kl nghien cuu giao thuc 2015 621 3

Engineering Document Template MỤC LỤC CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 1 1 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN 1 1 1 1 Khái niệm định tuyến 1 1 1 2 Phân loại định tuyến 1 1 1 3 Thuật toán tìm đƣờn.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN 1

1.1.1 Khái niệm định tuyến 1

1.1.2 Phân loại định tuyến 1

1.1.3 Thuật toán tìm đường 3

1.2 GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN RIP 5

1.2.1 Khái niệm 5

1.2.2 RIP phiên bản 1 5

1.2.3 RIP phiên bản 2 6

1.3 GIAO THỨC OSPF 7

1.3.1 Giới thiệu 7

1.3.2 Các loại mạng OSPF 9

1.3.3 Ưu nhược điểm của OSPF 10

1.4 GIAO THỨC BGP 10

1.4.1 Giới thiệu 10

1.4.2 Ưu điểm so với các giao thức vecto khoảng cách khác 12

1.5 GIỚI THIỆU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP 12

1.5.1 Giới thiệu 12

1.6 BẢNG TÓM TẮT VỀ CÁC GIAO THỨC : 14

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP 17

2.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM, KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA GIAO THỨC EIGRP 17

2.1.1 Các đặc điểm cơ bản 17

2.1.2 Các kỹ thuật của EIGRP 19

2.2 THANH PHẦN VA CAC PHEP TINH EIGRP 23

2.2.1 Các bảng của EIGRP 23

2.2.2 Bảng láng giềng 24

2.2.3 Bảng cấu trúc mạng 24

2.2.4 Bảng định tuyến 25

2.2.5 Các dạng gói tin của EIGRP 26

2.3 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA EIGRP 28

2.3.1 Tạo ra bảng topology 28

2.3.2 Duy trì bảng topology 29

2.3.3 Thêm một network vào bảng topology của EIGRP 30

2.3.4 Xóa một đường đi ra khỏi bảng topology: 32

2.3.5 Tìm một đường đi dự phòng về một mạng ở xa 33

2.4 CÁC TÍNH NĂNG NÂNG CAO CỦA EIGRP 34

2.4.1 Route Summarization – tổng hợp tuyến đường 34

2.4.2 Load Balancing – Cân bằng tải 35

2.4.3 EIGRP Bandwidth Use Across WAN Links – Băng thông của EIGRP trong liên kết mạng WAN 37

2.4.4 Bandwidth Utilization over WAN Interfaces –Băng thông của EIGRP trong giao diện mạng WAN 38

2.4.5 Cơ chế chứng thực của EIGRP 38

2.5 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP 41

2.5.1 Ưu điểm 41

2.5.2 Nhược điểm 41

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GIAO THỨC EIGRP 42

3.1 GIỚI THIỆU BỘ ĐỊNH TUYẾN 42

3.1.1 Khái niệm về router 42

3.1.2 Thành phần chính của router 42

3.1.3 Giao diện người dùng của Router 43

3.1.4 Cấu hình router 43

3.2 TIẾN HÀNH CẤU HÌNH SO SÁNH GIAO 2 GIAO THỨC EIGRP VÀ STATIC ROUTE 45

3.2.1 Cấu hình giao thức định tuyến 48

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 60

4.1 ỨNG DỤNG CỦA GIAO THỨC EIGRP 60

4.1.1 Giới thiệu về những ứng dụng của giao thức định tuyến EIGRP 60

4.1.2 Ứng dụng của giao thức định tuyến EIGRP trong mạng WAN 61

4.2 HẠN CHẾ TRONG ĐỀ TÀI VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN: 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

IP (Internet Protocol)

TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) OSPF (Open shortest Path First)

IPX (Internetwork Packet Exchange)

OSI (Open Systems Interconnection)

SAP (Service Advertising Protocol)

RIP (Routing Information Protocol)

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)

DUAL (Diffuing Update Algorithm)

VLSM (Variable-Length Subnet Mask)

CIDR (Classless Interdomain Routing)

RTP (Reliable Transport Protocol)

PDM (Protocol dependent modules)

CIDR (Classless Interdomain routing)

LSA (Link-state Packets)

PDM (Protocol Denpendent Module)

PVC (Permanent Virtual circuit )

LAN (Local network area)

WAN (Wide Network Area)

MPLS (Multiprotocol Label Switching)

ISPs (Internet Service Providers)

PPP (Point To Point Protocol)

PDU (Protocol Data Unit)

NAT (Network Address Translation)

MS (Master/Slave)

IGP (Internet Gateway Protocol)

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-1: Các giao thức kết nối 3

Hình 1-2: Định tuyến vectơ khoảng cách 4

Hình 1-3: Hoạt động của OSPF 8

Hình 1-4: Mô hình kết nối của giao thức BGP 12

Hình 2-1: Thuật toán DUAL 22

Hình 2-2: Tính toán bảng định tuyến 23

Hình 2-3: Cấu trúc dữ liệu gói EIGRP 28

Hình 2-4: Duy trì bảng Topology 30

Hình 2-5: Cập nhật bảng topology với một router mới 31

Hình 2-6: Tính năng tổng hợp tuyến đường trong EIGRP 34

Hình 2-7: Cân bằng tải trên những tuyến đường không cùng giá trị 36

Hình 2-8: Liên kết point – to – Point trong mạng WAN 37

Hình 3-1: Mô hình cấu hình so sánh 2 giao thức 45

Hình 3-2: Bảng route static 50

Hình 3-3: Bảng route eigrp 51

Hình 3-4: Các thông số về neighbor của giao thức EIGRP 52

Hình 3-5: Hình cấu hình trên router 53

Hình 3-6: Mô hình bị đứt dây serial giữa R2 và R3 54

Hình 3-7: Mô tả kết nối mạng EIGRP khi chưa đứt kết nối 54

Hình 3-8: Mô tả kết nối mạng EIGRP khi đã đứt dây serial giữa R2 và R3 54

Hình 3-9: Kết quả khi ping tới địa chỉ 192.168.3.3 55

Hình 3-10: Mô tả liên kết mạng khi chưa đứt cáp serial giữa R2 và R3 55

Hình 3-11: Mô tả liên kết mạng khi đã đứt cáp mạng 55

Hình 3-12: Kết quả Ping tới mạng 192.168.3.3 khi đã đứt cáp 55

Hình 3-13: Đồ thị so sánh thời gian trung bình nhận 1 gói tin của 3 giao thức 56

Hình 3-14: Đồ thị thời gian trung bình gửi 1 gói tin của 3 giao thức 57

Hình 3-15: Đồ thị so sánh thời gian trung bình (ms) nhận 1 gói tin của 3 giao thức 58

Hình 3-16: Đồ thị so sánh thời gian trung bình gửi 1 gói tin của 3 giao thức 59

Hình 4-1: Mạng cấu hình EIGRP trong văn phòng với cấu trúc trên 10 PC 60

Hình 4-2: Sơ đồ kết nối mạng WAN trong doanh nghiệp 61

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1: So sánh định tuyến tĩnh và định tuyến động 14

Bảng 1-2: Bảng so sánh giữa định tuyến trạng thái dường liên kết và định tuyến vecto khoảng cách 15

Bảng 1-3: So sánh tóm tắt các giao thức 16

Bảng 3-1: Bảng phân phối các địa chỉ IP 46

Bảng 3-2: Thời gian trung bình nhận 1 gói tin dung lượng 84 byte 56

Bảng 3-3: Bảng thời gian trung bình gửi 1 gói tin có dung lượng 100 byte 57

Bảng 3-4: Thời gian trung bình (ms) nhận 1 gói tin dung lượng 84 byte 58

Bảng 3-5: Bảng thời gian trung bình (ms) gửi 1 gói tin có dung lượng 100 byte 59

LỜI MỞ ĐẦU

Sự 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 Vì vậy việc chia sẻ thông tin trên mạng hay vấn đề định tuyến quan trọng hơn bao giờ hết Internet phát triển càng mạnh, lượng người truy cập ngày càng tăng yêu cầu việc định tuyến càng tin cậy, tốc độ chuyển mạch nhanh và không gây ra lặp trên mạng Hơn nữa khi nhiều tổ chức tham gia vào mạng thì nhiều giao thức được đưa vào sử dụng dẫn đến sự phức tạp về định tuyến cũng gia tăng

CISCO là một trong những nhà cung cấp thiết bị mạng hàng đầu thế giới, giao thức định tuyến EIGRP được CISCO phát triển độc quyền dựa trên giao thức định tuyến IGRP nhằm nâng cao tính hiệu quả cho quá trình định tuyến của các router trong hệ thống Đề tài NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP VÀ ỨNG DỤNG giúp chúng ta tìm hiểu chi tiết hơn về các đặc điểm, tính năng và phương thức hoạt động của giao thức định tuyến EIGRP

Nội dung đồ án được trình bày trong 4 chương sau :

Chương 1: “Tổng quan về các giao thức định tuyến” sẽ giới thiệu tổng quan về các giao thức định tuyến

Chương 2: “Giao thức định tuyến EIGRP” , đặc điểm cấu trúc thành phần cơ chế hoạt động của giao thức EIGRP

Chương 3: “ Mô phỏng và đánh giá kết quả mô phỏng giao thức EIGRP”

Chương 4: “Ứng dụng và hướng phát triển đề tài”

Trong quá trình nghiên cứu, xử lý số liệu và viết luận, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Em rất mong nhận được sự đóng góp, hướng dẫn giải đáp của quý thầy cô cùng các bạn

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của giảng viên Ngô Tú Quỳnh đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

Trong chương 1 sẽ cho ta có cái nhìn tổng quan về các giao thức định tuyến: từ khái niệm về định tuyến và giới thiệu các giao thức định tuyến một cách rõ ràng như RIP, OSPF, BGP, EIGRP

1.1 Tổng quan về định tuyến

1.1.1 Khái niệm định tuyến

Định tuyến là một quá trình mà bộ định tuyến thực thi và sử dụng để chuyển một gói tin từ địa chỉ nguồn đến địa chỉ đích trong mạng Trong quá trình này bộ định tuyến phải dựa vào những thông tin định tuyến để đưa ra những quyết định nhằm chuyển gói tin đến những địa chỉ đích đã định trước

Định tuyến cơ sở dữ liệu để lưu trữ thông tin rằng các thuật toán đã được phát hiện Các cơ sở dữ liệu định tuyến đôi khi tương ứng trực tiếp các bảng định tuyến, đôi khi không

Định tuyến là một khái niệm cốt lõi của mạng IP và nhiều loại mạng khác nhau Định tuyến cung cấp phương tiện tìm kiếm các tuyến đường theo các thông tin mà thực thể thông tin được chuyển giao trên mạng.[4]

1.1.2 Phân loại định tuyến

1.1.2.1 Định tuyến tĩnh

Là quá trình định tuyến mà để thực hiện phải cấu hình bằng tay từng địa chỉ đích

cụ thể cho router Người quản trị nhập các thông tin về đường đi cho router, trong trường hợp topology mạng thay đổi người quản trị mạng phải cập nhật lại các tuyến tĩnh cho phù hợp Đối với hệ thống mạng lớn thì công việc bảo trì, định tuyến cho router tốn rất nhiều thời gian

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

Đặc tính: định tuyến tĩnh được cấu hình bằng tay và xác định một đường đi rõ ràng giữa 2 node mạng Định tuyến tĩnh không được tự động cập nhật mà phải được người quản trị mạng cấu hình lại mạng có sự thay đổi

Lợi ích: Khi sử dụng định tuyến tĩnh sẽ đảm bảo tính bảo mật cao, sử dụng băng thông ít hơn các giao thức định tuyến động và không đòi hỏi quá cao năng lực của CPU để tính toán các tuyến đường kết nối tối ưu

Nhược điểm: khi sử dụng định tuyến tĩnh thì giao thức này không thể tự động cấu hình lại nếu có sự thay đổi về cấu trúc liên kết mạng, ngoài ra định tuyến tĩnh không tồn tại nội thuật toán nào chống loop cho định tuyến tĩnh

Hoạt động: hoạt động của giao thức định tuyến tĩnh có thể chia làm ba loại sau: Người quản trị mạng phải cấu hình các đường cố định cho router

Router cài đặt các đường đi này vào bảng định tuyến

Gói dũ kiện được định tuyến theo các đường cố định

Các kiểu định tuyến động:

- Giao thức định tuyến trong Interior Gateway Protocols (IGPs)

- Open Shortest Path First (OSPF)

- Intermediate System to Intermediate System (IS-IS)

Hai giao thức sau đây thuộc sở hữa của Cisco, và được hỗ trợ bởi các Router Cisco hay những router của những nhà cung cấp mà Cisco đã đăng ký công nghệ:

- Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)

- Enhanced IGRP (EIGRP)

Giao thức định tuyến ngoài - Exterior Gateway Protocols (EGPs)

Exterior Gateway Protocol (EGP)

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

Border Gateway Protocol (BGP)

Constrained Shortest Path First (CSPF).[1]

Dưới đây là 1 ví dụ về định tuyến động, mạng chạy OSPF, RIP, EIGRP:

Hình 1-1: Các giao thức kết nối

1.1.3 Thuật toán tìm đường

1.1.3.1 Định tuyến theo vectơ khoảng cách

Thuật toán vectơ khoảng cách (hay còn gọi là thuật toán Bellman-Ford) yêu cầu mỗi router gửi một phần hoặc toàn bộ bảng định tuyến cho các router láng giềng kết nối trực tiếp với nó Dựa vào thông tin cung cấp bởi các router láng giềng thuật toán vectơ khoảng cách sẽ lựa chọn đường đi tốt nhất Sử dụng các giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách thường tốn ít tài nguyên của hệ thống nhưng tốc độ đồng bộ giữa các router lại chậm và thông số được lựa chọn đường đi có thể không phù hợp với những hệ thống mạng lớn Chủ yếu các giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách chỉ xác định đường đi bằng khoảng cách (số lượng hop) và hướng đi (vectơ) đến mạng đích Theo thuật toán này, các router sẽ trao đổi bảng định tuyến với nhau

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

theo định kỳ Do vậy, loại định tuyến này chỉ đơn giản là mỗi router chỉ trao đổi bảng định tuyến với các router láng giềng của mình Khi nhận được bảng định tuyến

từ router láng giềng, router sẽ lấy con đường nào đến mạng đích có chi phí thấp nhất rồi cộng thêm khoảng cách của mình vào đó thành một thông tin hoàn chỉnh về con đường đến mạng đích với hướng đi, thông số đường đi từ chính nó đến đích rồi đưa vào bảng định tuyến đó gửi đi cập nhật tiếp cho các router kế cận khác

Hình 1-2: Định tuyến vectơ khoảng cách Router C thông báo một vectơ khoảng cách (net1, hop1) cho mạng đích net1 được kết nối trực tiếp với nó Router B thu được vector khoảng cách này thực hiện

bổ sung cost của nó (1 hop) và thông báo nó cho router A (net1, 2hop) Nhờ đó router A biết rằng nó có thể đạt tới Net1 với 2 Hop và qua router B

Mặc dù định tuyến vectơ theo khoảng cách đơn giản nhưng một số vấn đề phổ biến có thể xảy ra Ví dụ liên kết giữa 2 router B và C bị hỏng thi router B sẽ cố gắng tái định tuyến các gói qua router A vì router A theo một đường nào đó thông báo cho router B một vectơ khoảng cách là Net1, 4Hop Router B sẽ thu được vector khoảng cách này và gửi ngược lại router A vectơ khoảng cách (net1, 5hop) Đây là sự có đếm vô hạn có thể làm cho thời gian cần thiết để hội tụ kéo dài hơn

1.1.3.2 Định tuyến trạng thái đường

Thuật toán chọn đường theo trạng thái đường liên kết thực hiện trao đổi thông tin định tuyến cho tất cả các router khi bắt đầu chạy để xây dựng một bản đồ đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng Mỗi router sẽ gửi gói thông tin tới tất cả các router còn lại Các gói này mang thông tin về các mạng kết nối vào router Mỗi router thu thập các

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

thông tin này từ tất cả các router khác để xây dựng một bản đồ cấu trúc đầy đủ của

hệ thống mạng Từ đó router tự tính toán và chọn đường đi tốt nhất đến mạng đích

để đưa lên bảng định tuyến Sau khi toàn bộ các router đã được hội tụ thì giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết chỉ sử dụng gói thông tin nhỏ để cập nhật

về sự thay đổi cấu trúc mạng chứ không gửi đi toàn bộ bảng định tuyến Các gói thông tin cập nhật này được truyền đi cho tất cả router khi có sự thay đổi xảy ra, do

đó tốc độ hội tụ nhanh hơn so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách, nên giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết ít bị lặp vòng hơn Mặc dù các giao thức loại này ít bị lỗi về định tuyến hơn nhưng lại tiêu tốn nhiều tài nguyên hệ thống hơn Do đó chi phí sẽ nhiều nhưng bù lại chúng có khả năng mở rộng hơn so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách

Khi trạng thái của một đường liên kết nào đó thay đổi thì gói tin quảng bá trạng thái đường liên kết LSA được truyền đi trên khắp hệ thống mạng Tất cả các router đều nhận được gói thông tin này và dựa vào đó để điều chỉnh lại việc định tuyến của mình

Phương pháp cập nhật như vậy tin cậy hơn, dễ kiểm tra và tốn ít băng thông đường truyền so với kiểu cập nhật của vectơ khoảng cách OSPF và IS –IS là 2 giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết [2]

1.2 Giao thức định tuyến RIP

1.2.1 Khái niệm

RIP (Routing Information Protocol) là giao thức định tuyến vector khoảng cách RIP gửi toàn bộ bảng định tuyến ra tất cả các cổng đang hoạt động đều đặn trong chu kỳ 30s RIP sử dụng metric là Hop Count để tính ra tuyến đường tốt nhất đến đích Thuật toán mà RIP sử dụng đê xây dựng bảng định tuyến là BellmanFord

1.2.2 RIP phiên bản 1

RIPv1 là một giao thức định tuyến theo véctơ khoảng cách nên nó quảng bá (theo địa chỉ 255.255.255.255) toàn bộ bảng định tuyến của nó cho các bộ định tuyến lân

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

cận theo định kỳ Chu kỳ cập nhật của RIP là 30 giây Thông số định tuyến của RIP

là số lượng hop, giá trị tối đa là 15 hop nếu lớn hơn thì gói dữ liệu đó sẽ bị hủy bỏ Thời gian giữ chậm cho một tuyến là 180 giây, nếu lớn hơn thì tuyến này coi như là hết hạn

RIPv1 là giáo thức định tuyến được sử dụng phổ biến vì mọi bộ định tuyến IP đều có hỗ trợ giao thức này RIPv1 được phổ biến vì tính đơn giản và tính tương thích toàn cầu của nó RIPv1 có thể chia tải ra tối đa là 6 đường có chi phí bằng nhau (mặc định là 4 đường)

RIPv1 là giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ Khi RIP bộ định tuyến nhận thông tin về một mạng nào đó từ một cổng, trong thông tin định tuyến này không có thông tin về mặt nạ mạng con đi kèm Do đó bộ định tuyến sẽ lấy mặt nạ mạng con của cổng để áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được từ cổng này Nếu mặt nạ mạng con này không phù hợp thì nó sẽ lấy mặt nạ mạng con mặc định theo địa chỉ áp dụng cho địa chỉ mạng mà nó nhận được:

RIPv2 là bản được phát triển từ RIPv1 nên nó có các đặc điểm như RIPv:

Là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách, sử dụng số lượng hop làm thông số định tuyến

Giá trị hop tối đa là 15

Thời gian giữ chậm cũng là 180 giây

Sử dụng cơ chế chia rẽ tầng để chống lặp vòng

RIPv2 đã khắc phục được những điểm giới hạn của RIPv1

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

RIPv2 có gửi mặt nạ mạng con đi kèm với các địa chỉ mạng trong thông tin định tuyến Nhờ đó mà RIPv2 có thể hỗ trợ VLSM và CIDR

RIPv2 có hỗ trợ việc xác minh thông tin định tuyến

RIPv2 gửi thông tin định tuyến theo địa chỉ đa hướng 244.0.0.9

Hạn chế của giao thức RIP: giới hạn độ dài tuyến đường trong RIP, cost có giá trị lớn nhất được đặt là 16 Do đó, RIP không cho phép một tuyến đường có cost lớn hơn 15 Tức là những mạng có kich thước lớn hơn 15 là bước nhảy phải dùng thuật toán khác Lưu lượng cần thiết cho việc trao đổi thông tin định tuyến lớn Tốc độ hội tụ khá chậm Không hỗ trợ mặt nạ con có độ dài thay đổi( VLSM) khi trao đổi thông tin về các tuyến đường, RIP không kèm theo thông tin gì về mặt nạ con Do

đó mạng sử dụng RIP không thể hỗ trợ mặt nạ con có độ dài thay đổi

Những hạn chế của RIPv2 đã được phát triển để khắc phục rất nhiều hạn chế trong RIPv1 Tuy nhiên những hạn chế của Ripv1 như hạn chế về số Hop hay khả năng hội tụ chậm vẫn còn tồn tại trong RIPv2

1.3 Giao thức OSPF

1.3.1 Giới thiệu

Open Shortest Path First (OSPF) được phát triển bởi Internet Engineering Task Force (IETF) như một sự thay thế những hạn chế cũng như nhược điểm của RIP OSPF là một link state protocol, như tên gọi của mình nó sử dụng thuật toán Dijkstra'’ Shortest Path First (SPF) để xây dựng routing table và open nói nên tính phổ biến của nó OSPF đã được John Moy đưa ra thông qua một số RFC, gần đây nhất là RFC 2328

Giống như các link state protocol, OSPF có ưu điểm là hội tụ nhanh, hỗ trợ được mạng có kích thước lớn và không xảy ra routing loop Bên cạnh đó OSPF còn có những đặc trưng sau:

Sử dụng area để giảm yêu cầu về CPU, memory của OSPF router cũng như lưu lượng định tuyến và có thể xây dựng hierarchical internetwork topologies

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

Là giao thức định tuyến dạng clasless nên hỗ trợ đƣợc VLSM và Discontigous Network

OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.5 (all SPF router) 224.0.0.6 (DR và BDR router) để gửi các thông điệp Hello và Update

OSPF còn có khả năng hỗ trợ chứng thực dạng plain text và dạng MD5

Sử dụng route tagging để theo dõi các external route

OSPF còn có khả năng hỗ trợ Type of Service

Hoạt động của giao thức OSPF:

Hình 1-3: Hoạt động của OSPF Các OSPF-speaking router gửi các Hello packet ra tất cả các OSPF-enable interface Nếu 2 router sau khi trao đổi Hello packet và thoả thuận một số thông số chúng sẽ trở thành neighbor

Phụ cận có thể đƣợc tạo qua virtual điểm – điểm link hay đƣợc tạo qua một vài neighbor OSPF định nghĩa ra một số loại network và một số loại router Sự thiết lập một phụ cận đƣợc xác định bởi loại router trao đổi Hello và loại network mà Hello trao đổi qua

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

Mỗi router gửi các link state advertisement (LSA) qua tất cả phụ cận LSA mô tả tất cả các interface của router (link) và trạng thái của link Các link này có thể là mạng sơ khai, tới OSPF router khác, tới network trong cùng một area, tới mạng bên ngoài Do có rất nhiều loại thông tin trạng thái liên kết cho nên OSPF định nghĩa ra đến 11 loại LSA

Mỗi router nhận một LSA từ neighbor với cơ sở dữ liệu đường liên kết của neighbor đó và gửi một copy của LSA tới tất cả neighbor khác của nó

Bằng cách flooding các LSA toàn bộ một area, tất cả router sẽ xây dựng chính xác

cơ sở dữ liệu đường liên kết

Khi dữ liệu được hoàn tất, mỗi router sử dụng thuật toán SPF để xây dựng nên cây SPF

Mỗi router sẽ xây dựng nên routing table từ SPF tree

1.3.2 Các loại mạng OSPF

Gồm các loại mạng sau:

- Mạng điểm – điểm : là mạng nối hai router với nhau Các neightbor hợp lệ trong mạng điểm – điểm luôn thiêt lập các mối quan hệ mật thiết Địa chỉ đích của các gói OSPF trong mạng này luôn là địa chỉ lớp D 244.0.0.5 gọi là A11SPF router

- Mạng quảng bá

- Mạng NBMA

- Mạng điểm – đa điểm : là trường hợp đặc biệt của NBMA Nó có thể coi là một tập hợp các điểm nối điểm- điểm Các router trong mạng không phải bầu

cử DR và BDR Các gói OSPF được truyền theo kiểu multicast

Các liên kết ảo : là một cấu trúc đặc biệt được router hiểu như là các mạng điểm điểm không đánh số Các gói OSPF được phát triển unicast trên các liên kết ảo.[3]

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

1.3.3 Ưu nhược điểm của OSPF

OSPF ra đời là để hoàn thiện việc định tuyến và khắc phục các hạn chế của RIP,

vì vậy ta chủ yếu nói đến ưu điểm cua OSPF OSPF có các ưu điểm:

Tốc độ hội tụ nhanh

Hỗ trợ mạng con (VLSM)

Có thể áp dụng cho mạng lớn

Chọn đường theo trạng thái đường link hiệu quả hơn vector khoảng cách

Đường đi linh hoạt hơn

Hỗ trợ xác thực (Authenticate)

Hỗ trợ xác thực (Authenticate)

OSPF thì không bị giới hạn về kích thước, tăng khả năng mở rộng

OSPF 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 [2]

1.4 Giao thức BGP

1.4.1 Giới thiệu

Border Gateway Protocol (BGP) các tuyến đường giao thông giữa các hệ thống

tự trị Một hệ thống tự trị là một mạng hoặc một nhóm các mạng chung dưới quyền

và chính sách định tuyến thông thường Trao đổi thông tin định tuyến BGP cho Internet là giao thức được sử dụng giữa các ISP Mạng lưới khách hàng, chẳng hạn như các trường đại học và các tập đoàn, thường sử dụng một nội thất Gateway Protocol (IGP), như RIP hoặc OSPF, để trao đổi thông tin định tuyến trong mạng lưới của họ Khách hàng kết nối với các ISP và ISP sử dụng BGP để trao đổi các tuyến của khách hàng và ISP Khi BGP được sử dụng giữa các hệ thống tự trị, các giao thức được gọi là bên ngoài BGP (eBGP) Nếu một nhà cung cấp dịch vụ sử dụng BGP để trao đổi các tuyến trong một hệ thống tự trị, các giao thức được gọi là nội thất BGP (iBGP)

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

BGP là một giao thức định tuyến rất mạnh mẽ và khả năng mở rộng, được chứng minh bởi thực tế là nó là giao thức định tuyến được sử dụng trên Internet Để đạt được khả năng mở rộng ở cấp độ này, BGP sử dụng nhiều thông số tuyến đường, được gọi là thuộc tính, xác định các chính sách định tuyến và duy trì một môi trường định tuyến ổn định BGP neightbor trao đổi thông tin định tuyến đầy đủ khi kết nối TCP giữa các máy neightbor được thành lập đầu tiên Khi thay đổi bảng định tuyến được phát hiện, các router BGP gửi tới các neightbor của họ chỉ có những tuyến đường đó đã thay đổi BGP router không gửi thông tin cập nhật định tuyến định kỳ và cập nhật định tuyến BGP quảng cáo chỉ có con đường tối ưu đến một mạng đích.[5]

Các đặc tính giao thức BGP:

Giao thức định tuyến vecto đường

Hỗ trợ định tuyến dựa theo chính sách, nó ảnh hưởng đến việc lựa chọn các tuyến bằng cách điều khiển phân bố các tuyến đến các router BGP khác nhau

Sử dụng của TCP để trao đổi thông tin định tuyến tin cậy giữa các router BGP

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

1.4.2 Ưu điểm so với các giao thức vecto khoảng cách khác

BGP gửi các bản tin chỉ khi có biến đổi

BGP có khả năng lựa chọn đường loop-free thậm chí khi hệ thống có thể có các loop vật lý

BGP cung cấp các đường dự phòng để sử dụng khi đường hoạt động bị lỗi mà không cần đợi cho các bảng định tuyến mạng ổn định sau khi sự cố chấm dứt

Các quyết định định tuyến có thể dựa trên các cân nhắc về chính sách và không nhất thiết chỉ dựa vào số hop ít nhất Điều này rất quan trọng trong mạng công cộng, nơi

mà các ISP đưa vào các thỏa thuận đồng tầng với nhau, các thỏa thuận này có thể có

hỗ trợ với các chính sách định tuyến BGP

Một router BGP đưa vào một mối quan hệ với router khác qua cấu hình bằng tay

mà không phải tự động Nó cũng rất quan trọng trong internet để hỗ trợ hoặc từ chối các thỏa thuận đông tầng

Hình 1-4: Mô hình kết nối của giao thức BGP

1.5 Giới thiệu giao thức định tuyến EIGRP

1.5.1 Giới thiệu

EIRGP là giao thức riêng của Cisco, đưa ra vào năm 1994, và được phát triển từ giao thức IGRP Không giống với IGRP là một giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ, EIGRP có hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ (CIDR- Classless

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

Interdomain Routing) và cho phép người thiết kế mạng tối ưu không gian địa chỉ bằng VLSM So với IGRP, EIGRP có thời gian hội tụ nhanh hơn, có khả năng mở rộng tốt hơn và khả năng chống loop cao hơn Và đặc biệt hơn, EIGRP còn thay thế được cho giao thức Novell Routing Information Protocol (Novell RIP) và Apple talk Routing Table Maintenance Protocol (RTMP) để phục vụ tốt cho cả 2 mạng IPX và Apple Talk EIGRP còn được xem là giao thức lai vì nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo distance vector và giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết EIGRP là một giao thức định tuyến nâng cao dựa trên các đặc điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Những ưu điểm tốt nhất của OSPF như thông tin cập nhật một phần, phát hiện router láng giềng được đưa vào EIGRP Tuy nhiên, cấu hình EIGRP dễ hơn cấu hình OSPF EIGRP là một lựa chọn lý tưởng cho các mạng lớn, đa giao thức được xây dựng dựa trên các Cisco router

Tóm lại: EIGRP là giao thức định tuyến dạng lai giữa distance vectơ và link state EIGRP là một phát triển riêng của Cisco nhằm khắc phục các nhược điểm của RIP/IGRP và có những ưu điểm như dễ cấu hình, độ hội tụ nhanh, tiết kiệm tài nguyên mạng khi trao đổi thông tin, sử dụng địa chỉ multicast để liên lạc, khả năng

sử dụng hiệu quả băng thông, hỗ trợ VLSM và vấn đề mạng không liên tục (Discontiguous Network).[5]

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

1.6 Bảng tóm tắt về các giao thức :

Bảng 1-1: So sánh định tuyến tĩnh và định tuyến động

Là quá trình định tuyến mà để thực hiện

phải cấu hình bằng tay từng địa chỉ đích

cụ thể cho router

Là giao thức mà ở đó các router sẽ tự động cập nhật bảng định tuyến từ những router khác, chúng chia sẽ dữ liệu định tuyến với nhau và từ đó router sẽ tự động thay đổi thông tin của bảng định tuyến với việc lựa chọn đường đi tốt nhất tới 1 mạng

Khi sử dụng định tuyến tĩnh sẽ đảm bảo

tính bảo mật cao, sử dụng băng thông ít

hơn các giao thức định tuyến động và

không đòi hỏi quá cao năng lực của CPU

để tính toán các tuyến đường kết nối tối

ưu

Đơn giản trong việc cấu hình và tự động tìm ra những tuyến đường thay thế nếu như mạng có sự thay đổi

Khi sử dụng định tuyến tĩnh thì giao

thức này không thể tự động cấu hình lại

nếu có sự thay đổi về cấu trúc liên kết

mạng, ngoài ra định tuyến tĩnh không

tồn tại nội thuật toán nào chống loop cho

định tuyến tĩnh

Tốn băng thông nhiều hơn so với định tuyến tĩnh, do phải tự gửi thông tin định tuyến ra các router kế cận

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

Bảng 1-2: Bảng so sánh giữa định tuyến trạng thái dường liên kết và định tuyến

vectơ khoảng cách

Định tuyến trạng thái đường ( LSP) Định tuyến vectơ khoảng cách

Làm việc trên quan điểm một router

có thể thông báo với mọi router khác

trong mạng trạng thái của các tuyên

được kết nối đến nó Các router chạy

một giao thức định tuyến trạng thái

đường sẽ truyền bá các gói trạng thái

LSP

Bảng định tuyến sau đó được tính toán

dựa trên nội dung của cơ sở dữ liệu cấu

hình Tất cả các router trong mạng chứa

một sơ đồ của cấu hình mạng và từ đó

chúng tính toán đường ngắn nhất từ

nguồn bất kỳ đến đích đến bất kỳ

Dựa trên quan niệm một router sẽ thông báo cho các router lân cận nó về tất cả các mạng nó biết và khoảng cách đến mỗi mạng này

Một vectơ khoảng cách gồm một bộ ( network, cost) với network là mạng đích

và cost là giá trị có liên quan nó biểu diễn số các router hoặc link trong đường dẫn giữa các router thông báo và mạng đích

Khi một router thu được bản tin cập nhật vectơ khoảng cách từ router kế cận

nó bổ sung giá trị cost của chính nó vào giá trị cost thu được trong bản tin cập nhật Sau đó các router so sanh giá trị cost tính được này với thông tin thu được trong bản tin cập nhật trước đó

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

VLSM/CIDR subnet mask

load delay rellability

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP

Chương 2 trình bày về các nội dung chính như sau : Các đặc điểm, kỹ thuật cơ bản của giao thức EIGRP, thành phần và các phép tính của EIGRP, các tính năng nâng cao của giao thức EIGRP, ưu và nhược điểm của giao thức

2.1 Các đặc điểm, kỹ thuật cơ bản của giao thức EIGRP

2.1.1 Các đặc điểm cơ bản

EIGRP hoạt động khác với IGRP Về bản chất EIGRP là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách nâng cao nhưng khi cập nhật và bảo trì thông tin láng giềng và thông tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Những ưu điểm của EIGRP so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách thông thường

Tốc độ hội tụ nhanh (Fast convergence): Một router đang chạy EIGRP lưu trữ tất

cả bảng định tuyến của các router láng giềng ( Neighbors) để nó có thể nhanh chóng thích ứng với các tuyến đường thay thế nếu một tuyến đường ưa thích bị lỗi Khi đó giao thức EIGRP sẽ truy vấn các router láng giềng để khám phá một con đường thay thế Quá trình truy vấn này chỉ dừng lại khi tìm thấy một tuyến đường thay thế Ngoài ra chúng sử dụng thuật toán DUAL (Diffusing Update Algorithm) DUAL đảm bảo hoạt động không bị lặp (loop) khi tính toán đường đi, cho phép mọi router trong hệ thống mạng thực hiện đồng bộ cùng lúc khi có sự thay đổi xảy ra

Có hỗ trợ VLSM (Variable–Length Subnet Mask) và CIDR (Classless Interdomain Routing): Không giống như IGRP, EIGRP có trao đổi thông tin về subnet mask nên nó hỗ trợ được cho hệ thống IP không theo lớp

Hỗ trợ cho nhiều giao thức mạng khác nhau: EIGRP có hỗ trợ cho IP, IPX và Apple Talk nhờ có cấu trúc từng phần theo giao thức (PDMs – protocol dependent modules) EIGRP có thể phân phối thông tin của IPX RIP và SAP để cải tiến hoạt động toàn diện Trên thực tế, EIGRP có thể điều khiển hai giao thức này Router

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

EIGRP nhận thông tin định tuyến và dịch vụ, chỉ cập nhật cho các router khác khi thông tin trong bảng định tuyến hay bảng SAP thay đổi EIGRP còn có thể điều khiển giao thức Apple Talk Routing Table Maintenance Protocol (RTMP) RTMP

sử dụng sử dụng số lượng hop để chọn đường nên khả năng chọn đường không tốt lắm Do đó, EIGRP sử dụng thông số định tuyến tổng hợp cấu hình được để chọn đường tốt nhất cho mạng Apple Talk Là một giao thức định tuyến theo distance vectơ, RTMP thực hiện trao đổi toàn bộ thông tin định tuyến theo chu kỳ Để giảm bớt sự quá tải này, EIGRP thực hiện phân phối thông tin định tuyến Apple Talk khi

có sự kiện thay đổi mà thôi Tuy nhiên, Apple Talk client cũng muốn nhận thông tin ETMP từ các router nội bộ, do đó EIGRP dùng cho Apple Talk chỉ nên chạy trong mạng không có client, ví dụ như các liên kết mạng WAN chẳng hạn

Không phụ thuộc vào giao thức được định tuyến: Nhờ cấu trúc từng phần riêng biệt tương ứng với từng giao thức mà EIGRP không cần phải chỉnh sửa lâu Ví dụ như khi phát triển để hỗ trợ giao thức mới như IP chẳng hạn, EIGRP cần phải có thêm phần mới tương ứng cho IP nhưng hoàn toàn không cần phải viết lại EIGRP EIGRP sử dụng băng thông hiệu quả (Efficient Use of Bandwidth): EIGRP chỉ gởi thông tin cập nhật một phần và giới hạn chứ không gởi toàn bộ bảng định tuyến Nhờ vậy nó chỉ gởi một lượng băng thông tối thiểu khi hệ thống mạng đã ổn định Điều này tương đương hoạt động cập nhật của OSPF, nhưng không giống như router OSPF, router EIGRP chỉ gửi thông tin cập nhật một phần cho router nào cần thông tin đó mà thôi, chứ không gởi cho mọi router khác trong vùng như OSPF Chính vì vậy mà hoạt động cập nhật của EIGRP gọi là cập nhật giới hạn Thay vì hoạt động cập nhật theo chu kỳ, các router EIGRP giữ liên lạc với nhau bằng các gói hello rất nhỏ Việc trao đổi các gói hello theo định kỳ không chiếm nhiều băng thông đường truyền

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

2.1.2 Các kỹ thuật của EIGRP

EIGRP có rất nhiều kỹ thuật mới để cải tiến hiệu quả hoạt động, tốc độ hội tụ và các chức năng so với IGRP và các giao thức định tuyến khác Các kỹ thuật này được tập trung thành 3 loại hình sau:

- Sự phát hiện và tái hiện các router láng giềng

- Giao thức truyền tải tin cậy

- Thuật toán DUAL

2.1.2.1 Sự phát hiện và tái hiện các router láng giềng

Router định tuyến theo distance vectơ dạng đơn giản không thiết lập mối quan hệ với các router láng giềng của nó RIP và IGRP router chỉ đơn giản là phát quảng bá hay multicast các thông tin cập nhật của nó ra mọi cổng đã được cấu hình Ngược lại, EIGRP router chủ động thiết lập mối quan hệ với các láng giềng của chúng Tương tự như cách làm của OSPF router EIGRP router sử dụng các gói hello rất nhỏ để thực hiện việc thiết lập mối quan hệ thân mật với các router láng giềng Mặc định, gói hello được gởi đi theo chu kỳ là 5 giây Nếu router vẫn nhận được gói hello từ láng giềng thì nó xem như láng giềng này và các đường đi của nó vẫn còn hoạt động Bằng thiết lập mối quan hệ này, EIGRP có thể thực hiện được những việc sau:

- Tự động học được đường mới khi chúng kết nối vào hệ thống mạng

- Xác định một router không còn kết nối hoặc không còn hoạt động nữa

- Phát hiện sự trở lại của các router

2.1.2.2 Giao thức truyền tải tin cậy

Giao thức truyền tải tin cậy (RTP– Reliable Transport Protocol) là giao thức ở lớp vận chuyển (trong mô hình OSI), thực hiện việc chuyển gói EIGRP một cách tin cậy và có thứ tự đến các router láng giềng Trong mạng IP, host sử dụng TCP để vận chuyển các gói một cách tuần tự và tin cậy Tuy nhiên, EIGRP là một giao thức độc lập với giao thức mạng, do đó nó không dựa vào TCP/IP để thực hiện trao đổi thông tin định tuyến giống như RIP, IGRP và OSPF đã làm Để không phụ thuộc

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

vào IP, EIGRP sử dụng RTP làm giao thức vận chuyển riêng độc quyền của nó để đảm bảo thông tin định tuyến EIGRP có thể yêu cầu RTP cung cấp dịch vụ truyền tin cậy hoặc không tin cậy tùy theo yêu cầu của từng trường hợp Ví dụ: các gói hello được truyền theo định kỳ và cần phải càng nhỏ càng tốt nên chúng không cần phải dùng chế độ truyền tin cậy Ngược lại, việc truyền tin cậy các thông tin định tuyến sẽ có thể làm tăng tốc độ hội tụ vì EIGRP router không cần chờ hết hạn mới truyền lại Với RTP, EIGRP có thể gởi multicast và trực tiếp cho các đối tác khác nhau cùng một lúc, giúp tối ưu hiệu quả hoạt động

2.1.2.3 Thuật toán DUAL

EIGRP thường được xem là giao thức lai vì nó kết hợp các ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Và thành phần trung tâm của EIGRP là thuật toán cập nhật nhiều mức DUAL (Diffusing Update Algorithm), là bộ máy tính toán đường đi của EIGRP Tên đầy đủ của kỹ thuật này là DUAL FSM (Finite-state Machine-máy trạng thái giới hạn) FSM là một bộ máy thuật toán nhưng không phải là một thiết bị

cơ khí có các thành phần di chuyển được FSM định nghĩa một tập hợp các trạng thái có thể trải qua, sự kiện nào gây ra trạng thái nào và sẽ có kết quả là gì FSMs cũng mô tả một thiết bị, một chương trình máy tính, hoặc một thuật toán định tuyến

sẽ xử lý một tập hợp các sự kiện đầu vào như thế nào DUAL FSM đảm bảo rằng mỗi đường là một vòng tự do và những đường có chi phí thấp nhất được DUAL đặt trong bảng định tuyến DUAL FSM chứa tất cả các logic được sử dụng để tính toán

và so sánh đường đi trong mạng EIGRP EIGRP sẽ giữ những tuyến đường quan trọng này và cấu trúc sẵn có ở tất cả thời gian, để thông tin có thể truy nhập ngay lập tức DUAL chạy hai thuật toán song song là định tuyến theo trạng thái đường liên kết (LSP) và định tuyến theo vectơ khoảng cách

Thuật toán trạng thái liên kết (LSA): Trong thuật toán trạng thái liên kết, các node mạng quảng bá giá trị liên kết của nó với các node xung quanh tới các node khác Sau khi quảng bá tất cả các node đều biết rõ topo mạng và thuật toán sử dụng

để tính toán con đường ngắn nhất tới node đích

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

Thuật toán Vector khoảng cách (DVA): Là một thuật toán định tuyến tương thích nhằm tính toán con đường ngắn nhất giữa các cặp node trong mạng, dựa trên phương pháp tập trung được biết đến như là thuật toán Bellman-Ford Các node mạng thực hiện quá trình trao đổi thông tin trên cơ sở của địa chỉ đích, node kế tiếp, và con đường ngắn nhất tới đích Đầu tiên mỗi router sẽ gửi thông tin cho biết

nó có bao nhiêu kết nối và trạng thái của 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

Kết quả là mỗi router sẽ có đầy đủ thông tin để xây dựng cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết Như vậy mỗi router đều có một cái nhìn đầy đủ và cụ thể

về cấu trúc của hệ thống mạng Router sẽ lưu tất cả các đường mà router láng giềng thông báo qua Dựa trên thông số định tuyến tổng hợp của mổi đường, DUAL sẽ so sánh và chọn ra đường có chi phí thấp nhất đến đích DUAL đảm bảo mỗi một đường này là không có lặp vòng Đường được chọn gọi là đường thành công (Successor) và nó sẽ được lưu trong bảng định tuyến, đồng thời cũng được lưu trong bảng cấu trúc mạng Khi mạng bị đứt thì DUAL sẽ tìm đường dự phòng (Feasible Successor) trong bảng cấu trúc mạng Gói tin hello được gửi theo chu kỳ

và EIGRP có thể cấu hình được Khoảng thời gian hello mặc định phụ thuộc vào băng thông tuy nhiên do gói tin hello rất nhỏ nên nó ít tốn băng thông và thời gian hội tụ nhanh

Đối với DUAL hoạt động cập nhật được diễn ra liên tục để cập nhật sự thay đổi trạng thái của một đường liên kết và thông tin được phát ra cho tất cả các router trên mạng Hoạt động của thuật toán DUAL được thể hiện qua lưu đồ sau:

Ở đây Router A chạy giao thức EIGRP và sử dụng thuật toán DUAL để tính toán đường đi tới Network 7 (như hình 2-1) Gồm 3 bước:

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

(20) (100)

Destination Feasible Distance (FD) Neighbor 7

7 7

100+20+10=130 100+1+10+10=121 100+100+20+10+10=240

H B D

Topology

Table

Hình 2-1: Thuật toán DUAL Bước 1: EIGRP sử dụng giải thuật DUAL để quảng cáo các route đến các láng giềng và chọn đường đi đến đích Một số khái niệm dùng trong giải thuật này như

sau: Feasible distance (FD) – FD là metric nhỏ nhất để đi đến đích theo một tuyến

EIGRP Successor- Successor là router EIGRP láng giềng thoả mãn điều kiện FC

và có metric nhỏ nhất đi đến đích Successor được dùng như là next hop để chuyển

tiếp gói tin đi đến mạng đích

Feasible successor- Feasible successor là router EIGRP láng giềng thoả mãn điều kiện FC nhưng không được chọn là Successor nên thường dùng như các tuyến dự phòng

Bước 3: Tính toán bảng định tuyến Thuật toán DUAL dựa vào thông số FD và

RD để xác định EIGRP Successor và EIGRP Feasible Successor

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

(20)

(100)

(1)

(10) (10)

(20) (100)

7 7 7

30 21 140

H B D

Topology

Table

RD 130

240 121

RouterA Routing table

7 121 B

B: successor (FD = 121) H: feasible successor (30 < 121)

Hình 2-2: Tính toán bảng định tuyến Router B được chọn là successor vì router B có FD nhỏ nhất (metric =121) để đến network 7 khi xuất phát từ A Để chọn feasible successor, router A kiểm tra RD của các router EIGRP láng giềng(RD(H) = 30, RD(D) = 140) xem có nhỏ hơn FD của successor hay không( FD = 121) Router H sẽ được chọn làm feasible successor

vì có RD= 30 nhỏ hơn FD=121 của successor Router D không là successor hay feasible successor vì có RD= 140 >121 và do đó không thoả mãn điều kiện FC

- Passive route- Passive route là router có một successor đúng đi đến đích

- Active route- Active route là router mất quyền làm successor và không có feasible successor thay thế, khi đó router phải tìm các route khác để đi đến đích

2.2 Thành phần và các phép tính EIGRP

2.2.1 Các bảng của EIGRP

EIGRP router lưu giữ các thông tin về đường đi và cấu trúc mạng trên RAM, nhờ

đó chúng đáp ứng nhanh chóng theo sự thay đổi Giống như OSPF, EIGRP cũng lưu giữ những thông tin này thành từng bảng và từng cơ sở dữ liệu khác nhau EIGRP lưu các con đường mà nó học được theo một cách đặc biệt Mỗi con đường có một trạng thái riêng và có đánh dấu để cung cấp thêm nhiều thông tin hữu dụng khác EIGRP có 3 loại bảng sau:

- Bảng láng giềng (Neighbor table)

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

- Bảng cấu trúc mạng (Topology table)

- Bảng định tuyến (Routing Table)

2.2.2 Bảng láng giềng

Bảng láng giềng là bảng quan trọng nhất trong EIGRP Mỗi router EIGRP lưu giữ một bảng láng giềng, trong đó là danh sách các router kết nối trực tiếp với nó Bảng này tương tự như cơ sở dữ liệu về các láng giềng của OSPF Đối với mỗi giao thức mà EIGRP hỗ trợ, EIGRP có một bảng láng giềng riêng tương ứng Khi phát hiện ra một láng giềng mới, router sẽ ghi lại địa chỉ và cổng kết nối của láng giềng

đó vào bảng láng giềng Khi láng giềng gởi gói hello, trong đó có thông số về khoảng thời gian lưu giữ Nếu router không nhận được gói hello khi đến định kỳ thì khoảng thời gian lưu giữ là khoảng thời gian mà router chờ và vẫn xem là router láng giềng còn kết nối được và còn hoạt động Khi khoảng thời gian lưu giữ đã hết

mà vẫn không nhận được gói hello từ router láng giềng đó, thì xem như router láng giềng đã không còn kết nối được hoặc không còn hoạt động, thuật toán DUAL sẽ thông báo sự thay đổi này và thực hiện tính toán lại theo mạng mới

2.2.3 Bảng cấu trúc mạng

Bảng cấu trúc mạng là bảng cung cấp dữ liệu để xây dựng nên bảng định tuyến của EIGRP DUAL lấy thông tin từ bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng để tính toán chọn đường có chi phí thấp nhất đến từng mạng đích Mỗi EIGRP router lưu một bảng cấu trúc mạng riêng tương ứng với từng loại giao thức mạng khác nhau Bảng cấu trúc mạng chứa thông tin về tất cả các con đường mà router học được Nhờ những thông tin này mà router có thể xác định đường đi khác để thay thế nhanh chóng khi cần thiết Thuật toán DUAL chọn ra đường tốt nhất đến mạng đích gọi là đường chính (Successor Router) Sau đây là những thông tin chứa trong bảng cấu trúc mạng:

- Feasible Distance (FD): là thông số định tuyến nhỏ nhất mà EIGRP tính được cho từng mạng đích

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

- Route Source: là nguồn khởi phát thông tin về một con đường nào đó Phần thông tin này chỉ có đối với những đường được học từ ngoài mạng EIGRP

- Reported Distance (RD): là thông số định tuyến đến một mạng đích do router láng giềng thân mật thông báo qua

- Thông tin về cổng giao tiếp mà router sử dụng để đi đến mạng đích

- Trạng thái đường đi: Trạng thái không tác động (P - passive) là trạng thái ổn định, sẵn sàng sử dụng được

- Trạng thái tác động (A - Active) là trạng thái đang trong quá trình tính toán lại của DUAL Bảng cấu trúc mạng còn lưu nhiều thông tin khác của đường đi EIGRP phân loại ra đường nội vi và đường ngoại vi Đường nội vi là đường xuất phát từ bên trong hệ tự quản (AS–Autonomous System) của EIGRP EIGRP có gán nhãn (Adminitrator Tag) với giá trị từ 0 đến 255 để phân biệt đường thuộc loại nào Đường ngoại vi là đường xuất phát từ bên ngoài của EIGRP Các đường ngoại vi là những đường học được từ các giao thức định tuyến khác như RIP, OSPF, IGRP Đường cố định cũng xem là đường ngoại vi

2.2.4 Bảng định tuyến

Bảng định tuyến EIGRP lưu giữ danh sách các đường tốt nhất đến các mạng đích Những thông tin trong bảng định tuyến được rút ra từ bảng cấu trúc mạng Router EIGRP có bảng định tuyến riêng cho từng giao thức mạng khác nhau Con đường được chọn làm đường chính đến mạng đích gọi là đường successor Từ thông tin trong bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng DUAL chọn ra một đường chính và đưa lên bảng định tuyến Đến một mạng đích có thể có đến 4 successor Những đường này có chi phí bằng nhau hoặc không bằng nhau Thông tin về successor cũng được đặt trong bảng cấu trúc mạng Đường Feasible Successor (FS) là đường

dự phòng cho đường successor Đường này cũng được chọn ra cùng với đường successor nhưng chúng chỉ được lưu trong bảng cấu trúc mạng Đến một mạng đích

có thể có nhiều Feasible Successor được lưu trong bảng cấu trúc mạng nhưng điều này không bắt buộc Router xem hop kế tiếp của đường FS là hop dưới nó, gần

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

mạng đích hơn nó Do đó, chi phí của FS được tính bằng chi phí của chính nó cộng với chi phí mà router láng giềng thông báo qua Trong trường hợp Successor bị sự

cố thì router sẽ tìm Feasible Successor thay thế Một đường FS bắt buộc phải có chi phí mà router láng giềng thông báo qua thấp hơn chi phí của đường successor hiện tại Nếu trong bảng cấu trúc mạng không có sẵn đường FS thì con đường đến mạng đích tương ứng được đưa vào trạng thái Active và router bắt đầu gởi các gói yêu cấu đến tất cả các láng giềng để tính toán lại cấu trúc mạng Sau đó với các thông tin mới nhận được, router có thể sẽ chọn ra được successor mới hoặc FS mới Đường mới được chọn xong sẽ có trạng thái là Passive

2.2.5 Các dạng gói tin của EIGRP

Giống như OSPF, EIGRP dựa vào nhiều loại gói dữ liệu khác nhau để duy trì các loại bảng của nó và thiết lập mối quan hệ phức tạp với router láng giềng EIGRP sử dụng 5 dạng gói tin sau:

Nghiên cứu giao thức EIGRP và ứng dụng SVTH: Huỳnh Ngọc Nam

đường tương ứng mới có trạng thái Passive Nếu router không nghe ngóng được gì

về router láng giềng trong suốt khoảng thời gian lưu giữ thì EIGRP sẽ xem như router láng giềng đó đã bị sự cố và DUAL sẽ phải tính toán lại bảng định tuyến Mặc định, khoảng thời gian lưu giữ gấp 3 lần chu kỳ hello Người quản trị mạng có thể cấu hình giá trị cho 2 khoảng thời gian này phù hợp với hệ thống của mình OSPF bắt buộc các router láng giềng với nhau phải có cùng khoảng thời gian hello

và khoảng thời gian bất động thì mới có thể thông tin liên lạc với nhau được EIGRP thì không yêu cầu như vậy Router sẽ học các khoảng thời gian của router láng giềng thông qua việc trao đổi gói hello Chúng sẽ dùng thông tin trong đó để thiết lập mối quan hệ ổn định mà không cần các khoảng thời gian này phải giống nhau giữa chúng Gói hello thường được gửi theo chế độ không bảo đảm tin cậy Điều này có nghĩa là không có báo nhận cho các gói hello EIGRP router sử dụng gói báo nhận để xác nhận là đã nhận được gói EIGRP trong quá trình trao đổi tin cậy Giao thức vận chuyển tin cậy RTP (Reliable Transport Protocol) cung cấp dịch

vụ liên lạc tin cậy giữa hai host EIGRP Gói báo nhận chính là gói hello mà không

có dữ liệu Không giống như hello được gửi multicast, các gói báo nhận chỉ gửi trực tiếp cho một máy nhận Báo nhận có thể được kết hợp vào loại gói EIGRP khác như gói trả lời chẳng hạn Gói cập nhật được sử dụng khi router phát hiện được một router láng giềng mới Router EIGRP sẽ gửi gói cập nhật cho router láng giềng mới này để nó có thể xây dựng bảng cấu trúc mạng Có thể sẽ cần nhiều gói cập nhật mới có thể truyền tải hết các thông tin cấu trúc mạng cho router láng giềng này Gói cập nhật còn được sử dụng khi router phát hiện sự thay đổi trong cấu trúc mạng Trong trường hợp này, EIGRP router sẽ gửi multicast gói cập nhật cho mọi router láng giềng của nó để thông báo về sự thay đổi Mọi gói cập nhật đều được gửi bảo đảm EIGRP router sử dụng gói yêu cầu khi nó cần một thông tin đặc biệt nào đó từ một hay nhiều router láng giềng của nó Gói đáp ứng được sử dụng để trả lời cho các gói yêu cầu Nếu một EIGRP router mất đường thành công và nó không tìm được đường dự phòng để thay thế thì DUAL sẽ đặt con đường đến mạng đích đó vào trạng thái hoạt động (Active) Sau đó router gửi multicast gói yêu cầu đến tất