng tin cập nhật từ R3 tới mạng D với giỏ trị cost 2 sau đú sẽ khụng cú giỏ trị và sẽ bị xoỏ khỏi bảng định tuyến cđa R2 khi đú nhận đưỵc thụng tin tới mạng D cđa R2 khi đú nhận đưỵc thụng tin tới mạng D cđa R3 với cost 3 và cập nhật thụng tin tới mạng D vào bảng định tuyến cđa nú với cost 4, tương tự như vậy R3 tăng cost cđa nú lờn 5 cứ như vậy cho đến khi giỏ trị cost đạt tới 16, quỏ trỡnh này mất vài phĩt. MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 82 R3 R D D R2 R
Cú một số cụng nghƯ đĨ khắc phơc sự hội tơ chậm Khi 2 Router tiếp tục cập nhật thụng tin chọn đường, quỏ trỡnh này cũn mất thờm một khoảng thời gian nữa. Khi R2 khụng cũn nhận được thụng tin cập nhật từ R3 tới mạng D với giỏ trị cost 2 sau đú sẽ khụng cú giỏ trị và sẽ bị xoỏ khỏi bảng định tuyến của R2 khi đú nhận được thụng tin tới mạng D của R2 khi đú nhận được thụng tin tới mạng D của R3 với cost 3 và cập nhật thụng tin tới mạng D vào bảng định tuyến của nú với cost 4, tương tự như vậy R3 tăng cost của nú lờn 5 cứ như vậy cho đến khi giỏ trị cost đạt tới 16, quỏ trỡnh này mất vài phỳt. Cú một số cụng nghệ để khắc phục sự hội tụ chậm như Split horizon, poison reverse và Trigered updater.
• Split horizon.
- Split horizon khụng cho phộp một Router cập nhật những thụng tin mà nú đó cho một Router khỏc quay trở lại này.
- Spilt horizon khụng cú poison reverse cịng khụng khắc phơc đưỵc hiƯn tưỵng lỈp nếu trong trường hỵp cú 3 Router (hỡnh vẽ).
- Nếu R3 mất liờn kết với mạng D nú sẽ ngừng quảng bỏ thụng tin tới mạng D cho R1 và R2. Khi đú Split horizon khụng cho phộp R1 và R2 gưi thụng tin tới D cho R3 do đú thụng tin D cđa R1 và R2 sẽ mất giỏ trị khi hết liờn kết thời gian (time oute). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Giả sư trong khi R2 vẫn cũn thụng tin tới D nhưng R1 đó bị mất , khi đú R1 sẽ nhận đưỵc thụng tin cập nhật từ R2 (cost = 3) do đú nú thụng bỏo với R3 vỊ thụng tin cập nhật tới D (cost = 4), khi thụng tin trờn R2 (cost = 2) mất do time out R3 sẽ cập nhật thụng tin tới D do R2 (cost = 5) cứ như vậy cho đến khi cost =16, đĨ trỏnh trường hỵp này phải thiết kế cấu hỡnh mạng đĨ khụng xảy ra hiƯn tưỵng lỈp giữa 3 Router hoỈc dựng Trigerd updates
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 83 D R3 R1
Hỡnh 35- Định tuyến lỈp giữa 3 Router Poision Reverse
Với poision Reverse thay vỡ khụng truyỊn thụng tin trọn đường cho mỏy đó quảng bỏ thụng tin đú cỏc Router truyỊn thụng tin này với cost = 16
Trigered updates.
Cho phộp cập nhật kịp thời cỏc thụng tin khi cú một thụng tin chọn đường mơớ hoỈc bị xoỏ, điỊu này cho phộp giảm thiĨu thời gian lưu giữ cỏc thụng tin cú giỏ trị, trong trường hỵp khi trờn R3 mất hết liờn kết với mạngD nú sẽ cập nhật ngay lờn cỏc Router R2, R1 thụng tin này.
II. Giao thức định tuyến OSPF (Open Shortest Path First) 1. ĐỈc điĨm và hoạt động . 1. ĐỈc điĨm và hoạt động .
Trong giao thức OSPF dựng trạng thỏi liờn kết, một Router khụng trao đỉi khoảng cỏch với Router lỏng giỊng, thay vào đú mỗi Router kiĨm tra một cỏch tớch cực cỏc trạng thỏi liờn kết cđa nú với mỗi Router lỏng giỊng, tức là cú thĨ cú nhiỊu tuyến đường tới một đớch với cỏc Hop cout khỏc nhau nhưng khụng nhất thiết phải cú một Hop cout nhỏ nhất mà lĩc ấy nú sẽ tớnh toỏn xem tuyến nào thuận lỵi hơn thỡ nú sẽ chọn tuyến đú và nú gưi thụng tin này tới cỏc Router khỏc. Chẳng hạn như cú một tuyến nào đú cú số Hop – cout lớn hơn nhưng giải thụng theo tuyến đú lại lớn hơn nhiỊu so với giải thụng cđa tuyến cú ít Hop cout hơn thỡ nú sẽ chọn tuyến cú giải thụng lớn hơn . Sau đú cỏc Router lỏng giỊng sẽ gưi thụng tin ra toàn bộ hƯ thống. Mỗi Router nắm giữ thụng tin vỊ trạng thỏi liờn kết này và xõy dung lờn một bảng định tuyến đầy đđ .
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG 84 R2
2. ĐỈc điĨm cđa OSPF
- OSPF cú thĨ tớnh toỏn một hoỈc nhiỊu tuyến đối với mỗi loại dịch vơ IP. Nghĩa là đớch nào cú nhiỊu tuyến trong bảng định tuyến thỡ nú sẽ dành mỗi tuyến cho một loại dịch vơ IP.
- Khi cỏc tuyến cú giỏ trị cost cõn bằng tới một đớch , OSPF sẽ phõn tỏn luồng dữ liƯu cõn bằng giữa cỏc tuyến, gọi là load banlancing
- OSPF hỗ trỵ cỏc mạng con (subnet): MỈt nạ mạng con (subnet mask )đươc kết hỵp với mỗi tuyến đưỵc quảng bỏ . Subnet mask cho phộp một địa chỉ IP cđa bất kỡ lớp nào đưỵc phõn ra thành nhiỊu mạng con khỏc nhau với cỏc kớch thước khỏc nhau . Cỏc tuyến tới một Host đưỵc quảng bỏ với một subnet mask gồm toàn bit 1 . Một tuyến mỈc định (default) đựơc quảng bỏ như một địa chỉ IP.O.O.O.O. với một Mask toàn bit O
- Một phương phỏp xỏc thực đơn giản cú thĨ đưỵc với giao thức này.
- Cỏc liờn kết PPP giữa cỏc Router khụng cần một địa chỉ IP tại mỗi đầu cđa liờn kết đĨ tiết kiƯm địa chỉ IP, gọi là mạng unnumbered.
- HƯ thống dựng OSPF gưi thụng điƯp tới một nhúm địa chỉ dựng (Muiticasting) thaycho viƯc quảng bỏ (broadcasting) đĨ giảm thụng lưỵng trờn cỏc đường truyỊn cđa hƯ thống khụng dựng giao thức OSPF.
- OSPF khụng bị hiƯn tưỵng định tuyến lỈp (count to infinity) do đú số Hop cđa nú khụng bị giới hạn bởi 16 (tối đa lờn tới 65535), do đú cú thĨ chạy trong mạng cú qui mụ lớn hơn ,cho phộp gỏn một số lưỵng lớn cỏc giỏ trị cost khỏc nhau phơ thuộc vào kiĨu cđa mạng dựa trờn một số đỈc tớnh như giải thụng. OSPF trao đỉi thụng tin định tuyến nhõnh hơn RIP do khụng xảy ra hiƯn tưỵng định tuyến lỈp và do thụng lưỵng cập nhật ngay lập tức,khắc phơc hiƯn tưỵng mất liờn kết hay hiƯn tưỵng lỈp.
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG
- OSPF chỉ cập nhật thụng tin khi cú sự thay đỉi trạng thỏi liờn kết hoỈc sau 30 phĩt, do vậy chiếm ít thời gian lưu thụng trờn mạng hơn RIP (30s), dành giải thụng dữ liƯu.
• OSPF chọn đường trong cỏc mạng cú qui mụ lớn nhờ cú thờm một số tớnh
năng linh hoạt sau:
- Loại dịch vơ (Type of services): chọn đường tuỳ theo kiĨu dịch vơ, nhiỊu đường đi cú thĨ đưỵc cấu hỡnh cho những kiĨu dịch vơ khỏc nhau thớ dơ như đường cú thụng lưỵng cao dành cho một số cỏc dịch vơ cú yờu cầu cao vỊ dải thụng ...
- Cõn tải (Load blancing): Do cú nhiỊu đường sẵn sàng, dữ liƯu đưỵc phõn bỉ những đường này sao cho sư dơng mạng hạ tầng đưỵc hiƯu quả nhất.
- Chia AS (Subdivision of AS) quản lý mạng qui mụ lớn bằng cỏch phõn ra thành cỏc vựng logic.
- An ninh (Security).
- Định tuyến cho hast riờng trờn mạng.
OSPF tỉ chức theo kiĨu hỡnh cõy, trờn cựng hƯ thống AS trong hƯ thống AS cú cỏc vựng, mỗi Router chỉ nắm thụng tin vỊ cấu trĩc mạng cđa một vựng nhất định (topological database) cựng cỏc thụng tin chọn đường trong vựng đú cho phộp nú quyết chọn đường theo cỏc thụng tin chọn đường trờn mạng, dẫn đến 2 loại chọn đường sau:
MẠNG INTERNET SV: NGUYỄN THẾ CƯỜNG (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chọn đường trong AS (Infraction Routing) và chọn đường ngoài AS (Inter Ruoting.
Cỏc loại Router DSPF:
- Router nội bộ (Internal Router) : chỉ cú liờn kết với một vựng chỉ chạy một bản sao cđa thuật toỏn OSPF và lưu giữ thụng tin vỊ cấu hỡnh trong vựng cđa nó .
- Router cú liờn kết ra bờn ngoài (Area Border Router) cú liờn kết với nhiỊu hơn một vựng, chạy nhiỊu bản sao cđa thuật toỏn OSPF cựng với một bản sao vỊ cấu hỡnh mạng cho mỗi vựng mà nú liờn kết và một bản sao cho AS xương sống (bach bone AS). ĐĨ giảm thiĨu lưỵng chọn đường, Router liờn kết với bờn ngoài chỉ quan tõm đến cấu hỡnh vựng mà nú liờn kết trong sự phõn bỉ cđa cả hƯ thống AS. Những Router khỏc trờn cựng một Back bone sẽ truyỊn những thụng tin chọn đường từ Router này tới cỏc vựng khỏc. - Cỏc Router nằm trờn đường biờn cđa hƯ thống độc lập (AS boundary
Ruoter) chuyĨn đỉi thụng tin chọn đường với cỏc Router ở hƯ thống AS khỏc. Cỏc Router này cú những thụng tin chọn đường ra ngoài hƯ thống độc lập AS đưỵc quảng bỏ khắp hƯ thống AS, cỏc Router trong hƯ thống AS lưu giữ cỏc thụng tin chọn đường tới mỗi Router.
CHươNG III. GIAO THỉC địNH TUYếN BIờN BGP (BORDER GATEWAY PROTOCOL)
I Tỉng quan.