Bài tập lớn Mạng máy tính nâng cao IT54

ĐỀ SỐ 2 – TÊN ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF Bưu chính viễn thông và công nghệ thông tin ngày nay rất phát triến. Cuộc cách mạng thông tin đã và đang diễn ra trên hầu hết các nước tiên tiến trên thế giới. Có thế nói thông tin ngày nay đóng vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của mỗi con người từ việc ăn gì ở đâu, xem gì trong nhừng ngày tới đến vấn cố phiếu tăng giá hay giảm giá hay những vấn đề quan trọng của cả thế giới đều được phản ánh qua thông tin được cập nhật hàng ngày. Điều đó cho thấy mạng lưới viễn thông đã bao trùm trên toàn thế giới. Ngày nay chúng ta cũng không phải lo về việc thiếu hụt băng thông cho truyền tin như trước kia thay vào đó là việc làm sao để xử lý gói tin tại các nút là nhanh nhất. Giao thức là một kiếu cách thức giao tiếp, đối thoại. Cũng như con người, máy móc muốn làm việc với nhau cũng cần có những cách thức giao tiếp riêng. Trong việc truyền tin cũng vậy các Router muốn giao tiếp với nhau cũng cần phải có những giao thức để làm việc với nhau. Các giao thức đó thường là RIP, IGRP, EGRP, ISIS, BGP và OSPF. OSPF Là giao thức định tuyến nhóm linkstate, thường được triến khai trong các hệ thống mạng phức tạp. Giao thức OSPF tự xây dụng nhũng cơ chế riêng cho mình ,tự bảo đảm những quan hệ của chính mình với các router khác. Nó có thể dò tìm nhanh chóng sự thay đổ của topology (cũng như lỗi của các interface ) và tính toán lại những route mới sau chu kỳ hội tụ. Chu kỳ hội tụ của OSPF rất ngắn và cũng tốn rất ít lưu lượng đường truyền. Chính vì các lý do trên em đã lựa chọn giao thức định tuyến OSPF và đưa ra các mô hình mô phỏng trực quan và sinh động bằng phần mềm mô phỏng Packet Tracer của CISCO. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy ThS. Nguyễn Thành Huy đã tạo điều kiện cho em trong quá trình làm và thực hiện đề tài. Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do khả năng còn hạn chế nên không thế tránh khỏi thiếu sót. Em mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô và các bạn em có thế hoàn thiện bài báo cáo. Xin chân thành cảm ơn

BÀI TẬP LỚN MÔN MẠNG MÁY TÍNH NÂNG CAO (IT54 )

ĐỀ SỐ 2 – TÊN ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU CÁC GIAO

THỨC ĐỊNH TUYẾN OSPF

Họ và tên sinh viên:

Mã sinh viên:

LỜI MỞ ĐẦU

Bưu chính viễn thông và công nghệ thông tin ngày nay rất phát triến Cuộc cách mạng thông tin đã và đang diễn ra trên hầu hết các nước tiên tiến trên thế giới Có thế nói thông tin ngày nay đóng vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của mỗi con người từ việc ăn gì ở đâu, xem gì trong nhừng ngày tới đến vấn cố phiếu tăng giá hay giảm giá hay những vấn đề quan trọng của cả thế giới đều được phản ánh qua thông tin được cập nhật hàng ngày Điều đó cho thấy mạng lưới viễn thông đã bao trùm trên toàn thế giới

Ngày nay chúng ta cũng không phải lo về việc thiếu hụt băng thông cho truyền tin như trước kia thay vào đó là việc làm sao để xử lý gói tin tại các nút là nhanh nhất Giao thức là một kiếu cách thức giao tiếp, đối thoại Cũng như con người, máy móc muốn làm việc với nhau cũng cần có những cách thức giao tiếp riêng Trong việc truyền tin cũng vậy các Router muốn giao tiếp với nhau cũng cần phải có những giao thức để làm việc với nhau Các giao thức đó thường là RIP, IGRP, EGRP, IS-IS, BGP

và OSPF

OSPF Là giao thức định tuyến nhóm link-state, thường được triến khai trong các

hệ thống mạng phức tạp Giao thức OSPF tự xây dụng nhũng cơ chế riêng cho mình ,tự bảo đảm những quan hệ của chính mình với các router khác Nó có thể dò tìm nhanh chóng sự thay đổ của topology (cũng như lỗi của các interface ) và tính toán lại những route mới sau chu kỳ hội tụ Chu kỳ hội tụ của OSPF rất ngắn và cũng tốn rất ít lưu lượng đường truyền

Chính vì các lý do trên em đã lựa chọn giao thức định tuyến OSPF và đưa ra các

mô hình mô phỏng trực quan và sinh động bằng phần mềm mô phỏng Packet Tracer của CISCO Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy ThS Nguyễn Thành Huy đã tạo điều kiện cho em trong quá trình làm và thực hiện đề tài Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do khả năng còn hạn chế nên không thế tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô và các bạn em có thế hoàn thiện bài báo cáo Xin chân thành cảm ơn !

Hải Phòng, ngày 23 tháng 1 năm 2022

Sinh viên thực hiện

ĐỀ SỐ 02

1 Tên đề tài : Tìm hiểu các giao thức định tuyến OSPF

2 Nội dung & yêu cầu

 Tìm hiểu về định tuyến và vài trò của định tuyến

 Phân loại các giao thức định tuyến

 Hoạt động của giao thức OSPF

 Đặc điểm của giao thức định tuyến

 Cài đặt phần mềm mô phỏng

 Phân tích hoạt động mạng mô phỏng

3 Tài liệu tham khảo (nếu có)

[1] TCP Illustrated – Volume 1, Kevin R Fall, W Richard Stevens, Pearson Education Inc, 2012

[2] Computer Networks, TanenBaum, Wetherall, Peason Education Inc, 2011 [3] Computer Networking A top-down approach, Kurose, Ross, 2017

[4] Privacy preservation using spherical chord, Doyal Tapan Mukherjee, Master Thesis, Misouri University, 2014.

[5] A brief introduction and analysis of the Gnutella protocol, Gayatri Tribhuvan, University of Freiburg

[6] Cisco Packet Tracer – avaiable at : https://www.netacad.com/courses/packet-tracer

MỤC LỤC

1 Tìm hiểu về định tuyến và vai trò của định tuyến 5

2 Phân loại các giao thức định tuyến 5

3 Hoạt động của giao thức OSPF 5

4 Đặc điểm của giao thức định tuyến 7

5 Cài đặt phần mềm mô phỏng 8

6 Phân tích hoạt động mạng mô phỏng 12

1 Tìm hiểu về định tuyến và vai trò của định tuyến.

OSPF viết tắt của Open Shortest Path First là một giao thức định tuyến được sử dụng rộng rãi và được hỗ trợ Đây là một giao thức định tuyến nội, được sử dụng trong một khu vực hoặc một mạng, dựa trên thuật toán link state routing

Vai trò của định tuyến:

+ OSPF là giao thức định tuyến dạng link-state được dùng để triển khai hệ thống mạng phức tạp OSPF tự xây dựng cơ chế để đảm bảo độ tin cậy chứ không sử dụng các giao thức chuyển vận như TCP để đảm bảo độ tin cậy.

+ OSPF có hỗ trợ VLSM và discontiguous network Có khả năng hỗ trợ chứng thực dạng plain text và dạng MD5.

+ OSPF sử dụng giải thuật Dijktra để xây dựng bảng định tuyến Thông điệp quảng cáo LSA mang thông tin của router và trạng thái các láng giềng lân cận Dựa trên các thông tin học được khi trao đổi các thông điệp LSA, OSPF sẽ xây dựng topology mạng.

2 Phân loại các giao thức định tuyến

Có 2 loại:

Giao thức định tuyến trong: là giao thức dùng để chạy các router nằm bên trong 1 AS (OSPF, RIP, IS – IS, IGRP, EIGRP)

Giao thức định tuyến ngoài: (EGP, BGP, CSPF) tiêu biểu là giao thức BGP là loại giao thức được dùng để chạy giữa các router thuộc AS – Anonymous System khác nhau, phục vụ cho việc trao đổi thông tin định tuyến Các AS thường là các ISP Định tuyến ngoài dụng cho mạng internet toàn cầu

để trao đổi số lượng lớn thông tin định tuyến rất lớn giữa các ISP với nhau.

Giao thức định tuyến OSPF nằm trong giao thức định tuyến trong.

3 Hoạt động của giao thức OSPF

Bước 1: Bầu chọn Router – id:

Đầu tiên, khi một router chạy OSPF, nó phải chỉ ra một giá trị dùng để định danh duy nhất cho nó trong cộng đồng các router chạy OSPF Giá trị này được gọi là Router – ID Router – id trên router chạy OSPF có định dạng của một địa chỉ IP Mặc định, tiến trình OSPF trên mỗi router sẽ tự động bầu chọn giá trị router – id là địa chỉ IP cao nhất trong các interface đang active, ưu tiên cống loopback

Cách 1: Router tự tạo

Router xem xét interface nào có IP cao nhất thì tự động lấy địa chỉ IP đó làm Router-ID

Ví dụ: Router có các interface với IP như sau

f0/0=10.0.0.1

f0/1=172.16.1.1

s0/0/0=192.168.1.1

Như vậy, Router sẽ lấy 192.168.1.1 làm Router-id

Trong trường hợp, Router có Loopback và tham gia định tuyến thì nó ưu tiên sử dụng Loopback làm Router-ID trước

Ví dụ:

lookback 0=4.1.1.1

lookback1=4.2.2.2

f0/0=172.16.1.1

f0/1=192.168.1.1

Như vậy, Router-id sẽ là 4.2.2.2

Cách 2 : Người dùng tự cấu hình

Quá trình định doanh Router-ID có thể không cần phải chọn IP sẵn có trên interface, mà bạn có thể tự cấu hình nó

Ví dụ:

lookback 0=4.1.1.1

lookback1=4.2.2.2

f0/0=172.16.1.1

f0/1=192.168.1.1

Bạn tùy ý chọn 100.100.100.100 (không thuộc về bất kỳ interface có trong Router) và cấu hình nó là Router-ID Ip

Câu lệnh cấu hình như sau:

Router (config) # router ospf 1

Router (config-router) # router-id A.B.C.D

Thiết lập quan hệ láng giềng (neighbor) trong giao thức OSPF

Router chạy giao thức định tuyến OSPF thực hiện gửi gói tin HELLO đến các

cổng chạy OSPF trên cùng phân đoạn mạng, với tần suất mặc định 10s/lần Mục đích của quá trình này là để Router tìm kiếm láng giềng, sau đó thiết lập và duy trì mối quan hệ

Hai Router được xếp là láng giềng khi chúng đáp ứng các điều kiện:

Cùng Area-ID: Một hệ thống mạng lớn thường được chia thành nhiều vùng để giảm thiểu ảnh hưởng khi có sự cố xảy ra Mỗi vùng được đặt là một Area-ID Trong

đó, vùng trung tâm sẽ có Area-ID là 0 Tất cả các vùng khác muốn truyền được dữ liệu thì phải có đường truyền trực tiếp đến vùng trung tâm (tức vùng 0)

Cùng Subnet: Khi 2 IP có cùng Subnet thì chúng mới có thể trao đổi thông tin

và ping

Cùng thông số: Mặc định Hello/Dead-time ở 2 cổng là 10s/40s

Cùng xác thực trên 2 cổng: Điều kiện này dành cho các mạng metro (mạng lớn) Khi xác thực được thiết lập thì thông tin sẽ không bị các Router khác lấy

Cùng cờ Stub Area Flag: Điều kiện này áp dụng cho OSPF đa vùng

Nếu muốn xem các Router có quan hệ láng giềng, bạn sử dụng câu lệnh: Show

IP OSPF Neighbor.

Bước 3: Trao đổi LSDB:

LSDB đóng vai trò như tấm bản đồ mạng để Router có căn cứ tính toán định tuyến Vì thế, LSDB sẽ giống nhau đối với các Router cùng vùng Mỗi Router tiến hành trao đổi, giao tiếp với nhau theo từng đơn vị thông tin, được gọi là LSA Tất cả LSA này được chứa trong những gói tin LSU (Link State Update) cụ thể mà các Router đã trao đổi thực tế

Tính toán xây dựng bảng định tuyến:

OSPF gọi Cost (Cost trên interface) thay cho Metrict Cost chỉ được tính khi đi vào một cổng, và không tính khi đi ra

Cost = 108/Bandwidth (đơn vị bps)

Khi Ethernet có Bandwidth = 10Mbps → cost = 10

Khi Fast Ethernet có Bandwidth = 100Mbps → cost = 1

Khi Serial có Bandwidth = 1.544Mbps → cost = 64 (phần thập phân sau khi làm phép tính chia sẽ được bỏ)

4 Đặc điểm của giao thức định tuyến

OSPF mang những đặc điểm của giao thức link-state Nó có ưu điểm là hội tụ nhanh, hỗ trợ được mạng có kích thước lớn và không xảy ra “routing loop” OSPF đồng thời là giao thức định tuyến dạng classless nên hỗ trợ VLSM và mạng không liên tục OSPF sử dụng địa chỉ multicast 224.0.0.6 (DR và BDR router) để gửi các thông điệp hello và update trong quá trình cập nhật định tuyến

Bên cạnh đó OSPF còn được thiết kế theo dạng phân cấp, sử dụng các area để giảm yêu cầu về CPU, bộ nhớ router OSPF hỗ trợ chứng thực dạng Plain-Text và dạng MD5

5 Cài đặt phần mềm mô phỏng

Bước 1: cài đặt phần mềm Packet tracer

- Bước 2: Chọn Next để chọn tệp để lưu.

- Bước 3: Sau khi chọn được tệp lưu chọn Next để tiếp tục Còn nếu muốn chọn

một thư mục khác ấn vào Browse.

- Bước 4: Chọn các tác vụ bổ sung mà mình muốn thiết lập để thực hiện khi cài

đặt Ciso Packet Tracer Chọn Create a desktop shortcut nếu muốn tạo lối tắt trên màn hình Hoặc tạo lối tắt khởi chạy nhanh ở ô dưới Bấm Next

- Bước 5: Sẵn sàng cài đặt ấn vào Install

- Bước 6: Cài đặt

- Bước 7: Ấn OK

- Bước 8: Sau khi cài đặt xong màn hình hiện ra như thế này Nhập email để đăng

nhập.

6 Phân tích hoạt động mạng mô phỏng.

- Cấu hình cho các PC:

PC0:

PC2:

PC3:

- Thực hiện cấu hình OSPF cho các router

Router 0:

Router 1:

Router 2:

- Cài cấu hình định tuyến OSPF:

Router 0:

Router> enable

Router#conf t

Router(config)#router ospf 1

Router(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#network 172.168.1.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#end

Router#

Router 1:

Router> enable

Router#conf t

Router(config)#router ospf 1

Router(config-router)#network 192.168.2.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#end

Router#

Router 2:

Router> enable

Router#conf t

Router(config)#router ospf 1

Router(config-router)#network 172.168.1.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0 Router(config-router)#end

Router#

- Các thiết bị sau khi ping:

- Gõ lệnh ping đến các thiết bị khác: vd:từ PC 3 đến PC 0: ping 192.168.1.2