Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)

Dựa vào thông tin cập nhật Router thực hiện 2 nhiệm vụ sau: • Xác định mạng đích mới • Cập nhật sự cố về đường đi trên mạng - Cụ thể là metric của IGRP là sự tổ hợp của 5 yếu tố, mặc địn

Trang 1

Interior Gateway Routing Protocol (IGRP)

1 Định nghĩa

- Trước những nhược điểm vốn có của RIP như: metric là hop count, kích thước mạng tối đa là 15 hop Cisco đã phát triển một giao thức độc quyền của riêng mình là IGRP để khắc phục những nhược điểm đó

- IGRP là một giao thức định tuyến nội và định tuyến theo vectơ khoảng cách Giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách chọn lưa đường đi bằng cách so sánh vectơ khoảng cách thực hiện bảng định tuyến theo định kỳ cho các router láng giềng Dựa vào thông tin cập nhật Router thực hiện 2 nhiệm

vụ sau:

• Xác định mạng đích mới

• Cập nhật sự cố về đường đi trên mạng

- Cụ thể là metric của IGRP là sự tổ hợp của 5 yếu tố, mặc định là

bandwidth và delay:

 Bandwidth

 Delay

 Load

 Reliability

 Maximum transfer unit (MTU)

- IGRP không sử dụng hop count trong metric của mình, tuy nhiên nó vẫn theo dõi được hop count Một mạng cài đặt IGRP thì kích thước mạng có thể lên tới 255 hop

- Ưu điểm nữa của IGRP so với RIP là nó hỗ trợ cân bằng tải trên những đoạn không bằng nhau (unequal-cost load sharing) và thời gian update lâu hơn RIP gấp 3 lần

- Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm của mình so với RIP, IGRP cũng có những nhược điểm đó là giao thức độc quyền của Cisco

2 Hoạt động và đặc trưng

- IGRP có rất nhiều điểm chung với RIP, chúng cùng là classfull distance vector protocol cũng như định kỳ gửi toàn bộ bảng định tuyến (routing table) ra tất cả active interface

- Cũng giống như RIP, IGRP cũng gửi gói tin yêu cầu quảng bá (broadcasd Request packet) ra tất cả các active interface khi khởi động và cẩn thận check các packet update nhận được xem source address của packet đó có cùng subnet mà update được nhận Giống như RIP nó cũng không gửi

Trang 2

subnetmask trong thông tin định tuyến.

- Nếu như RIP dùng port 520 của giao thức UDP để trao đổi thông tin định tuyến, thì IGRP thì làm điều này trực tiếp trong gói tin IP với trường

Protocol number là 9

- IGRP sử dụng khái niệm Autonomous System (AS)_AS number là chỉ 1 vùng định tuyến có chung các chính sách định tuyến, một IGRP AS là một IGRP process domain_tập hợp các router có chung routing protocol là một IGRP process Cho phép multiple IGRP AS tồn tại bên trong một AS có nghĩa là người quản trị có phân đoạn mạng tốt hơn Người quản trị có thể tạo một IGRP AS cho mỗi routing domain, giúp cho việc điều khiển thông tin giữa các mạng tương tác tốt hơn

- IGRP thừa nhận 3 loại tuyến đường trong thông tin update:

* Interior route: mạng nối trực tiếp với router_Đường đi nội bộ

* System route: là đường tới địa chỉ mạng mà bị summary bởi network border router_đường hệ thống

* Exterior route: là đường học qua IGRP từ IGRP AS khác, nó cung cấp thông tin sử dụng bởi default route_Đường ngoại vi

 Interior route: Đường nội bộ là những đường chỉ đi giữa các subnet kết nối vào cùng một cổng của router Nếu một cổng giao tiếp của router kết nối vào một mạng không có chia thành nhiều subnet thỉ router

không còn có đường nội bộ trong mạng đó

 Syntem route: Đường hệ thống là những đường đi giữa các mạng trong cùng một hệ tự quản.Router hoc về đường hệ thống bằng cách nhận biết các mạng kết nối trực tiếp vào nó và học từ các thông tin cập nhật từ các router IGRP khác Trong IGRP ,các thông tin về đường hệ thống không có thông tin về subnet tương ứng

Trang 3

 Exterior route : Đuờng ngoại vi là những đường đi ra ngoài hệ

tự quản(autonomous system) Thông thường thì đây là gateway của router để đi ra ngoài Phần mềm Cisco IOS sẽ chọn một đường trong

số những đường ngoại vi của IGRP để làm gateway Router sẽ sử dụng đến đường gateway khi mạng đích là một mạng không kết nối trực tiếp vào router và router không tìm được một đường nào khác để đến mạng đích Nếu trong một hệ tự quản có nhiều đường ngoại vi để kết nối ra ngoài thì mỗi router có thể chọn cho mình một gateway khác nhau

a IGRP Timer

- Chu kỳ update của IGRP là 90 giây, IGRP có sử dụng nhân tố random 20%

để ngăn chặn sự đồng bộ update timer Khoảng thời gian giữa 2 lần update biến đổi từ 72 đến 90 giây

- Khi một tuyến đường đầu tiên được học, invalid timer cho tuyến đó là 270 giây hay là gấp 3 lần update timer Flush timer được thiết lập với giá trị là

630 giây_ gấp 7 lần update timer Mỗi lần tuyến được được update thì những thông số thời gian này được khởi động lại Nếu như invalid timer trôi qua

mà tuyến đường đó không nhận được một update thì tuyến đường đó sẽ bị đánh dấu là không đến được Tuyến đường đó sẽ được giữ trong routing table và quảng bá với thông tin là tuyến đó không đến được cho đến khi flush timer trôi qua, tuyến đó sẽ được xoá khỏi routing table

- Update timer của IGRP gấp 3 lần RIP, điều đó chứng tỏ IGRP tốn it băng thông hơn cho việc gửi update Nhưng thời gian hội tụ của IGRP sẽ lớn hơn RIP

b IGRP Metrics

- Metric của IGRP là tổ hợp của các thành phần sau: bandwidth, delay, load, reliability Mặc định của metric là bandwidth và delay, bạn hãy tưởng tượng liên kết dữ liệu (data link) như là một cái ống thì bandwidth như là chiều rộng của ống còn delay như là chiều dài của ống Nói cách khác bandwidth

là thước đo khả năng mang thông tin và delay độ trễ cần thiết để một bit truyền đến đích

metric IGRP = BW(IGRP) + DELAY (IGRP)

BW(IGRP) = 100 000 000 / BW (interface)

Trang 4

+ Bandwidth: được biểt diễn với đơn vị là kbps, là một thông số được sử

dụng để IGRP sử dụng để chạy thuật toán Bellman-Ford Nó là một thông số tĩnh có thể thay đổi bởi người quản trị không liên quan gì đến bandwidth thật của đường truyền

BW = [10000000/(bandwidth in Kbps)]

+ Delay: giống như bandwidth là một thông số tĩnh có thể được cấu hình

bằng tay

Delay = [Delay in 10s of microseconds]

+ Reliability: là một thông số động, được biểu diễn bởi một số 8bit được

tính số lượng gói tin đến đích mà không bị hỏng Reliability có giá trị 255 có nghĩa là 100% gói tin không bị hỏng, giá trị nhỏ nhất là 1

+ Load: là một phần băng thông sử dụng trên đường truyền, được biểu diễn

bởi một số 8 bit Load có giá trị là 255 nghĩa là sử dụng 100%, 1 là giá trị nhỏ nhất

Mặc định: K1 = 1, K2 = 0, K3 = 1, K4 = 0, K5 = 0 Các hằng số trên có thể được thay tuỳ theo mục đích của người quản trị

+ MTU (Maximum transfer unit): Đơn vị truyền tối đa trên đường truyền

c IGRP Packet Format

Định dạng gói tin IGRP được biểu diễn như hình sau:

Trang 5

- Như ta thấy bản tin IGRP update mang nhiều thông tin hơn so với RIP.

- Mỗi bản tin IGRP update có thể chứa tối đa 104 mục nhập (entry) với mỗi mục nhập có kích thước 14octet và header của IGRP update là 12 octet Ta

có maximum của IGRP packet là 12 + 104*14 = 1468 byte

- Các trường của IGRP có ý nghĩa là:

Version: luôn luôn có giá trị bằng 1.

Opcode: có giá trị là 1 cho IGRP Request packet và có giá trị là 2 cho

IGRP Update packet Chú ý Request packet không chứa mục nhập

(entry)

Edition: giá trị được tăng lên bởi nơi gửi bất cứ khi nào có một thay đổi

về thông tin định tuyến Giá trị này giúp cho router tránh update nhầm thông tin update cũ sau khi nhận thông tin update mới

Autonomous System Number: là ID number của IGRP process Thông số

này cho phép multiple IGRP process trao đổi thông tin định tuyến qua một liên kết dữ liệu chung

Number of Interior Routes: là số mục nhập trong update, là những subnet

của những network nối trực tiếp

Number of System Routes: số tuyến đường tới những mạng mà không nối

trực tiếp Hay nói cách khác, là những tuyến đường đã được summary bởi router biên

Number of Exterior Routes: là số tuyến đường tới những mạng mà được

học bởi default route

Checksum: được tính trên IGRP header và tất cả các mục nhập.

Destination: là trường đầu tiên của mỗi mục nhập Có một chú ý là

trường destination chỉ có 3 octet trong khi địa chỉ IP có 4 octet Điều này được thực hiện do những nguyên nhân sau Nếu mục nhập là một interior route thì ít nhất octet đầu tiên của địa chỉ IP luôn luôn được xác định từ địa chỉ IP của interface mà nó nhận được update Tương tự như vậy nếu mục nhập là system hay external route thì route sẽ bị summary và ít nhất

là octet cuối cùng là toàn zero Do đó trường destination chỉ cần biểu diễn 3 octet đầu là đủ

Delay: trường này bao gồm 24 bit.

Bandwidth: trường này bao gồm 24 bit.

MTU: là Maximum Transmission Unit nhỏ nhất của bất kỳ link nào trong

tuyến đường đến đích Mặc dù đây là một thông số nhưng không bao giờ được sử dụng để tính route

Reliability, Load: có giá trị biến đổi từ 0x01 đến 0xFF.

Trang 6

Hop Count: có giá trị biến đổi từ 0x01 đến 0xFF cho biết số hop của

tuyến đường đến đích

d Unequal-Cost Load Balancing

- Load balancing là cách router gửi lưu lượng qua nhiều đường để đến cùng đích Nó được sử dụng để giảm lưu lượng qua single path Không giống như RIP, IGRP không những chỉ hỗ trợ equal-cost balancing mà còn hỗ trợ cả unequal-cost balancing Điều này được thực hiện nhờ sử dụng thông số variance Những route nào có metric nhỏ hơn hoặc bằng metric*variance sẽ được chọn là feasiable route (metric tốt nhất) Thông số Maximum Paths xác định tối đa có bao nhiêu route tham gia load balancing

3 Tính ổ n định của IGRP

- IGRP cũng có sử dụng một số kỹ thuật để tăng tính ổn định trong hoạt động định tuyến của nó như:

 Thời gian holddown

 Split horizon

 Poison reverse

Holddowns : Thời gian holddown được sử dụng để tránh cho router cập nhật những thông tin được phát ra do chu kỳ cập nhật nhưng lại là những thông tin cũ , chưa được cập nhật mới

Split horizons:Split horizons là nguyên tắc giúp cho router tránh bị lặp vòng bằng cách ngăn không cho router gửi lại những thông tin cập nhật ra một hướng mà nó vừa nhận được tù chính hướng đó

Poison resverse: Split horizons chỉ tránh được lặp vòng giữa 2 router kết nối trực tiếp với nhau, còn poison resverse có thể tránh được vòng lặp lớn hơn Thông thường ,khi một đường nào đó có thông số định tuyến cứ tăng dần lên

là đường đó đã bị lặp vòng Khi đó router phải phát ra thông tin poison resverse để xóa con đường đó và đặt con đườ ng đó vào trạng thái

holddown Đối với IGRP thì khi một con đường có thông số định tuyến tăng lên theo hệ số 1 1 hoặc lớn hơn nữa thì nó sẽ phát đi thông tin cập nhật

poison resverse cho con đường đó

Trang 7

4.Cấu hình cơ bản IGR và mô phỏng

1 Cấu hình cơ bản:

Các bước thực hiện sau khi đã cấu hình cơ bản và đặt địa chỉ IP cho các Router tham gia định tuyến IGRP

 R1(config)# router igrp (AS number) <- kích hoạt quá trình định tuyến IGRP trên router.

 R1(config-router)# network (major network) <- chỉ ra mạng sẽ

quảng cáo và xác định cổng nào sẽ gởi và nhận thông tin định tuyến

Nếu còn nhiều địa chỉ mạng muốn quảng cáo thì tiếp tục các câu lệnh cầu hình chỉ ra mạng sẽ quảng cáo như trên

2 Mô phỏng

CẤU HÌNH IGRP CƠ BẢN

Mô tả và yêu cầu:

- Router 1, router 2 sử dụng IGRP để quảng cáo thông tin định tuyến

- Router 1 hoạt động như DCE cung cấp xung clock cho router 2

- Các router cấu hình IGRP và quảng bá tất cả các mạng nối trực tiếp

- Từ router 1, router 2 ping được hết các địa chỉ trong mạng

Trang 8

Cấu hình:

Các bước thực hiện:

- Đặt hostname, cấu hình cho các cổng loopback, ethernet và serial trên router R1

Router> enable

Router# config terminal

Router(config)# hostname R1

R1(config)# no ip domain-lookup <- tắt phân giải tên miền

R1(config)# int e0

R1(config-if)#ip address 131.108.1.1 255.255.255.0

R1(config-if)#no keepalive <- cho phép cổng Ethernet vẫn up khi không kết nối với bên ngoài.

R1(config-if)# no shut

%LINK-3-UPDOWN: Interface Ethernet0, changed state to up

%LINK-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Ethernet0, changed state to up

R1(config-if)# exit

R1(config)# int lo0 <- Định nghĩa cổng ảo để làm điểm kiểm tra.

R1(config-if)# ip addr 131.108.4.1 255.255.255.0

R1(config-if)# int lo1

R1(config-if)# exit

R1(config-if)# int s0

R1(config-if)# clock rate 64000 <- hoạt động như DCE cung cấp xung clock

- Đặt hostname, cấu hình cho các cổng loopback, ethernet và serial trên router R2

Router> en

Router# conf t

Router(config)# hostname R2

R2(config)# no ip domain-lookup

R2(config)#int e0

Trang 9

R2(config-if)# int s0

- Cấu hình giao thức định tuyến IGRP và sau đó lưu cấu hình vào NVRAM trên router R1

R1(config)# router igrp 234 <- kích hoạt quá trình định tuyến IGRP trên router.

R1(config-router)# network 131.108.1.0 <- chỉ ra mạng sẽ quảng cáo và xác định cổng nào sẽ gởi và nhận thông tin định tuyến RIP

R1(config-router)# network 131.108.3.0

R1(config-router)# end

R1#copy run start <- Lưu cấu hình

- Cấu hình giao thức định tuyến IGRP và sau đó lưu cấu hình vào NVRAM trên router R2

R2(config)# router igrp 234

R2(config-rputer)# end

R2# copy run start

Kiểm tra & giải quyết sự cố:

- Dùng lệnh clear ip route * để xóa toàn bộ route từ bảng định tuyến

R1# clear ip route *

- Xem quá trình gửi nhận thông tin định tuyến IGRP bằng lệnh debug ip rip

Trang 10

R1# debug ip igrp events

IGRP event debugging is on

R1# debug ip igrp transactions

IGRP protocol debuging is on

R1#

IGRP: received update from 131.108.3.2 on R2

IGRP: Update contains 0 interior, 4 system, and 0 exterior routes

IGRP: Total routes in update: 4

- Tắt chế độ debug bằng lệnh undebug all

R1# undebug all

All possible debugging has been turned off

- Xem bảng định tuyến trên R1 và R2 bằng lệnh show ip route

R1# show ip route

Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP

D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area

N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2

E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP

i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default

U - per-user static route, o - ODR

Gateway of last resort is not set

I 131.108.9.0/24 [100/8976] via 131.108.3.2, 00:00:46, Serial0

I 131.108.8.0/24 [100/8976] via 131.108.3.2, 00:00:46, Serial0

C 131.108.3.0/24 is directly connected, Serial0

I 131.108.2.0/24 [100/8576] via 131.108.3.2, 00:00:46, Serial0

C 131.108.1.0/24 is directly connected, Ethernet0

I 131.108.7.0/24 [100/8976] via 131.108.3.2, 00:00:47, Serial0

C 131.108.6.0/24 is directly connected, Loopback2

- Từ R1, bạn có thể thấy có 4 route IGRP học từ next-hop 131.108.3.2 và đi qua cổng S0 Chú ý số AD trong trường hợp IGRP là 100 (RIP là 120 và OSPF là 110) I có nghĩa là route đó được học qua routing protocol là IGRP R2# show ip route