I. Tổng quan
1. Đặc điểm: Để tiếp cận RIPv2 một cách nhanh chóng và đầy đủ, những phần trong chương này sẽ đề cập tới sự khác nhau giữa RIPv1 và RIPv2:
=> Router chạy RIP gửi thông tin về tuyến đường trong các cập nhật RIP qua mỗi giao tiếp trong mỗi khoảng thời gian cập nhật. Một Router chạy RIP quảng bá những tuyến đường kết nối trực tiếp với nó, và những Router chạy RIP khác nhận quảng bá và cập nhật vào bảng định tuyến của mình. Chú ý rằng RIP không cất giữ bảng sơ đồ [topology] riêng biệt. Những Router chạy RIP không thiết lập quan hệ láng giềng, cũng không gửi thông điệp hello - mỗi router chỉ đơn giản là gửi cập nhật với địa chỉ đích là 224.0.0.9 với RIPv2 và 255.255.255.255 với RIPv1
=> RIPv2 và RIPv1 đều sử dụng số chặng làm chi phí, chi phí tối đa là 15, với chi phí bằng 16 được xem là vô cùng [infinity] và tuyến không thể đến được. Một Router chạy RIP không đặt chi phí của nó vào tuyến khi gửi cập nhật. Thay vào đó Router chạy RIP sẽ tăng chi phí lên một khi xây dựng gói tin cập nhật. Ví dụ: nếu Router A có một tuyến chi phí bằng 2, nó sẽ quảng bá tuyến đó đi với chi phí bằng 3.
=> Khi một Router chạy RIP học được nhiều tuyến đến cùng một mạng con thì tuyến có chi phí thấp nhất sẽ được chọn. Nếu như có nhiều tuyến có chi phí bằng nhau và nhỏ nhất, Router mặc định sẽ cập nhật 4 tuyến vào bảng định tuyến. Router cũng có thể cho phép cập nhật từ 1 tới 6 tuyến vào bảng định tuyến bằng cách sử dụng câu lệnh ip maximum-paths number trong chế độ Router RIP
2. Hội tụ và chống vòng lặp:
Phần quan trọng nhất và cũng phức tạp nhất của RIP nằm ở những phương thức chống vòng lặp. Giống như những giao thức định tuyến Distance vector, RIP sử dụng kết hợp những công cụ chống vòng lặp khác nhau, nhưng đáng tiếc rằng những công cụ này cũng làm tăng thời gian hội tụ [convergence] một cách đáng kể. Sự thật đó là một hạn chế rất lớn của RIP [kể cả RIPv2]. Bảng sau đây sẽ tổng hợp những tính năng và phương thức liên quan đến hội tụ và chống vòng lặp của RIP
Khoảng thời gian Invalid:
=> Nếu mạng 10.1.5.0 bị mất, Router R4 sẽ đánh dấu tuyến này như là không đến [unreachable] và truyền thông tin cho các Rouer khác. Nhưng nếu trong trường hợp chính Router R4 bị chết, Router R1,R2,R3 vẫn còn lưu giữ thông tin về mạng 10.1.5.0 trong bảng định tuyến. Thông tin về tuyến không còn hợp lệ nhưng không có Router nào thông báo cho R1,R2,R3 biết về việc này. Kết quả là R1,R2,R3 sẽ đẩy các gói tin đi về các địa chỉ mạng đích không còn tồn tại, mạng bị hiện tượng lỗ đen.
=> Vấn đề có thể giải quyết được bằng cách thiết lập một thông số gọi là khoảng thời gian không phù hợp [invalidation timer] cho từng hàng trong bảng định tuyến. Ví dụ: khi Router R3 nghe về mạng 10.1.5.0 lần đầu tiên và nhập thông tin vào bảng định tuyến. R3 sẽ thiết lập một đồng hồ cho tuyến đó. Ở mỗi chu kỳ cập nhật nhận được từ R4 thì R3 sẽ bỏ qua những cập nhật đã biết và khởi động lại thời gian tuyến đó. Nếu Router R4 bị chết thì R3 không còn nghe về mạng 10.1.5.0. Thời gian Invalid sẽ bị hết, C đánh giấu tuyến như không đến được và truyền thông tin này trong cập nhật kế tiếp.
=> Thời gian cho tuyến hết hạn thường là từ 3 cho tới 6 chu kỳ cập nhật. Một Router không muốn xem một tuyến là không hợp lệ chỉ sau một chu kỳ cập nhật bị mất vì điều này sẽ làm cho gói tin bị mất hay tăng độ trễ của mạng. Ngược lại, nếu thời gian là quá dài, quá trình hội tụ mạng sẽ rất chậm.
Split horizon:
Giả sử rằng mạng 10.1.5.0 bị sự cố, Router R4 sẽ phát hiện, đánh dấu tuyến này là không đến được và truyền thông tin đến R3 ở chu kỳ cập nhật kế tiếp. Tuy nhiên trước khi R4 kích hoạt một cập nhật, có một vấn đề xẩy ra. Cập nhật của R3 đến thông báo là nó có thể đến được mạng 10.1.5.0, chỉ cách R3 một chặng. R4 không có cách nào nhận ra R3 quảng bá sai. R4 sẽ tăng giá trị số chặng và đưa vào bảng định tuyến thông tin là mạng 10.1.5.0 có thể đến được thông qua R3 cách đó 2 chặng.
=> Bây giờ có một gói tin có địa chỉ đích là 10.1.5.3 đến Router R3. R3 tra bảng định tuyến của nó và đẩy gói tin về R4. R4 tra bảng định tuyến và đẩy về R3. Một vòng lặp xẩy ra.
=> Tính năng Split horizon sẽ ngăn ngừa khả năng vòng lặp xuất hiện. Có 2 nhóm Split horizon gồm Split horizon đơn giản và Split horizon kết hợp với Poison reverse.
=> Nguyên tắc cho Split horizon đơn giản là khi gửi một cập nhật ra một cổng, không được chứa những địa chỉ mạng được học trên chính cổng đó.
=> Các Router thực hiện tính năng Split horizon đơn giản. R3 sẽ gửi một cập nhật cho R4 về địa chỉ mạng 10.1.1.0 và 10.1.2.0, 10.1.3.0. Các mạng 10.1.4.0 không gửi vì nó là connected và 10.1.5.0 là từ R4. Tương tự gửi cập nhật tới R2 bao gồm địa chỉ 10.1.4.0, 10.1.5.0 và không có 10.1.1.0 và 10.1.2.0, 10.1.3.0.
=> Luật Split horizon với poison reverse là một cải tiến.
II. Thực hành
1. Cấu hình giao thức định tuyến động RIPv2
a. Yêu cầu chuẩn bị
3 Router Cisco 2621XM
2 Cisco Catalyst Switch 2950-24
4 PC
Dây cáp Fast Ethernet,Serial
b Yêu cầu nội dung
Đấu nối thiết bị như sơ đồ
Cấu hình trên các Interface
Cấu hình cơ bản cho Router
Cấu hình giao thức RIPv2 trên Router R1 và R2
Kiểm tra kết nối giữa các thiết bị trong mạng
c. Video hướng dẫn
MỤC LỤCDanh mục một số thuật ngữThuật ngữ Ý nghĩaRIP [Routing Information Protocol] Giao thức quảng bá thông tinOSPF [ Open Shortest Path First ] Mở đường ngắn nhất đầu tiênIS-IS [ Intermediate System-to-Intermediate System ]Hệ thống trung gian nối hệ thống trung gianBGP [Border Gateway] Tìm đường nòng cốt trên InternetAS [Autonmous sytem] Hệ tự quảnIGP [Interior Gateway Protocol] Quyết định cổng vào trongSPF [Shortest Path First] Tìm đường đi ngắn nhấtLSA [Link-state Advertisement] Thông điệp thông báo trạng thái đường liên kếtCIDR [Classless Interdomain Routing] Tuyến liên vùng không phân lớpVLSM [Variable Length Subnet Mask] Mặt nạ mạng có chiều dài khác nhauIPX [Internetwork Packet Exchange] Liên mạng trao đổi gói tinLAN [ Local Area Network] Mạng máy tính cục bộWAN [wide area network] Mạng dữ liệu được thiết kế để kết nối giữa các khu vực địa lý cách xa nhauClassful Phân lớpClassless Không phân lớpBest path Đường đi tốt nhấtGateway Cổng vàoNode nút mạngPacket Gói tinLink state Đường liên kếtRouting/router Định tuyếnDistance vector Vec tơ khoảng cáchDynamic routing Định tuyến độngInterface Phần mạng vật lý mà sử dụng để đến cổng ra đầu tiên của đường dẫn về đíchDiscontiguous network Mạng không liền kềSubnet mask Mặt nạ mạngPoisoning Ngăn ngừaReverse Cắt ngangStatic Routing Định tuyến tĩnhDanh mục hình ảnh2LỜI MỞ ĐẦUNgành kỹ thuật mạng máy tính là một trong những ngành rất phát triển trên thế giới ngày nay. Do nhu cầu của các ngành, các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và kinh tế - xã hội và đặc biệt là nhu cầu của con người ngày càng tăng đòi hỏi yêu cầu kết nối mạng Internet ngày càng lớn. Chính vì vậy công việc định tuyến [routeing] cho mạng Internet cũng phát triển theo và không ngừng thay đổi để phù hợp với yêu cầu lớn hơn.Trong ngành mạng máy tính, định tuyến [tiếng Anh: routing hay routeing] là quá trình chọn lựa các đường đi trên một mạng máy tính để gửi dữ liệu qua đó. Việc định tuyến được thực hiện cho nhiều loại mạng, trong đó có mạng điện thoại, liên mạng, Internet, mạng giao thông.Routing chỉ ra hướng, sự di chuyển của các gói [dữ liệu] được đánh địa chỉ từ mạng nguồn của chúng, hướng đến đích cuối thông qua các node trung gian; thiết bị phần cứng chuyên dùng được gọi là router [bộ định tuyến]. Tiến trình định tuyến thường chỉ hướng đi dựa vào bảng định tuyến, đó là bảng chứa những lộ trình tốt nhất đến các đích khác nhau trên mạng. Vì vậy việc xây dựng bảng định tuyến, được tổ chức trong bộ nhớ của router, trở nên vô cùng quan trọng cho việc định tuyến hiệu quả.Các giao thức định tuyến được sử dụng là: RIP, IGRP, EIGRP, OSPF,… .RIP [Routing Information Protocol] là một giao thức định tuyến dùng để quảng bá thông tin về địa chỉ mà mình muốn quảng bá ra bên ngoài và thu thập thông tin để hình thành bảng định tuyến [Routing Table] cho Router. Đây là loại giao thức Distance Vector sử dụng tiêu chí chọn đường chủ yếu là dựa vào số hop [hop count] và các địa chỉ mà RIP muốn quảng bá được gửi đi ở dạng Classful [đối với RIP verion 1] và Classless [đối với RIP version 2].Những nội dung trình bày trong quyển báo cáo gồm:CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾNCHƯƠNG 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIPCHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CỦA GIAO THỨC RIPTrong qúa trình thực tập và đặc biệt được sự giúp đỡ tận tình của cô Vũ Thị Thu Hương - Giảng viên khoa Điện Tử - em đã quyết định làm đồ án kết thúc Thực 3tập Tốt nghiệp với đề tài: Tìm hiểu về giao thức định tuyến RIP và cấu hình trên Router.Tuy đã rất cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thiện báo cáo nhưng có thể vẫn còn có những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cô giáo để có thêm những kiến thức vững chắc trong lĩnh vực điện tử đang theo học. Chắc chắn những kiến thức đó sẽ giúp em rất nhiều trong việc nghiên cứu học tập và công tác sau này.Xin chân thành cảm ơn !Giáo viên hướng dẫn : Th.S Vũ Thị Thu HươngSinh viên thực hiện : Mai Hữu TiếnLớp : ĐH Điện Tử 3 – K54CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN1.1. Giới thiệu về Định TuyếnSự phát triển của Internet cũng đồng nghĩa với việc tăng trưởng về quy mô và công nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN… . Và đặc biệt là lưu lượng thông tin trên mạng tăng đáng kể. Chính điều đó đã làm cho vấn đề chia sẻ thông tin trên mạng hay là vấn đề định tuyến trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Trong việc thiết kế mạng và lựa chọn giao thức định tuyến sao cho phù hợp với chi phí, tài nguyên của tổ chức là đặc biệt quan trọng.Hình : Ví dụ về một mạng máy tính1.2. Khái niệm định tuyến [Routing]- Định tuyến là quá trình chọn lựa các đường đi trên một mạng máy tính để gửi dữ liệu qua đó.- Định tuyến chỉ ra hướng, đường đi tốt nhất [best path] từ nguồn đến đích của gói tin [packet] thông qua các node trung gian là các router. - Có 2 loại định tuyến : tĩnh và động- Trong định tuyến tĩnh, sau khi cấu hình đường đi là cố định. Khi thay đổi trong mạng phải cấu hình lại. Phù hợp với mạng nhỏ. Rất khó triển khai trong mạng lớn.5- Dynamic Routing : Định tuyến động chiếm ưu thế trên mạng Intrenet ngày nay. Các đường đi đến đích có tính linh hoạt. Các kiểu định tuyến động :+ RIP [ Routing information protocol ]+ IGRP [ Interior Gateway Routing Protocol ]+ EIGRP [ Enhanced IGRP ]+ OSPF [ Open Shortest Path First ]+ IS-IS [ Intermediate System-to-Intermediate System ]+ BGP [ Border Gateway ]Các thuật toán tìm đường:Distance Vector [Véc tơ khoảng cách]Dùng cho 3 kiểu định tuyến:+ RIP [ver 1 & ver 2]+ IGRP+ EIGRPLink StateDùng cho 2 kiểu định tuyến:+ OSPF+ IS-IS1.3. Định tuyến tĩnh và định tuyến động1.3.1 Định tuyến tĩnh [Static Routing]Định tuyến tĩnh [Static Routing] là người quản trị mạng phải nhập các thông tin về đường đi cho router. Khi cấu trúc mạng có xảy ra bất kỳ sự thay đổi nào thì chính người quản trị mạng phải xóa hoặc thêm các thông tin về đường đi cho router. Đường đi như vậy được gọi là đường cố định. Đối với hệ thống mạng lớn thì công việc bảo trì bảng định tuyến cho router như vậy tốn rất nhiều thời gian. Nhưng đối với hệ thống mạng nhỏ, ít có thay đổi thì công việc này đỡ mất công hơn. Chính vì định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị phải cấu hình mọi thông tin về đường đi cho router nên nó không có tính linh hoạt như định tuyến động [Dynamic 6Routing]. Trong những hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thường được sử dụng kết hợp với giao thức định tuyến động cho một số mục đích đặc biệt.Hoạt động của Static Routing:Hoạt động của định tuyến tĩnh có thể chia ra làm 3 bước sau:1. Đầu tiên, người quản trị mạng phải cấu hình các đường cố định cho router.2. Router cài đặt các đường đi này vào bảng định tuyến.3. Gói dữ liệu được định tuyến theo các đường cố định.Cấu hình đường cố định :Sau đây là các bước để cấu hình đường cố định :1. Xác định tất cả các mạng đích cần cấu hình,subnet mask tương ứng và gateway tương ứng. Gateway có thể là cổng giao tiếp trên router hoặc là địa chỉ của trạm kế tiếp để đến được mạng đích.2. Vào chế độ cấu hình toàn cục của router. 3. Nhập lệnh ip route với địa chỉ mạng đích, subnet mask tương ứng và gateway tương ứng đã xác định ở bước 1. Nếu cần thì thêm thông số về chỉ số tin cậy. 4. Lặp lại bước 3 cho những mạng đích khác 5. Thoát khỏi chế độ cấu hình toàn cục.6. Lưu tập tin cấu hình đang hoạt động thành tập tin cấu hình khởi động bằng lệnh copy running-config statup-config.Static Routing được cấu hình bằng tay bằng câu lệnh ip route. Câu lệnh ip route có thể thiết lập router tiếp theo bằng hai cách sau:7+ Giao diện đi ra [cổng đi ra].Hình : Giao diện đi ra+ Địa chỉ IP của router kế cận.8Hình : Địa chỉ IP của router kế cậnNgoài ra, trong Static Routing có một trường hợp đặc biệt được gọi là Default Route. Câu lệnh tương tự như Static Routing nhưng địa chỉ mạng đích và subnet mask là không cần biết. Đặc điểm của Default Route là:+ Độ ưu tiên thấp nhất, nằm chót bảng định tuyến.+ Không cần biết mạng đích nằm ở đâu và subnet mask là gì.Ví dụ: R1[config]# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 s1/0 hoặc R1[config]# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.2Cấu hình đường mặc định cho router chuyển gói đi:Đường mặc định là đường mà router sẽ sử dụng trong trường hợp router không tìm thấy đường đi nào phù hợp trong bảng định tuyến để tới đích của gói dữ liệu. Chúng ta thường cấu hình đường mặc định cho đường ra Internet của router vì router không cần phải lưu thông tin định tuyến tới từng mạng trên Internet. Lệnh cấu hình đường mặc định thực chất cũng là lệnh cấu hình đường cố định, cụ thể là câu lệnh như sau:Ip route 0.0.0.0 0.0.0.0[next –hop-address/outgoing interface ]9Các bước cấu hình đường mặc định:+ Vào chế độ cấu hình toàn cục+ Nhập lệnh ip route với mạng đích là 0.0.0.0 và subnet mask tương ứng là 0.0.0.0. Gateway của đường mặc định có thể là cổng giao tiếp trên router kế tiếp. Thông thường thì chúng ta nên sử dụng địa chỉ IP của router kế tiếp làm gateway.+ Thoát khỏi chế độ cấu hình toàn cụcLưu lại thành tập tin cấu hình khởi động trong NVRAM bằng lệnh:copy running-config.Kiểm tra cấu hình đường cố định:Các bước kiểm tra cấu hình đường cố định :+ Ở chế độ đặc quyền, nhập lệnh show running-config để xem tập tin cấu hình đang hoạt động.+ Kiểm tra xem câu lệnh cấu hình đường cố định có đúng không. Nếu không đúng thì phải vào lại chế độ cấu hình toàn cục, xoá câu lệnh sai đi và nhập lại câu lệnh mới.+ Nhập lệnh show ip route.+ Kiểm tra xem đường cố định đã cấu hình có trong bảng định tuyến hay không.10Hình : Kiểm tra cấu hình đường cố địnhXử lý sự cố:Router Hoboken đã được cấu hình đường cố định tới mạng 172.16.1.0 trên Sterling và tới mạng 172.16.5.0 trên waycross.Với cấu hình như vậy thì node trong mạng 172.16.1.0 ở Sterling không thể truyền dữ liệu cho node trong mạng 172.16.5.0 được. Bây giờ trên router Sterling, thực hiện lệnh ping tới một node trong mạng 172.16.5.0. Lệnh ping không thành công. Sau đó dùng lệnh traceroute đến node mà ta vừa mới ping để xem lệnh traceroute bị rớt ở đâu. Kết quả của câu lệnh traceroute cho thấy router Sterling nhận được gói ICMP trả lời từ router Hoboken mà không nhận được từ router Waycross. Chúng ta telnet vào router Hoboken. Từ router Hoboken thử ping đến node trong mạng 172.16.5.0. Lệnh ping này sẽ thành công vì Hoboken kết nối trực tiếp với Waycross.11Hình : Kiểm tra sự cố trên router SterlingHình : Kiểm tra sự cố trên router Hoboken1.3.2. Định tuyến động [Dynamic Routing]Giao thức định tuyến khác với giao thức được định tuyến cả về chức năng và nhiệm vụ.Giao thức định tuyến được sửdụng đểgiao tiếp giữa các router với nhau.Giao thức định tuyến cho phép router này chia sẻcác thông tin định tuyến mànó biết cho các router khác. Từ đó, các router có thể xây dựng và bảo trì bảng định tuyến của nó.12 Sau đây là một số giao thức định tuyến:• Routing information Protocol[RIP] • Interior Gateway Routing Protocol[IGRP] • Enhanced Inteior Gateway Routing Protocol[EIGRP] • Open Shortest Path First[OSPF]Còn giao thức được định tuyến thì được sử dụng để định hướng cho dữ liệu của người dùng. Một giao thức được định tuyến sẽ cung cấp đầy đủ thông tin về địa chỉ lớp mạng để gói dữ liệu có thể truyền đi từ host này đến host khác dựa trên cấu trúc địa chỉ đó.Sau đấy là các giao thức được định tuyến:+ Internet Protocol [IP]+ Internetwork Packet Exchange [IPX]Autonmous sytem[AS] [Hệ thống tự quản ]Hệ tự quản [AS] là một tập hợp các mạng hoạt động dưới cùng một cơ chế quản trị về định tuyến. Từ ngoài nhìn vào, một AS được xem như một đơn vị.Tổ chứ đăng ký số Internet của Mỹ [ARIN] là nơi quản lý việc cấp số cho mỗi AS. Chỉ số này dài 16 bit. Một số giao thức định tuyến ví dụ như IRGP của Cisco đòi hỏi số AS xác định khi hoạt động.Hình : Một AS là bao gồm các router hoạt động dưới cùng một cơ chế quản trị13Mục đích của giao thức định tuyến và hệ thống tự quảnMục đích của giao thức định tuyến là xây dựng và bảo trì bảng định tuyến. Bảng định tuyến này mang thông tin về các mạng khác và các cổng giao tiếp trên router đến các mạng này. Router sử dụng giao thức định tuyến để quản lý thông tin nhận được từ các router khác, thông tin từ cấu hình của các cổng giao tiếp và thông tin cấu hình các đường cố định.Giao thức định tuyến cấp nhật về tất cả các đường, chọn đường tốt nhất đặt vào bảng định tuyến và xóa đi khi đường đó không sử dụng được nữa. Còn router thì sử dụng thông tin trên bảng định tuyến để chuyển gói dữ liệu của các giao thức được định tuyến.Định tuyến động hoạt động trên cơ sở các thuật toán định tuyến. Khi cấu trúc mạng có bất kỳ thay đổi nào như mở rộng thêm, cấu hình lại, hay bị trục trặc thì khi đó ta nói hệ thống mạng đã được hội tụ. Thời gian để các router đồng bộ với nhau càng ngắn càng tốt vì khi các router chưa đồng bộ với nhau về các thông tin trên mạng thì sẽ định tuyến sai.Với hệ thống tự quản [AS], toàn bộ hệ thống mạng toàn cầu được chia ra thành nhiều mạng nhỏ, dễ quản lý hơn. Mỗi AS có một số AS riêng, không trùng lặp với bất kỳ AS khác và mỗi AS có cơ chế quản trị riêng của mình.Phân loại các giao thức định tuyếnĐa số các thuật toán định tuyến được xếp vào 2 loại sau : • Vectơ khoảng cách • Trạng thái đường liên kết.Sơ lược định tuyến theo Vector khoảng cáchĐịnh tuyến theo vectơ khoảng cách thực hiện truyền bản sao của bảng định tuyến từ router này sang router khác theo định kỳ. Việc cập nhật định kỳ giữa các router giúp trao đổi thông tin khi cấu trúc mạng thay đổi. Thuật toán định tuyến theo véctơ khoảng cách còn được gọi là thuật toán Bellman-Ford.Mỗi router nhận được bảng định tuyến của những router láng giềng kết nối trực tiếp với nó.14Hình : Truyền bản sao của bảng định tuyến đến router láng giềngVí dụ như hình 8: Router B nhận thông tin từ router A, sau đó router B sẽ cộng thêm khoảng cách từ router B đến router [ví dụ như tăng số hop lên] vào các thông tin định tuyến nhận từ A. Khi đó router B sẽ có bảng định tuyến mới và truyền bảng định tuyến này cho router láng giềng khác là router C. Quá trình này xảy ra tương tự cho tất cả các router láng giềng khác.Chuyển bảng định tuyến cho router láng giềng theo định kỳ và tính lại vector khoảng cách.Router thu thập thông tin về khoảng cách đến các mạng khác, từ đó nó xây dựng và bảo trì một cơ sở dữ liệu về thông tin định tuyến trong mạng. Tuy nhiên, hoạt động theo thuật toán vectơ khoảng cách như vậy thì router sẽ không biết được chính xác cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng mà chỉ biết được các router láng giềng kết nối trực tiếp với nó mà thôi. Khi sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách, bước đầu tiên là router phải xác định các router láng giềng với nó. Các mạng kết nối trực tiếp vào cổng giao tiếp của router sẽ có khoảng cách là 0. Còn đường đi tới các mạng không kết nối trực tiếp vào router thì router sẽ chọn đường tốt nhất dựa trên thông tin mà nó nhận được từ các router láng giềng.15Bảng định tuyếnABảng định tuyếnBBảng định tuyếnCW 0 W 0 W 0X 0 X 0 X 0Y 1 Y 1 Y 1Z 2 Z 1 Z 2Hình : Khoảng cách của các bộ định tuyến đến các mạng Ví dụ như hình trên: router A nhận được thông tin về các mạng khác từ router B. Các thông tin này được đặt trong bảng định tuyến với vectơ khoảng cách đã được tính toán lại cho biết từ router A đến mạng đích thì đi theo hướng nào, khoảng cách bao nhiêu.Bảng định tuyến được cập nhật khi cấu trúc mạng có sự thay đổi. Quá trình cập nhật này cũng diễn ra từng bước một từ các router này đến router khác. Khi cập nhật, mỗi router gửi đi toàn bộ bảng định tuyến của nó cho các router láng giềng. Trong bảng định tuyến có thông tin về đường đi tới từng mạng đích: tổng chi phí cho đường đi,địa chỉ của router kế tiếp.16Hình : Bảng định tuyến được cập nhậtMột ví dụ tương tự vectơ khoảng cách thường thấy là bảng thông tin chỉ đường ở các giao lộ đường cao tốc. Trên bảng này có các ký hiệu cho biết hướng đi tới đích và khoảng cánh tới đó là bao xa.Đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kếtThuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết là thuật toán Dijkstras hay còn gọi là thuật toán SPF [Shortest Path First tìm đường ngắn nhất]. Thuật toán định tuyến theo trạng thái đường liên kết thực hiện việc xây dựng và bảo trì một cơ sở dữ liệu đầy đủ về cấu trúc của toàn bộ hệ thống mạng.Định tuyến theo trạng thái đường liên kết sử dụng những công cụ sau:Thông điệp thông báo trạng thái đường liên kết [LSA-Link-state Advertisement]: LSA là một gói dữ liệu nhỏ mang thông tin định tuyến được truyền đi giữa các router.Cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng: Được xây dựng từ thông tin thu thập được từ các LSA.Thuật toán SPF: Dựa trên cơ sở dữ liệu về cấu trúc mạng, thuật toán SPF sẽ tính toán để tìm đường ngắn nhất.Bảng định tuyến: Chứa danh sách các đường đi đã được chọn lựa. 17Quá trình thu thập thông tin mạng để thực hiện định tuyến theo trạng thái đường liên kết:Mỗi router bắt đầu trao đổi LSA với tất cảcác router khác, trong đó LSA mang cơ sở dữ liệu dựa trên thông tin của các LSA.Mỗi router tiến hành xây dựng lại cấu trúc mạng theo dạng hình cây với bản thân nó là gốc, từ đó router vẽ ra tất cả các đường đi tới tất cảcác mạng trong hệ thống. Sau đó thuật toán SPF chọn đường ngắn nhất để đưa vào bảng định tuyến. Trên bảng định tuyến sẽ chứa thông tin về các đường đi đã được chọn với cổng ra tương ứng. Bên cạnh đó, router vẫn tiếp tục duy trì cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng và trạng thái của các đường liên kết. Router nào phát hiện cấu trúc mạng thay đổi đầu tiên sẽ phát thông tin cập nhật cho tất cả các router khác. Router phát gói LSA, trong đó có thông tin về router mới, các thay đổi về trạng thái đường liên kết. Gói LSA này được phát đi cho tất cả các router khác.Hình : Mỗi router bắt đầu trao đổi LSA với tất cả các router khác, trong đó LSA mang cơ sở dữ liệu dựa trên thông tin của các LSA. Thuật toán SPF chọn đường ngắn nhất để đưa vào bảng định tuyến.Mỗi router có cơ sở dữ liệu riêng về cấu trúc mạng và thuật toán SPF thực hiện tính toán dựa trên cơ sở dữ liệu này.18Hình : Mỗi router có cơ sở dữ liệu riêng về cấu mạng và thuật toán SPF thực hiệnKhi router nhận được gói LSA thì nó sẽ cập nhật lại cơ sở dữ liệu của nó với thông tin mới vừa nhận được. Sau đó SPF sẽ tính lại để chọn đường lại và cập nhật lại cho bảng định tuyến.Định tuyến theo trạng thái đường liên kết có một số nhược điểm sau: • Bộ xử lý trung tâm của router phải tính toán nhiều • Đòi hỏi dung lương bộ nhớ phải lớn • Chiếm dụng băng thông đường truyền1.4. Giới thiệu các kiểu định tuyến1.4.1. Routing Information Protocol [RIP]1.4.1.1. Các đặc điểm chính của RIP- Là giao thức định tuyến theo Distance Vector.- Thông tin định tuyến là số lượng hop.- Nếu gói dữ liệu đến mạng đích có số lượng hop lớn hơn 15 thì gói dữ liệu đó sẽ bị hủy bỏ.19- Chu kỳ cập nhật mặc định là 30 giây.RIPv1 là giao thức định tuyến được sử dụng phổ biến vì mọi router đều có hỗ trợ giao thức này. RIPv1 được phổ biến vì tính đơn giản và tính tương thích toàn cầu của nó, nó có thể chia tải ra tối đa là 6 đường có metric bằng nhau.Một số giới hạn của RIPv1:- Không gửi thông tin subnet mask trong thông tin định tuyến- Gửi quảng bá thông tin định tuyến theo địa chỉ 255.255.255.255- Không hỗ trợ xác minh thông tin nhận được- Không hỗ trợ VLSM và CIDR [Classless Interdomain Routing]1.4.1.2. RIPv2 được phát triển từ RIPv1 nên vẫn giữ các đặc điểm như RIPv1Là một giao thức theo Distance Vector, sử dụng số lượng hop làm thông số định tuyến.- Sử dụng thời gian holddown để chống loop với thời gian mặc định là 180 giây.- Sử dụng cơ chế split horizon để chống loop.- Số hop tối đa là 15.- RIPv2 gửi thông tin định tuyến theo địa chỉ Multicast 224.0.0.9 RIPv2 có những ưu điểm hơn như sau: • Cung cấp thêm nhiều thông tin định tuyến hơn. • Có cơ chế xác minh giữa các router khi cập nhật để bảo mật cho bảng định tuyến. • Có hỗ trợ VLSM [Variable Length Subnet Masking-Subnet mask có chiều dài khác nhau]. Cấu hình :Router[config]#router rip [dùng giao thức định tuyến RIP]Router[config-router]#network địa_chỉ_ip [địa chỉ mạng muốn quảng bá bằng giao thức RIP]Router[config-router]#version 2 [dùng RIP version 2, mặc định là version 1]201.4.2. Enhanced Interior Gateway Routing Protocol [EIGRP] EIRGP là giao thức riêng của Cisco, được đưa ra vào năm 1994, được phát triển từ giao thức IGRP. EIGRP là một giao thức định tuyến lai [hybrid routing], nó vừa mang những đặc điểm của distance vector vừa mang một số đặc điểm của link-state.Đặc điểm :- Giao thức độc quyền của Cisco.- Giao thức định tuyến classless [gởi kèm thông tin về subnet mask trong các update].- Tốc độ hội tụ nhanh.- Sử dụng băng thông hiệu quả.- Chỉ gởi update khi có sự thay đổi trên mạng.- Hỗ trợ các giao thức IP, IPX và AppleTalk.- Hỗ trợ VLSM [Variable – Length Subnet Mask] và CIDR [Classless Interdomain Routing] - Cho phép thực hiện quá trình summarization tại biên mạng.- Lựa chọn đường đi tốt nhất thông qua giải thuật DUAL.- Xây dựng và duy trì các bảng neighbor table, topology table và routing table.- Metric được tính dựa trên các yếu tố: bandwidth, delay, load, reliability.- Giá trị AD bằng 90.- Khắc phục được vấn đề discontiguous network gặp phải đối với các giao thức RIPv1 và IGRP.- EIGRP là một lựa chọn lý tưởng cho các mạng lớn, đa giao thức được xây dựng dựa trên các Cisco router. Cấu hình EIGRPRouter[config]# router eigrp autonomous-systemRouter[config-router]# network network-number21Kiểm tra cấu hình EIGRP - Để kiểm tra xem EIGRP đã được cấu hình đúng chưa bạn dùng lệnh show ip route - Để kiểm tra xem cổng Ethernet đã được cấu hình đúng chưa thì bạn dùng lệnh show interface fa0/0.- Để kiểm tra EIGRP đã được chạy trên router chưa thì bạn dùng lệnh show ip protocols.Xử lý sự cố của EIGRPPhần lớn các sự cố của IGRP là do bạn khai báo sai lệnh network, địa chỉ mạng IP không liên tục khai báo số AS sai.* Các lệnh được sử dụng để tìm sự cố của IGRP : • Show ip protocols • Show ip route • Debug ip eigrp events • Debug ip eigrp transactions • Ping• Traceroute22Chia tải và chọn đường đi ngắn nhấtHình : Chọn đường đi ngắn nhấtTừ router E → A sẽ chọn đường đi E → C → A1.4.3. Open Shortert Path First [ OSPF ]- OSPF là giao thức định tuyến dạng Link-state dựa trên chuẩn mở được phát triển để thay thế phương thức Distance Vector [ RIP ].- OSPF phù hợp với mạng lớn, có khả năng mở rộng, không bị loop trong mạng.Ưu điểm của OSPF :1. Tốc độ hội tụ nhanh.2. Hỗ trợ mạng con [ VLSM ].3. Có thể áp dụng cho mạng lớn.4. Chọn đường theo trạng thái đường link hiệu quả hơn distance vector.5. Đường đi linh hoạt hơn.6. Hỗ trợ xác thực [ Authenticate ].Trong 1 hệ thống dùng distance vector [ RIP ] thì một mạng đích quá 15 router thì không thể đến được. Điều này làm kích thước mạng dùng RIP nhỏ, khả năng mở rộng kém. OSPF thì không bị giới hạn về kích thước, tăng khả năng mở rộng.23OSPF có thể cấu hình theo nhiều vùng [area], bằng cách này có thể giới hạn lưu thông trong từng vùng. Thay đổi vùng này không ảnh hưởng đến vùng khác. Do vậy khả năng mở rộng cao. Cấu hình cơ bản: Router[config]# router ospf process IDRouter[config-router]# network Network_number Wildcard_mask area_IDHình : Cấu hình một số giao thức định tuyến kết hợp24CHƯƠNG 2: GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIP2.1. Tổng quát2.1.1. Giới thiệuNgày nay, một liên mạng có thể lớn đến mức một giao thức định tuyến không thể xử lý công việc cập nhật các bảng định tuyến của tất cả các bộ định tuyến. Vì lý do này, liên mạng được chia thành nhiều hệ thống tự trị [AS-Autonomous System]. Hệ thống tự trị là một nhóm các mạng và bộ định tuyến có chung chính sách quản trị. Nó đôi khi còn được gọi là miền định tuyến [routing domain]. Các giao thức định tuyến được sử dụng bên trong một AS được gọi là giao thức định tuyến nội miền IGP [Interior Gateway Protocol]. Để thực hiện định tuyến giữa các AS với nhau chúng ta phải sử dụng một giao thức riêng gọi là giao thức định tuyến ngoại miền EGP [Exterior Gateway Protocol]. Routing Information Protocol [RIP] được thiết kế như là một giao thức IGP dùng cho các AS có kích thước nhỏ, không sử dụng cho hệ thống mạng lớn và phức tạp.Hiện nay có nhiều giao thức định tuyến đang được sử dụng. Tuy nhiên trong phần này ta chỉ trình bày về giao thức thông tin định tuyến RIP [Routing Information Protocol].RIP xuất hiện sớm nhất vào tháng 6 năm 1988 và được viết bởi C. Hedrick trong Trường Đại học Rutgers. Được sử dụng rộng rãi nhất và trở thành giao thức định tuyến phổ biến nhất trong định tuyến mạng.RIP đã chính thức được định nghĩa trong hai văn bản là: Request For Comments [RFC] 1058 và 1723. RFC 1058 [1988] là văn bản đầu tiên mô tả đầy đủ nhất về sự thi hành của RIP, trong khi đó RFC 1723 [1994] chỉ là bản cập nhật cho bản RFC 1058.2.1.2. Định nghĩaRIP là một giao thức định tuyến miền trong được sử dụng cho các hệ thống tự trị. Giao thức thông tin định tuyến thuộc loại giao thức định tuyến khoảng cách véctơ, giao thức sử dụng giá trị để đo lường đó là số bước nhảy [hop count] trong đường đi từ nguồn đến đích. Mỗi bước đi trong đường đi từ nguồn đến đích được coi như có giá trị là 1 hop count. Khi một bộ định tuyến nhận được 1 bản tin cập nhật định tuyến cho các gói tin thì nó sẽ cộng 1 vào giá trị đo lường đồng thời cập nhật vào bảng định tuyến.25