Định tuyến động, thuật toán định tuyến, giao thức RIP và OSPF DT6

Định tuyến động, thuật toán định tuyến, giao thức RIP và OSPF DT6 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tínhViện điện tử viễn thôngĐại học Bách Khoa Hà Nội

Định Tuyến Động, Thuật Toán

Định Tuyến ,OSPF và RIP

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Chung

Hoàng Thế Doanh Phan Thị Thu

Nội Dung Chính

„ Định tuyến động.

„ Thuật toán định tuyến.

„ OSPF và RIP.

Định Tuyến Động

1. Khái niệm định tuyến thông tin.

2. Sự khác nhau giữa định tuyến tĩnh và định

tuyến động.

3. Các hoạt động định tuyến động.

4. Khái niệm bảng định tuyến.

5. Các giao thức định tuyến.

6. Hệ thống tự quản Autonomous system.

1 Khái niệm định tuyến thông tin

„ Định tuyến là quá trình xác định một tuyến

đường tốt nhất giữa hai nút bất kì.

„ Định tuyến tĩnh: Là dùng một tuyến đã được lập

trình do người quản trị mạng nhập vào router

„ Định tuyến động: Là một tuyến mà giao thức định

tuyến mạng điều chỉnh một cách tự động phù hợp

topo hay các thay đổi của lưu lượng

Î Định tuyến động linh hoạt hơn định tuyến tĩnh

2 Sự khác nhau giữa định tuyến động

và định tuyến tĩnh:

Định tuyến động

™ Sự thành công của định tuyến động phụ thuộc

vào hai chức năng cơ bản của router

¾ Duy trì một bảng định tuyến

¾ Phân tán tri thức mạng theo định kì,

dưới dạng cập nhật bảng định tuyến, cho

các router khác

3 Các hoạt động định tuyến động:

Hoạt động định tuyến động

ƒ băng thông (bandwidth)

ƒ Thời gian trễ (delay)

¾Chiều dài các đường dẫn mạng được

xác định theo các đại lượng sau:

4 Khái niệm bảng định tuyến:

E0 10.0.0.0

192.168.1.0

172.19.0.0

S0 172.31.0.0

Interface (Next Hop) Destination Network

¾ Một bảng định tuyến gồm có các địa chỉ đích và cặp hop

¾ Một hệ thống tự trị bao gồm các router chịu sự

quản lý chung

6 Hệ thống tự trị autonomous system:

¾ Các giao thức định tuyến exterior được dùng để

truyền thông tin giữa các hệ thống tự trị

¾ Các giao thức interior được dùng bên trong hệ thống

tự trị

¾ Các giao thức định tuyến IP bên trong bao gồm:

9 RIP (Routing Information Protocol)

9 IGRP (Interior GateWay Routing Protocol)]

9 OSPF (Open Shortest Path First )

9 EIGRP (Enhanced Interior Gateway

Protocol)

Thuật Toán Định Tuyến

2. Thuật toán link-state.

¾ Định tuyến distance-vector xác định hướng và

khoảng cách đối với bất kì liên kết nào trong

mạng

¾ Chúng định kỳ chuyển các bản copy của bảng

định tuyến từ router này đến router khác và

tích lũy các vector khoảng cách

1 Thuật toán định tuyến

distance-vector:

Routing

Table

Routing Table

Routing Table

Các khái niệm distance-vector

¾ Chúng thường xuyên cập nhật các thay đổi về

topo mạng

‰ Thay đổi distance-vector topo

o Lặp:

Tiếp tục thực hiện thuật toán cho tới khi không

còn thông tin trao đổi trên mạng

o Đồng bộ :

Các node trao đổi thông tin không đồng bộ

o Sự phân tán:

Mỗi một node chỉ liên kết với các node lân cận trực

tiếp với nó.Do đó quá trình định tuyến phân tán trên

mạng

Có 3 đặc điểm quan trọng định tuyến

distance-vector:

‰Đặc điểm:

¾ 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 LSAs với tất cả các router khác

trong mạng

¾ Chúng là một tập hợp các giao thức SPF

¾ Chúng dựa trên thuật toán Dijkstra

2 Thuật toán định tuyến link-state:

1 D

192.168.157.0 C

1 B

192.168.66.0 C

1 A

10.0.0.0 C

1 D

192.168.157.0 B

1 C

192.168.33.0 B

1 A

10.0.0.0 B

2 B

192.168.157.0 A

2 B

192.168.157.0 A

1 C

192.168.33.0 A

1 B

192.168.66.0 A

Cost Next Hop

Destination Router

¾ Ưu điểm:

• Sử dụng chi phí làm thông số định tuyến chọn

đường đi trong mạng thông số này có thể phản

ánh được dung lượng của đường truyền

• Thực hiện cập nhật khi có hiện tượng xảy ra ,

phát LSAs ra cho mọi router trong hệ thống

mạng để thông báo về sự thay đổi trong cấu trúc

mạng Điều này giúp cho thời gian hội tụ nhanh

hơn

Ưu và nhược điểm của giao thức định

tuyến theo trạng thái đường liên kết.

• Mỗi router có một sơ đồ đầy đủ và đồng bộ về toàn

bộ cấu trúc hệ thống mạng Do đó rất khó bị lặp

vòng

• Router sử dụng thông tin mới nhất để quyết định

đường đi

• Mọi router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng

nó để chọn đường đặc tính này sẽ giúp chúng ta

khi cần sử lý sự cố

¾ Nhược điểm:

ƒ Cần dung lượng bộ nhớ lớn và năng lực xử lý cao

ƒ Chúng đòi hỏi hệ thống mạng phải được thiết kế theo

mô hình phân cấp, hệ thống mạng được chia ra nhiều

vùng nhỏ để làm giảm bớt độ lớn và độ phức tạp của

cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng

ƒ Chúng đòi hỏi nhà quản lý phải nắm vững giao thức

ƒ Trong 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 trên toàn mạng làm cho

dung lượng đường truyền dành cho dữ liệu khác giảm

¾ Coi hệ thống mạng là một tập hợp các node được

kết nối với nhau bằng kết nối điểm-đến-điểm

¾ Mỗi kết nối có một chi phí

¾ Mỗi node chứa đầy đủ thông tin về cấu trúc vật lý

của hệ thống mạng

3 Thuật toán Dijkstra:

‰ Mô tả thuật toán:

ƒ Thiết lập:

- dii = 0;

- Dij = ∞ nếu I và j không liên kết với nhau

- Để tìm đường đi ngắn nhất ta dựa vao công

thức

Dx(y,z) =C(x,z) + min{Dz(y,w)}

Trong đó Dx(y,z) là khoảng cách từ x đến y

thông qua node z

C(x,z) chi phí liên kết từ node x tới z

3.Giao thức thông tin định tuyến (RIP)

3.1 Lịch sử của RIP

„ Là một trong những giao thức cổng nội IGP được

sử dụng rộng rãi nhất

„ Routed là chương trình đã cài đặt RIP Phần mềm

này ban đầu được thiết kế tại Viện đại học

California ở Berkeley

„ Routed cung cấp việc định tuyến nhất quán và

thông tin về khả năng đi đến các máy trên các

mạng của chúng

„ RIP đã được xây dựng và chấp nhận rộng rãi trước

khi một chuẩn chính thức được xuất bản

3.2 Hoạt động của RIP

„ Giao thức RIP cơ sở là một cài đặt trực tiếp của

việc định tuyến vecto- khoảng cách dành cho

mạng cục bộ

„ Có hai loại RIP: chủ động và thụ động

„ Bộ định tuyến chạy RIP ở chế độ chủ động sẽ

quảng bá (broadcast) một thông điệp cập nhật

việc định tuyến mỗi 30s

„ Cả 2 loại RIP chủ động và thụ động đều lắng

nghe các thông điệp broadcast, và cập nhật bảng

3.2 Hoạt động của RIP

3.2 Hoạt động của RIP

„ Bảng định tuyến không nhất quán là vấn đề cơ

bản, xảy ra đến với một giao thức vecto- khoảng

cách bất kỳ, không loại trừ RIP

3.3 Giải quyết vấn đề đếm đến vô hạn

„ Giải quyết đếm đến vô hạn bằng cách:

1. Sử dụng kỹ thuật có tên là split horizon

update.

2. Theo phương diện luồng thông tin.

3. Sử dụng biến hold down.

4. Poison reverse.

3.4 Định dạng thông điệp RIP1

„ Có hai loại thông điệp RIP: các thông điệp RIP về

thông tin định tuyến và các thông điệp được sử

dụng để yêu cầu về thông tin Cả hai đều sử dụng

một định dạng bao gồm một phần đầu cố định, tiếp

theo sau là một danh sách tuỳ chọn về mạng và

khoảng cách

„ Hình vẽ sau trình bày định dạng thông điệp được

3.4 Định dạng thông điệp RIP1

…

DISTANCE TO NET 2 MUST BE ZERO MUST BE ZERO

IP ADDRESS OF NET 2

MUST BE ZERO FAMILY OF NET 2

DISTANCE TO NET 1 MUST BE ZERO MUST BE ZERO

IP ADDRESS OF NET 1

MUST BE ZERO FAMILY OF NET 1

MUST BE ZERO VERSION (1)

COMMAND

(1-5)

3.5 Các quy −ớc địa chỉ của RIP1

„ Định dạng của địa chỉ không bị giới hạn để đ−ợc

sử dụng bởi TCP/IP; nó có thể đ−ợc sử dụng với

nhiều bộ giao thức mạng

„ Mỗi địa chỉ mạng do RIP thông báo có thể có địa

chỉ bao gồm tới 14 octet Các địa chỉ IP chỉ cần có

4 octet, RIP xác định các octet còn lại phải là zero

„ Vùng có tên FAMILY OF NET i xác định họ của

giao thức mà địa chỉ mạng đ−ợc diễn dịch

„ Vùng DISTANCE TO NET chứa một số nguyên là

khoảng cách đến mạng đã xác định

3.6 Diễn dịch tuyến đường RIP1

„ Do không bao gồm thông tin tường minh về

mạng con, RIP1 chỉ cho phép bộ định tuyến

gửi đi các tuyến đường mạng con nếu nơi

nhận có thể diễn dịch một cách không mơ

hồ các địa chỉ này tuỳ theo mặt nạ chúng có

được tại mạng cục bộ Dẫn đến RIP1 chỉ có

thể được sử dụng với các địa chỉ phân lớp

hoặc với các địa chỉ mạng con có độ dài cố

định

3.7 Mở rộng ra RIP2

„ Giao thức RIP2 được mở rộng để bao gồm

mặt nạ mạng con tường minh cùng với mỗi

3.8 Định dạng thông điệp RIP2

Distance to net 1 Next hop for net 1 Subnet mask for net 1

Ip address of net 1

Route tag for net1 Family of net 1

Must be zero Version

Ip address of net 2

Route tag for net 2 Family of net 2

3.9 Việc truyền các thông điệp RIP

„ Các thông điệp RIP không chứa vùng độ dài

tường minh và cũng không chứa tường minh

biến đếm các mục

„ Khi được sử dụng với TCP/IP, các thông

điệp RIP dựa vào UDP để thông báo cho nơi

nhận độ dài của thông điệp RIP hoạt động

trên cổng số 520 của UDP