ìm hiểu các kiến thức cơbản về giao thức OSPF và các ứng dụng của nó trong mạng IP ngày nay

Nêu lên một số ứng dụng của OSPF trong các mạng IP cỡlớn đồng thời cũng trình bày các ứng dụng của nó trong mạng NGN của Việt Nam.

Trang 1

THUẬT NGỮ VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT

APIs Application Programming Interfaces Giao diện lập trình ứng dụng

Router

Router biên giới độc lập

CIDR Classless Internet Domain Routing Định tuyến tên miền không phân

lớp

CSMA/CD Carrier Sense Multiple

Access/Collision Detect

Đa truy nhập cảm nhận sóng mang/Phát hiện xung đột

FDDI Fiber Distributed Data Interface

ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức thông điệp điều khiển

Internet

IETF Internet Engineering Task Force Nhóm đặc trách kĩ thuật Internet

IS-IS Intermediate System to Intermediate

System

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp Thuật ngữ và các từ viết tắt

OSI Open Systems Interconnection Mơ hình liên kết hệ thống đấu nối

mở

nhất

RARP Reverse Address Resolution Protocol Giao thức phân giải địa chỉ ngược

RIP Routing Information Protocol Giao thức thơng tin định tuyến

nhất

đổi

THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN

Trang 3

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, công nghệ IP đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong

các lĩnh vực truyền thông Nó không chỉ được sử dụng để truyền dữ liệu mà còn dùng để

truyền các dịch vụ khác như thoại, audio, video, các dịch vụ đa phương tiện Do vậy,

các nhà nghiên cứu viễn thông đã tích cực nghiên cứu phát triển công nghệ IP để đáp

ứng kịp thời cho các nhu cầu thực tế Trong đó vấn đề phát triển các giao thức định tuyến

trong mạng IP là một vấn đề hết sức quan trọng Một trong những phát minh gần đây

nhất về vấn đề này là giao thức OSPF được phát triển bởi nhóm đặc đặc trách kĩ thuật

Internet IETF OSPF được phát triển để khắc phục những hạn chế của giao thức định

tuyến RIP được phát triển trước đó

Đề tài tốt nghiệp “Giao thức OSPF” tìm hiểu các kiến thức cơ bản về giao thức OSPF và

các ứng dụng của nó trong mạng IP ngày nay Ngoài ra đề tài cũng nhắc lại những kiến

thức cơ bản nhất về mạng IP để giúp người đọc dễ dàng hơn trong việc tiếp cận với giao

thức OSPF Đề tài bao gồm những nội dung sau:

Chương 1: Nhắc lại các kiến thức cơ bản về chồng giao thức TCP/IP Trong đó có tóm

tắt các chức năng cơ bản nhất của các lớp, so sánh mô hình TCP/IP với mô hình OSI, và

có trình bày một số giao thức thuộc chồng giao thức TCP/IP

Chương 2: Trình bày các kiến thức quan trọng nhất về định tuyến trong mạng IP Trong

đó có nói rõ về định tuyến tĩnh và định tuyến động Trong phần định tuyến động, tài liệu

có trình bày sơ qua về một số các giao thức định tuyến quen thuộc nhất là RIP, RIP-2, và

OSPF

Chương 3: Đây là chương chính của đề tài Chương này sẽ trình bày một cách tương đối

toàn diện tất cả các vấn đề về OSPF Đọc xong chương này bạn sẽ có một kiến thức đầy

đủ và sâu rộng về giao thức định tuyến OSPF

Chương 4: Nêu lên một số ứng dụng của OSPF trong các mạng IP cỡ lớn đồng thời cũng

trình bày các ứng dụng của nó trong mạng NGN của Việt Nam

Do thời gian hạn chế nên nội dung của đồ án không thể tránh khỏi nhữn sai sót, vì vậy em

rất mong nhận được sự quan tâm đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn

Trang 4

Đồ án tốt nghiệp Lời nĩi đầu

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đình Long đã tận tình hướng dẫn em trong quá

trình hồn thành đồ án tốt nghiệp này Em chân thành cảm ơn các thày cơ giáo và bạn

bè, những người đã giúp đỡ em trong suốt thời gian qua

Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2005 Sinh viên: Phan Trùng Hưng

Trang 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GIAO THỨC TCP/IP

1.1 Hệ thống giao thức TCP/IP

Hệ thống giao thức TCP/IP được phân thành các lớp, mỗi lớp thực hiện các nhiệm vụ

riêng biệt (xem hình 1.1)

Lớp ứng dụng Lớp vận chuyển Lớp internet Lớp truy cập mạng

Chức năng các lớp:

Lớp truy cập mạng (Network Access layer): Cung cấp một giao tiếp với mạng vật

lý Các định dạng dữ liệu cho môi trường truyền và các địa chỉ dữ liệu cho mạng

con (subnet) được dựa trên các địa chỉ phần cứng vật lý Cung cấp kiểm soát lỗi

cho dữ liệu phân bố trên mạng vật lý

Lớp Internet (Internet layer): cung cấp chức năng đánh địa chỉ luận lý, độc lập

phần cứng mà nhờ đó dữ liệu có thể di chuyển giữa các mạng con có các kiến trúc

vật lý khác nhau Cung cấp các chức năng định tuyến để giảm lưu lượng và hỗ trợ

phân bố dọc theo Liên mạng (internetwork) (Thuật ngữ liên mạng nói đến một

mạng lớn hơn, liên kết giữa các LAN) Liên kết các địa chỉ vật lý (sử dụng ở lớp

Truy cập mạng) với các địa chỉ luận lý

Lớp vận chuyển (Transport layer): Cung cấp các chức năng điều khiển luồng, kiểm

soát lỗi và dịch vụ báo nhận cho liên mạng Hoạt động như một giao tiếp cho các

ứng dụng mạng

Lớp ứng dụng (Application layer): Cung cấp các ứng dụng cho việc xử lý sự cố

mạng, truyền tập tin, điều khiển từ xa, và các hoạt động Internet Lớp này cũng hỗ

trợ cho các giao tiếp lập trình ứng dụng (Application Programming Interfaces -

APIs) cho phép các chương trình viết trên một môi trường cụ thể để truy cập mạng

Khi phần mềm giao thức TCP/IP chuẩn bị một đoạn dữ liệu để truyền qua mạng, mỗi lớp

của máy phát sẽ thêm thông tin điều khiển liên quan với lớp tương ứng trên máy nhận Ví

Hình 1.1 Các lớp giao thức của mô hình TCP/IP

Trang 6

Đồ án tốt nghiệp Chương 1 Tổng quan về hệ thống giao thức TCP/IP

dụ, lớp Internet của máy tính gửi sẽ thêm một phần tiêu đề với một số thơng tin cĩ ý

nghĩa liên qua đến lớp Internet của máy tính nhận thơng điệp Tiến trình này thường được

xem là quá trình đĩng gĩi (encapsulation) Ở đầu nhận, các phần tiêu đề này sẽ được loại

bỏ khi dữ liệu được đưa lên các lớp bên trên

1.2 TCP/IP và mơ hình OSI

Lớp ứng dụng

Lớp vận chuyển Lớp Internet Lớp truy cập mạng

TCP/IP OSI

Cơng nghệ kết nối mạng cĩ một mơ hình 7 lớp chuẩn cho kiến trúc giao thức mạng được

gọi là mơ hình Liên kết các hệ thống mở (Open Sysstems Interconnection - OSI) Mơ hình

OSI là một nỗ lực của tổ chức tiêu chuẩn thế giới ISO (International Standards

Orrgnization), một tổ chức tiêu chuẩn quốc tế, nhằm tiêu chuẩn hố thiết kế các hệ thống

giao thức mạng để làm tăng tính liên kết và truy cập mở đến các chuẩn giao thức cho các

nhà phát triển phần mềm

VÌ TCP/IP ra đời và phát triển trước khi cĩ kiến trúc chuẩn OSI nên TCP/IP hồn tồn

khơng tuân theo mơ hình OSI Tuy nhiên, hai mơ hình đã cĩ những mục tiêu tương tự

nhau, và cĩ sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các nhà thiết kế các tiêu chuẩn này nên chúng

được đưa ra với tính tương thích nào đĩ Mơ hình OSI rất cĩ ảnh hưởng trong sự phát

triển của các giao thức, và hiện nay thuật ngữ OSI áp dụng cho TCP/IP là khá phổ biến

rằng mơ hình OSI chia các nhiệm vụ của lớp ứng dụng thành 3 lớp: lớp ứng dụng

(Application), lớp Trình bày (Presentation) và lớp Phiên (Session) OSI tách các hoạt

động của lớp Giao tiếp mạng (Network Interface) thành một lớp Liên kết dữ liệu (Data

Link) và một lớp vật lý (Physical) VIệc chia lớp nhỏ hơn này làm tăng độ phức tạp,

Lớp ứng dụng Lớp trình bày Lớp phiên Lớp vận chuyển Lớp mạng Lớp liên kết dữ liệu Lớp vật lý

Hình 1.2 TCP/IP và mơ hình OSI

Trang 7

nhưng cũng làm tăng tính linh hoạt cho các nhà phát triển bằng việc đưa ra các lớp giao

thức đến nhiều dịch vụ cụ thể hơn

1.3 Các gói dữ liệu

Điều quan trong cần nhớ về chồng giao thức TCP/IP là mỗi lớp đóng một vai trò trong

toàn bộ quá trình truyền thông Mỗi lớp đòi hỏi các dịch vụ cần thiết để thực hiện vai trò

của nó Khi truyền, dữ liệu đi xuyên qua từng lớp của chồng giao thức từ trên xuống dưới,

mỗi lớp sẽ có một số thông tin thích hợp gọi là tiêu đề (header) gắn vào dữ liệu, tạo thành

đơn vị dữ liệu giao thức PDU (Protocol Data Unit) của lớp tương ứng Khi PDU được đưa

xuống các lớp thấp hơn, nó lại trở thành dữ liệu đối với lớp này và lại được đóng gói cùng

phần tiêu đề của lớp này

Tiến trình này được thể hiện trong hình 1.3, khi gói dữ liệu đến máy nhận thì tại đây sẽ có

một tiến trình ngược lại Khi dữ liệu đi lên qua tứng lớp của chồng giao thức thì các lớp sẽ

bỏ phần tiên đề tương ứng và sử dụng phần dữ liệu

Application layer

Network access layer Internet layer Transport layer

01010101….

Data

Header

Lớp Internet trên máy nhận sẻ sử dụng thông tin trong phần tiêu đề lớp Internet Lớp Vận

chuyển sẻ sử dụng thông tin trong phần tiêu đề lớp Vận chuyển Ở mỗi lớp, gói dữ liệu ở

dưới dạng thích hợp sẽ cung cấp thông tin cần thiết cho lớp tương ứng trên máy nhận Bởi

vì mỗi lớp đảm nhận những chức năng khác nhau nên định dạng của gói dữ liệu cơ bản

khác nhau ở mỗi lớp

1.4 Lớp truy cập mạng

Hình 1.3

Trang 8

1.4.1 Các giao thức và phần cứng

Lớp Truy cập mạng là lớp khĩ giải thích nhất và đa dạng nhất của TCP/IP Lớp Truy cập

mạng quản lý tất cả các dịch vụ và các chức năng cần thiết để chuẩn bị dữ liệu cho mạng

vật lý Các nhiệm vụ này bao gồm :

• Giao tiếp với bộ tương thích mạng (card mạng) của máy tính

• Phối hợp việc truyền dữ liệu với các quy ước của phương thức truy cập thích hợp

Bạn sẽ biết rõ hơn về các phương thức truy cập ở các phần trong chương này

• Định dạng dữ liệu vào một đơn vị được gọi là một khung và chuyển đổi khung đĩ

thành luồng các xung điện hoặc tương tự để đi qua mơi trường truyền

• Kiểm tra lỗi trong các khung đến

• Thêm thơng tin kiểm tra lỗi vào các khung đi để máy tính nhận cĩ thể kiểm tra các

lỗi của khung

• Báo nhận các khung dữ liệu và truyền lại các khung nếu khơng nhận được báo

nhận

Dĩ nhiên, ở phía nhận cũng phải thực hiện việc định dạng các khung nhận được bới máy

tính mà nĩ được đánh địa chỉ

Lớp Truy cập mạng định nghĩa các thủ tục để giao tiếp với phần cứng mạng và truy cập

mơi trường truyền Trong lớp Truy cập mạng của TCP/IP, cĩ thể thấy sự tác động qua lại

phức tạp giữa phần cứng, phần mềm và các chi tiết kỹ thuật mơi trường truyền Khơng

may cĩ nhiều loại mạng vật lý khác nhau mà đều cĩ những quy ước riêng của chúng, và

bất kỳ mạng vật lý nào cũng cĩ thể trở thành nền tảng cho lớp Truy cập mạng, ví dụ :

Điều đánh mừng là lớp Truy cập mạng hầu như hồn tồn vơ hình đối với người sử dụng

Bộ phận điều khiểu bộ tương thích mạng, kết hợp với các thành phần mức thấp quan

trọng của hệ điều hành và phần mềm giao thức, quản lý hầu hết các thao tác được giao

cho lớp Truy cập mạng, và người sử dụng chỉ cần thực hiện một số bước cấu hình đơn

Trang 9

giản Các bước thao tác này đang ngày càng trở nên đơn giản do các tính năng

plug-and-play của các hệ điều hành ngày càng được nâng cao

Hệ thống giao thức yêu cầu các dịch vụ bổ sung để phân phối dữ liệu qua một hệ thống

LAN cụ thể và đi ngược lên qua bộ tương thích mạng của một máy tính đích Các dịch vụ

này hoạt động trong phạm vi lớp Truy cập mạng

1.4.2 Lớp Truy cập mạng và mô hình OSI

Như hình 1.4 cho thấy, lớp Truy cập mạng TCP/IP rất phù hợp với các lớp Vật lý và Liên

kết dữ liệu OSI Lớp vật lý OSI đảm nhiệm việc chuyển các khung dữ liệu thành luồng bit

phù hợp với môi trường truyền, Nghĩa là lớp Vật lý OSI quản lý và đồng bộ các xung điện

và xung tương tự tạo thành truyền thông thực sự Ở đầu nhận, lớp Vật lý tập hợp các xung

này thành một khung dữ liệu

Network access layer

Data link layer Physical layer

Lớp Liên kết dữ liệu OSI thực hiện hai chức năng riêng biệt và được phân nhỏ vào hai lớp

con tương ứng sau :

• Điều khiển truy cập môi trường truyền – Media Access Control (MAC) - lớp con

này cung cấp một giao tiếp với bộ tương thích mạng Bộ điều khiển bộ tương thích

mạng, trên thực tế thường được gọi là bộ điều khiển MAC, và địa chỉ phần cứng

được ghi vào tấm thẻ ở xưởng sản xuất thường được xem là địa chỉ MAC

• Điều khiển liên kết luận lý – Logical Link Control (LLC) – Lớp con này thực hiện

các chức năng kiểm tra lỗi cho các khung được phân phối trên mạng con và quản

lý các liên kết giữa các thiết bị đang giao tiếp trên mạng con

1.4.3 Kiến trúc mạng

Trong thực tế khi nói đến khái niệm mạng cục bộ thì người ta thường quan tâm kiến trúc

mạng LAN hay kiến trúc mạng chứ không phải các lớp giao thức (Đôi khi một kiến trúc

mạng được xem như là một loại LAN hay một cấu trúc liên kết (topology) LAN) Một

Hình 1.4

Trang 10

kiến trúc mạng như Ethernet, cung cấp một gĩi các đặc tả chi phối truy cập mơi trường,

đánh địa chỉ vật lý, và sự tương tác của các máy tính với mơi trường truyền thơng Khi

quyết định chọn một kiến trúc mạng, là đang quyết đinh về một phác thảo cho lớp truy

cập mạng

Một kiến trúc mạng là một thiết kế cho mạng vật lý và một tập hợp các đặc tả định nghĩa

các truyền thơng trên mạng vật lý đĩ Các chi tiết truyền thơng phụ thuộc vào các chi tiết

vật lý, vì vậy các đặc tả thường đi cùng với nhau thành một gĩi hồn chỉnh Các đặc tả

này bao gồm các vấn đề sau :

• Phương thức truy cập: Một phương thức truy cập là một tập các luật định nghĩa các

máy tính sẽ chia sẻ mơi trường truyền thơng như thế nào Để tránh các đụng độ dữ

liệu (Data Collision), các máy tính phải tuân theo các luật này khi truyền dữ liệu

• Định dạng khung dữ liệu: Datagram mức IP từ lớp Internet được đĩng gĩi trong

một khung dữ liệu với một định dạng được định nghĩa trước Dữ liệu trong phần

tiêu đề phải cung cấp thơng tin cần thiết để phân phối dữ liệu trên mạng vật lý

• Loại cáp (cable): loại cáp sử dụng cho một mạng cĩ ảnh hưởng trên các thơng số

thiết kế nào đĩ như là các đặc tính điện của luồng bit được truyền bởi bộ tương

thích

• Các luật đi cáp: Các giao thức, loại cáp, và các đặc tính điện truyền dẫn cĩ ảnh

hưởng đến chiều dài tối đa và tối thiểu của cáp và các chi tiết kỹ thuật kết nối cáp

Các chi tiết như là loại cáp và loại bộ nối khơng phải là nhiệm vụ trực tiếp của lớp Truy

nhập mạng, nhưng để thiết kế các thành phần phần mềm của lớp Truy cập mạng, các nhà

phát triển phải thừa nhận một tập cụ thể các đặc điểm của mạng vật lý Do đĩ, phần mềm

Truy cập mạng phải đi cùng với thiết kế phần cứng cụ thể

1.4.4 Đánh địa chỉ vật lý

Lớp Truy cập mạng cần phải gắn liền với địa chỉ IP luận lý được cấu hình thơng qua phần

mềm giao thức với địa chỉ vật lý cố định thực sự của bộ tương thích mạng Địa chỉ vật lý

được ghi vào card mạng ở xí nghiệp sản xuất Các khung dữ liệu truyền qua LAN phải sử

dụng địa chỉ vật lý này để xác định các bộ tương thích nguồn và đích, nhưng địa chỉ vật lý

dài dịng (48 bit trong trường hợp sử dụng ethernet) khơng được thân thiện với con người

Ngồi ra, việc mã hố địa chỉ vật lý ở các mức cao hơn làm ảnh hưởng đến kiến trúc

Trang 11

TCP/IP sử dụng giao thức phân giải địa chỉ (Address Resolution Protocol_ARP) và giao

thức phân giải địa chỉ ngược (Reverse Address Resolution Protocol_RARP) để liên kết

các địa chỉ IP với các địa chỉ vật lý của các bộ tương thích mạng trên mạng cục bộ ARP

và RARP cung cấp một liên kết giữa các địa chỉ IP luận lý mà người dùng nhìn thấy và

các địa chỉ phần cứng (thực sự không thể trông thấy được ) được sử dụng trên LAN

1.4.5 Các công nghệ LAN

a Ethernet

Ethernet và những người anh em mới hơn của nó Fast Ethernet và Gigabit Ethernet là các

công nghệ LAN thông dụng nhất được sử dụng hiện nay Ethernet đã trở nên phổ biết vì

giá cả phải chăng của nó; cáp Ethernet không đắt và dễ cài đặt Các bộ tương thích mạng

Ethernet và các thành phần phần cứng Ethernet cũng tương đối rẻ

Trên các mạng Ethernet, tất cả các máy tính chia sẻ một đường truyền thông chung,

Ethernet sử dụng một phương thức truy cập được gọi là Đa truy cập cảm nhận sóng mang

(Carrier Sense Multiple Access) với Dò tìm đụng độ (Collision detect) – CSMA/CD để

quyết định khi nào một máy tính có thể truyền dữ liệu trên môi trường truy cập Sử dụng

CSMA/CD Tất cả các máy tính quan sát môi trường truyền thông và chờ đến khi môi

trường truyền thông sẵn sàng mới truyền Nếu hai máy tính cố truyền cùng một lúc thì sẽ

xảy ra đụng độ Các máy tính sẽ dừng lại, chờ một khoảng thới gian ngẫu nhiên, và thử

truyền lại

Ethernet truyền thống làm việc tốt trong trường hợp tải bình thường nhưng tỉ lệ đụng độ

sẽ cao khi mức độ sử dụng tăng Một số biến thể của Ethernet có thể bao gồm các hub

thông mình hoặc switch, hỗ trợ cho các mức lưu lượng cao hơn

Ethernet có khả năng hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau Các mạng Ethernet

tiêu biểu hoạt động ở các tốc độ bằng tần cơ sở 10Mbps, hay 100Mbps Các hệ thống

Ethernet 1000Mbps (Gigabit) hiện nay đã sẵn sàng và có thể sớm trở nên phổ biến

Ethernet không dây cũng đang trở nên phổ biến

Trang 12

Kiến trúc Ethernet linh hoạt thậm chí thích hợp với hoạt động mạng khơng dây Ethernet

khơng dây đang trở nên phổ biến, và sẽ trở nên phổ biến hơn nữa trong những năm sắp tới

khi phần cứng mạng phát triển hỗ trợ cho cuộc cách mạng khơng dây Bạn cĩ thể tự hỏi

làm thế nào một kiến trúc quá tập trung trong việc đặc tả các loại, chiều dài, và cấu hình

cáp của Ethernet lại cĩ thể hoạt động trong mơi trường khơng dây Khi nghĩ về Ethernet

thì ta thấy tính chất thơng tin quảng bá khá tương thích với hệ thống khơng dây cĩ đặc

tính là truyền dẫn tự do và lưu động

b Token Ring

Kỹ thuật Token Ring sử dụng một khái niệm hồn tồn khác hẳn với Ethernet trong quy

trình truy cập mơi trường Phương thức truy cập này gọi là chuyển token

Với phương thức truy cập chuyển token, các máy tính trên LAN được kết nối với nhau

sao cho dữ liệu được truyền vịng quanh mạng trong một vịng luận lý Việc cấu hình

Token ring địi hỏi các máy tính phải được nối vào một hub trung tâm được gọi là MAU

hay MSAU Chỉ máy tính giữ token mới cĩ thể truyền một thơng điệp lên vịng

Token ring về kỹ thuật thì phức tạp hơn Ethernet, và nĩ bao gồm một số chuẩn đốn và

sửa lỗi được thiết lập sẵn sàng bên trong và cĩ thể hỗ trợ cho việc khắc phục sự cố mạng

Ngồi ra, việc dữ liệu được truyền cĩ thứ tự hơn, trong Token ring khơng xảy ra trường

hợp tải nặng Hầu như mọi thứ liên quan đến Token ring đều đắt tiền hơn Ethernet khi so

sánh giữa chúng

Hình 1.5 Mạng Ethernet

Trang 13

Token ring điển hình hoạt động ở tốc độ 4Mbps hoặc 16Mbps Nó cũng có thể hoạt động

ở tốc độ 100Mbps

Token ring đã không còn phổ biến trong những năm gần đây, mặc dù vậy cấu trúc liên kết

mạng vùng trong token ring vẫn được sử dụng trong các kỹ thuật đỉnh cao như FDDI

B

D

c FDDI

Fiber Distributed Data Interface (FDDI) là một kỹ thuật LAN đắt tiền hai vòng cáp quang

Một vòng được coi là vòng chính và vòng thứ hai để thay thế vòng chính nếu xảy ra sự

cố FDDI sử dụng một phương thức truy cập chuyển token tương tự như token ring

Giống như Token ring, FDDI cũng có khả năng dò tìm và sửa lỗi Trong một vòng FDDI

hoạt động thông thường, token luôn truyền bởi mỗi máy Nếu không thấy token trong thời

gian tối đa luân chuyển quanh một vòng, thì có nghĩa là đã xảy ra một vấn đề gì đó, chẳng

hạn như đứt cáp

Cáp sợi quang được sử dụng với FDDI có thể cho phép tải một lượng dữ liệu lớn trên các

khoảng cách lớn

Hình 1.6 Mạng Token Ring

Trang 14

B

D

1.5 Lớp Internet

1.5.1 Đánh địa chỉ và phân phối

Một máy tính thơng tin với nhau thơng qua một thiết bị giao tiếp mạng như card tương

thích mạng Thiết bị giao tiếp mạng cĩ một địa chỉ vật lý duy nhất và được thiết kế để

nhận dữ liệu gửi đến địa chỉ vật lý đĩ Địa chỉ vật lý này được ghi vào card mạng khi nĩ

được chế tạo Một thiết bị như một card ethernet khơng biết bất kỳ chi tiết nào của các lớp

giao thức bên trên Nĩ khơng biết địa chỉ IP của nĩ và cũng khơng biết một khung đến

được gửi đến từ đâu Nĩ chỉ lắng nghe các khung đang tới, chờ một khung cĩ địa chỉ là

điạ chỉ vật lý của chính nĩ, và chuyển khung đĩ ngược lên trên chồng giao thức

Sự phân phối địa chỉ vật lý này làm việc rất tốt trên một đoạn LAN riêng biệt Một mạng

bao gồm chỉ một ít máy tính trên một mơi trường liên tục cĩ thể hoạt động mà khơng cần

gì khác ngồi các địa chỉ vật lý Dữ liệu cĩ thể chuyển trực tiếp từ bộ tương thích mạng

này đến bộ tương thích mạng khác mà chỉ cần sử dụng các giao thức mức thấp liên quan

với lớp Truy cập mạng Khơng may, trên một mạng định tuyến khơng thể phân phối dữ

liệu bằng địa chỉ vật lý Các thủ tục tìm ra đích đến dùng cho việc phân phối bằng địa chỉ

vật lý lại khơng hoạt động được thơng qua giao tiếp Router Cho dù chúng cĩ thực hiện

được thì việc phân phối bằng địa chỉ vật lý sẽ cồng kềnh vì địa chỉ vật lý cố định ghi vào

trong thẻ mạng khơng cho phép bạn áp đặt một cấu trúc luận lý trên khơng gian địa chỉ

Hình 1.7 Mạng FDDI

Trang 15

Vì thế TCP/IP sẽ làm cho địa chỉ vật lý trở nên vô hình và thay vào đó nó tổ chức mạng

theo một sơ đồ đánh địa chỉ phân lớp và luận lý Sơ đồ đánh địa chỉ luận lý được duy trì

bởi giao thức IP ở lớp Internet Địa chỉ luận lý được gọi là địa chỉ IP

Một giao thức lớp internet khác được gọi là giao thức phân giải địa chỉ (address

resolution protocol-ARP) hình thành tập hợp một bảng ánh xạ các địa chỉ IP vào các địa

chỉ vật lý

Trên một mạng định tuyến, phầm mềm TCP/IP sử dụng chiến lược sau để gửi dữ liệu trên

mạng :

1 Nếu địa chỉ đích trên cùng một đoạn mạng với máy tính nguồn, máy tính nguồn

gửi gói trực tiếp đến đích Địa chỉ IP được phân giải sang một địa chỉ vật lý sử

dụng ARP và dữ liệu được hướng tới bộ tương thích mạng đích

2 Nếu địa chỉ đích trên một đoạn mạng khác với máy tính nguồn, các tiến trình

sau bắt đầu :

a Datagram được đưa tới Gateway Gateway là thiết bị trên đoạn mạng cục bộ có thể chuyển tiếp một datagram đến các đoạn mạng khác Địa chỉ Gateway được phân giải sang địa chỉ vật lý sử dụng ARP, và dữ liệu được gửi đến bộ tương thích mạng của Gateway

b Datagram được định tuyến qua Gateway đến một đoạn mạng mức cao

hơn (xem hình 1.8) ở đó tiến trình được lập lại Nếu địa chỉ đích nằm

trên đoạn mạng mới này, dữ liệu được truyền tới đích của nó Nếu không, datagram được gửi đến một gateway khác

c Datagram đi qua chuỗi các Gateway đến đoạn đích, ở đó địa chỉ IP đích được ánh xạ đến một địa chỉ vật lý sử dụng ARP và dữ liệu được hướng đến bộ tương thích mạng đích

Do đó, các giao thức lớp Internet phải có thể :

• Xác định được bất kỳ máy tính nào trên mạng

• Cung cấp một phương tiện để xác định khi nào thông điệp phải được truyền qua

một Gateway

• Cung cấp một phương tiện để xác định đoạn mạng đích độc lập sao cho

datagram sẽ đi qua các Router đến đúng đoạn mạng một cách hiệu quả

Trang 16

• Cung cấp một phương tiện để chuyển đổi một địa chỉ IP luận lý của máy tính

đích sang địa chỉ vật lý để dữ liệu cĩ thể được phân phối đến bộ tương thích

Giao thức Internet – Internet Protocol (IP) cung cấp một hệ thống đánh địa chỉ cĩ phân

cấp, độc lập phần cứng và đưa ra các dịch vụ cần thiết cho việc phân phối dữ liệu trên một

mạng định tuyến phức tạp Mỗi bộ tương thích mạng trên một mạng TCP/IP cĩ một địa

chỉ IP duy nhất

Một địa chỉ IP là một địa chỉ nhị phân 32 bit Địa chỉ 32 bit này được phân chia thành 4

đoạn 8 bit được gọi là các octet

Một phần của địa chỉ IP được sử dụng để định danh mạng, và một phần của địa chỉ được

sử dụng cho định danh host Cĩ 5 lớp địa chỉ sau :

• Các địa chỉ lớp A – 8 bit đầu tiên của địa chỉ IP được sử dụng cho định danh

mạng 24 bit cuối cùng được sử dụng cho định danh host

• Các địa chỉ lớp B – 16 bit đầu tiên của địa chỉ IP được sử dụng cho định danh

địa chỉ mạng, 16 bit tiếp theo định danh host

• Các địa chỉ lớp C – 24 bit đầu tiên của địa chỉ IP được sử dụng định danh mạng

Hình 1.8

Trang 17

• Các địa chỉ lớp D – 4 bit đầu tiên bên trái của địa chỉ mạng lớp D luôn bắt đầu

với dạng nhị phân 1110 Địa chỉ lớp D sử dụng cho truyền multicasting

• Các địa chỉ lớp E – 5 bit bên trái đầu tiên của một mạng lớp E luôn bắt đầu với

mẫu nhị phân 11110 Địa chỉ lớp E dùng để dự phòng trong tương lai

1.5.3 Giao thức phân giải địa chỉ ARP

Như trong phần trước chương này, các máy tính trên một mạng cục bộ sử dụng giao thức

lớp Internet được gọi là giao thức phân giải địa chỉ - Adddress Resolution Protocol (ARP)

để ánh xạ các địa chỉ IP vào các địa chỉ vật lý Một host phải biết địa chỉ vật lý của bộ

tương thích mạng đích để gửi bất kỳ dữ liệu nào đến nó Vì lý do này mà ARP là một giao

thức rất quan trọng Tuy nhiên, TCP/IP được thực hiện theo cách thức sao cho ARP và tất

cả các chi tiết của việc chuyển đổi địa chỉ hầu như vô hình đối với người sử dụng Bộ

tương thích mạng được xác định bởi địa chỉ IP của nó Địa chỉ IP phải được ánh xạ đến

một địa chỉ vật lý để một thông điệp đến đích của nó

Mỗi host trên một đoạn mạng duy trì một bảng trong bộ nhớ được gọi là bảng ARP hay

bộ nhớ nhanh ARP (ARP cache) ARP cache liên kết các địa chỉ IP của các host khác trên

đoạn mạng với các địa chỉ vật lý Khi một host cần gửi dữ liệu đến một host khác trên

đoạn, host kiểm tra bảng ARP để xác định địa chỉ vật lý của nơi nhận Bản ARP được

hình thành một cách tự động Nếu địa chỉ nhận dữ liệu hiện không được liệt kê trong bảng

ARP, host gửi một broadcast được gọi là một khung yêu cầu ARP

Hình 1.9 Cấu trúc của các lớp địa chỉ IP

Trang 18

Khung yêu cầu ARP chứa địa chỉ IP chưa được phân giải Khung yêu cầu ARP cũng chứa

địa chỉ IP và địa chỉ vật lý của host gửi yêu cầu Các host khác trên đoạn mạng nhận yêu

cầu ARP, và host cĩ điạ chỉ IP chưa phân giải hồi đáp bằng cách gửi địa chỉ vật lý của nĩ

đến host gửi yêu cầu Ánh xạ địa chỉ IP và địa chỉ vật lý được thêm vào bảng ARP của

host yêu cầu

Thơng thường, các mục trong bảng ARP sẽ hết hạn sau một khoảng thời gian định trước

Khi thời gian sống của một mục ARP kết thúc , mục đĩ sẽ bị loại khỏi bảng Tiến trình

phân giải bắt đầu lại khi mà host cần gửi dữ liệu đến địa chỉ IP của mục đã bị loại bỏ

1.5.4 Giao thức phân giải địa chỉ ngược RARP

RARP là viết tắt của Reverse ARP, nĩ trái ngược với ARP, ARP được sử dụng khi biết

địa chỉ IP nhưng khơng biết địa chỉ vật lý, RARP được sử dung khi biết địa chỉ vật lý

nhưng khơng biết địa chỉ IP, RARP thường được sử dụng kết hợp với giao thức BOOTP

để khởi động các trạm làm việc khơng cĩ ổ đĩa

BOOTP (boot PROM) - Nhiều bộ tương thích mạng cĩ một khe cắm trống để thêm một

mạng tích hợp được gọi là một Rom boot Chương trình bootPROM bắt đầu ngay khi máy

tính được bật nguồn Nĩ tải một hệ điều hành vào máy tính bằng cách đọc từ một máy chủ

mạng thay vì một ổ đĩa cục bộ Hệ điều hành được tải tới thiết bị BOOTP được cấu hình

trước một địa chỉ IP cụ thể

1.5.5 Giao thức thơng điệp điều khiển Internet ICMP

Dữ liệu gửi đến một máy tính ở xa thường đi qua một hay nhiều Router; các Router này

cĩ thể gặp một số vấn đề trong việc gởi thơng điệp đến đích cuối cùng của nĩ Các Router

sử dụng các thơng điệp ICMP (Internet Control Message Protocol) để thơng báo cho IP

nguồn về các vấn đề này ICMP cũng được dùng cho các chức năng chuẩn đốn và xử lý

sự cố khác

1.5.6 Phân mạng con

a Cách thức phân chia mạng con

Trang 19

Các chuyên viên quản trị mạng đôi khi cần chia các mạng, đặc biệt là các mạng lớn thành

các mạng nhỏ hơn Các mạng nhỏ hơn này được gọi là các mạng con (subnet) và được

thực hiện đánh địa chỉ khá linh hoạt

Host ID Net ID Subnet ID

Để tạo ra một địa chỉ mạng con, người quản trị mạng mượn các bít từ phần host gốc và

gán chúng như là subnet ID Số bit tối thiểu có thể mượn là 2 Số bit tối đa có thể mượn

sao cho còn để lại ít nhất 2 bit cho chỉ số host

b Mục đích của việc phân mạng con

Lý do chính cần dùng mạng con là để giảm kích thước một miền quảng bá Hoạt động

quảng bá gửi đến tất cả các host trên mạng hay mạng con Khi tải quảng bá bắt đầu tiêu

thụ quá nhiều băng thông có sẵn, các chuyên viên quản trị mạng có thể chọn phân mạng

con để giảm kích thước của miền quảng bá

1.5.7 Định tuyến tên miền Internet không phân lớp

Các địa chỉ lớp A đã không còn, còn các địa chỉ lớp B thì nhanh chóng cạn kiệt Nhiều địa

chỉ lớp C vẫn còn, nhưng không gian địa chỉ nhỏ của một mạng lớp C (tối đa là 254 host)

là một giới hạn nghiêm trọng trong cuộc chạy đua nâng cao số lượng thuê bao của các nhà

cung cấp dịch vụ Internet (ISPs) Có thể cấp một dãy các địa chỉ mạng lớp C cho một

mạng cần hơn 254 địa chỉ Tuy nhiên việc xử lý nhiều mạng lớp C này như là các thực thể

riêng rẽ khi chúng cùng ở một nơi chỉ làm rắc rối các bảng định tuyến một cách không

cần thiết

Định tuyến tên miền không phân lớp (Classless Internet Domain Routing - CIDR) là một

kỹ thuật cho phép một khối các định danh mạng được xem như là một thực thể đơn trong

bảng định tuyến CIDR nhóm một dãy các định danh mạng vào một mục địa chỉ đơn sử

dụng một khái niệm được gọi là supernet mask Bạn có thể nghĩ về một supernet mask

như là một thứ gì đó ngược lại với subnet mask Thay vì chỉ định các bit thêm vào để

nhận dạng mạng, supernet mask thực ra tách các bit ra khỏi định danh mạng Do đó, các

Hình 1.10 Địa chỉ mạng con

Trang 20

địa chỉ trong dãy được nhận dạng bởi các bit địa chỉ mạng mà các mạng trong dãy cũng

cĩ như nhau VÍ dụ, một ISP cĩ thể được cấp tất cả các địa chỉ lớp C trong dãy

204.21.128.0 (11001100000101011000000000000000) đến 204.21 255.255 (1100110000010101111111111111111)

Trong trường hợp này, các địa chỉ mạng giống nhau chính xác đến bit thứ 17 bắt đầu từ

bên trái, Supernet mask sẽ là

11111111111111111000000000000000, tương ứng với mặt nạ chấm thập phân là 255.255.128.0

Khối địa chỉ này được nhận diện bằng cách sử dụng địa chỉ thấp nhất trong dãy theo sau

bởi supernet massk Một dạng thơng thường của cặp địa chỉ/mask CIDR cho thấy số bit

mặt nạ sau địa chỉ với một dấu phân cách (/) giữa địa chỉ và mặt nạ Do đĩ, dãy CIDR

trong ví dụ trước sẽ được viết là 204.21.128.0/17

1.5.8 VLSM

Trước đây, khi chia subnet cho địa chỉ mạng IP, subnet đầu tiên và subnet cuối cùng được

khuyến cáo là khơng sử dụng Điều này dẫn đến làm lãng phí địa chỉ trong hai subnet này

Với VLSM, chúng ta cĩ thể tận dụng subnet đầu tiên và subnet cuối cùng này VLSM cho

phép một tổ chức cĩ thể sử dụng chiều dài subnet mask khác nhau trong một địa chỉ mạng

lớn VLSM cịn được gọi là “chia subnet trong một subnet lớn hơn” giúp tận dụng tối đa

khơng gian địa chỉ

1.5.9 NAT

Thiết bị chuyển đổi địa chỉ mạng (NAT) sẽ làm ẩn đi những chi tiết của mạng cục bộ và

che dấu sự tồn tại của mạng cục bộ Thiết bị NAT cĩ vị trí như là một Gateway kết nối

các máy tính trong mạng cục bộ với Internet Đằng sau thiết bị NAT, mạng cục bộ cĩ thể

sử dụng bất kì khơng gian địa chỉ nào Thiết bị NAT hoạt động như một sự uỷ quyền của

mạng cục bộ trên mạng Internet Khi một máy tính cục bộ cố gắng thực hiện kết nối đến

một địa chỉ Internet, thiết bị NAT sẽ thực hiện việc kết nối đĩ

Trang 21

IP 10.0.0.9 IP 191.18.16.8

IP 10.0.0.3

Internet

IP 10.0.0.7

Một thiết bị NAT sẽ làm tăng tính bảo mật của mạng bởi nó có thể ngăn chặn sự tấn công

từ bên ngoài vào mạng cục bộ Đối với mạng bên ngoài, thiết bị NAT giống như một máy

tính đơn được kết nối Internet Nếu kẻ tấn công biết được địa chỉ của một máy trong

mạng cục bộ, hắn cũng không thể mở một kết nối đến mạng cục bộ được vì sơ đồ gán địa

chỉ cục bộ độc lập khác với không gian địa chỉ của Internet Một thiết bị NAT cũng sẽ tiết

kiệm được số lượng địa chỉ Internet cần thiết cho một tổ chức Tất cả những ưu điểm trên

làm cho thiết bị NAT trở nên ngày càng phổ biến trong các mạng cục bộ và mạng

Internet

1.6 Lớp vận chuyển

1.6.1 Giới thiệu về lớp vận chuyển

Như đã trình bày ở trên, lớp Internet TCP/IP đã bao hàm đầy đủ các giao thức cơ bản,

cung cấp thông tin địa chỉ cần thiết để dữ liệu có thể được truyền trên mạng Tuy nhiên

việc gán địa chỉ và định tuyến chỉ là một phần bức tranh tổng thể Các nhà phát triển

TCP/IP biết rằng cần phải có một lớp cao hơn lớp Internet có thể kết hợp với IP bằng cách

bổ xung những tính năng cần thiết Cụ thể hơn, họ mong muốn các giao thức lớp vận

chuyển có thể cung cấp :

• Một giao tiếp cho các ứng dụng mạng – nghĩa là, một con đường để các ứng

dụng có thể truy cập vào mạng Những nhà thiết kế mong muốn dữ liệu không

Hình 1.11 Một thiết bị chuyển đổi địa chỉ mạng

Trang 22

chỉ được truyền đến máy đích mà phải truyền đến được những ứng dụng riêng

biệt đang chạy trên máy đích

• Một cơ chế đa hợp/ giải đa hợp Trong trường hợp này, đa hợp cĩ nghĩa là cho

phép dữ liệu từ các ứng dụng và các máy tính khác nhau được truyền đến cùng

ứng dụng tương ứng trên máy nhận Hay nĩi cách khác, lớp vận chuyển phải cĩ

khả năng hỗ trợ đồng thời nhiều ứng dụng mạng và quản lý luồng dữ liệu đến

lớp Internet Ở đầu nhận, lớp vận chuyển phải cĩ khả năng nhận dữ liệu từ lớp

Internet và chuyển lên các ứng dụng Khả năng này gọi là giải đa hợp và nĩ cho

phép nhiếu ứng dụng mạng cĩ thể được chạy đồng thời trên một máy tính, như

duyệt web, mail và chia sẻ tập tin Một khía cạnh khác của khả năng đa hợp/

giải đa hợp là một ứng dụng đơn lẻ cĩ thể thực hiện được nhiều kết nối đồng

thời với các máy tính khác nhau

• Kiểm tra lỗi, điều khiển luồng, và nhận thực Hệ thống giao thức phải cĩ lược

đồ tổng quát để cĩ thể đảm bảo dữ liệu được truyền đúng giữa các máy

Yếu tố cuối cùng (kiểm tra lỗi, điều khiển luồng, nhận thực) thu hút sự nghiên cứu nhất,

Những yêu cầu về đảm bảo chất lượng luơn cân đối với các vất đề lợi ích và chi phí Hệ

thống đảm bảo chất lượng phức tạp cho phép tăng khả năng thành cơng trong việc phân

phối qua mạng, nhưng kèm theo đĩ ta phải trả giá về lưu lượng tăng cao và thời gian xử

lý chậm hơn Đối với nhiều ứng dụng thì việc đảm bảo này khơng nhất thiết phải cĩ Do

đĩ lớp vận chuyển cung cấp hai cách để truy nhập mạng, mỗi cách đều cĩ tính năng giao

tiếp đa hợp/ giải đa hợp cần thiết cho các ứng dụng, nhưng lại đảm bảo chất lượng theo

hai cách tiếp cận khác nahu, đĩ là :

• Transport Control Protocol (TCP): cĩ khả năng điều khiển luồng và kiểm sốt

lỗi bao quát để đảm bảo dữ liệu được phân phối thành cơng TCP là giao thức

hướng kế nối

• User datagram Protocol (UDP): cĩ khả năng điều khiển lỗi đơn giản và được

thiết kế thay thế cho TCP khi tính năng điều khiển lỗi của TCP khơng cần thiết

UDP là giao thức khơng kết nối

1.6.2 Cổng và socket

Lớp vận chuyển đĩng vai trị như là một giao tiếp giữa các ứng dụng mạng với mạng và

đưa ra một phương pháp gửi dữ liệu đến từ mạng cho các ứng dụng cụ thể Trong hệ

Trang 23

dụng số hiệu cổng Một cổng là một địa chỉ nội được xác đinh trước hay đóng vai trò như

là một con đường từ ứng dụng đến lớp vận chuyển và từ lớp vận chuyển ngược về ứng

dụng Chẳng hạn như một máy khách liên lạc với một ứng dụng FPT trên máy chủ qua

cổng 21 của giao thức TCP (hình 1.12)

Access layer Internet layer

UDP

… 19 20 21 22

TCP FTP

PC A

Tiếp cận sát hơn lược đồ định vị ứng dụng cụ thể của lớp vận chuyển thì ta sẽ thấy dữ liệu

TCP và UDP thực sự được gửi tới một socket Một socket là một địa chỉ bao gồm IP và số

hiệu cổng Chằng hạn như socket 111.121.131.141.21 tham chiếu đến cổng 21 của máy

tính có địa chỉ 111.121.131.141

1.6.3 Đa hợp và giải đa hợp

Hệ thống gán địa chỉ socket làm cho TCP và UDP có thể thực hiện một nhiệm vụ quan

trọng khác của lớp vận chuyển: đa hợp và giải đa hợp Như đã mô tả ở phần trước, đa hợp

hay ghép là kỹ thuật tổ hợp nhiều nguồn đầu vào thành một đầu ra duy nhất, và giải đa

hợp, hay tách, là việc nhận dữ liệu từ một nguồn duy nhất rồi phân phối cho nhiều đầu ra

Kỹ thuật đa hợp/giải đa hợp làm cho các lớp thấp hơn của mô hình TCP/IP xử lý dữ liệu

mà không quan tâm đến ứng dụng nào đã khởi tạo dữ liệu đó Tất cả các liên kết với ứng

Hình 1.12

Trang 24

dụng đều được giải quyết ở lớp vận chuyển, theo đĩ, dữ liệu đi và đến từ lớp Internet chỉ

là một luồng đơn, độc lập với ứng dụng

Chìa khố của kỹ thuật đa hợp/giải đa hợp là địa chỉ socket Vì địa chỉ socket bao gồm địa

chỉ IP và số hiệu cổng nên nĩ cung cấp khả năng nhận dạng một ứng dụng cụ thể đang

chạy trên một máy tính cụ thể

1.6.4 TCP và UDP

Như đã đề cập ở phần trước của chương, TCP là một giao thức hướng kết nối, cung cấp

khả năng điều khiển lỗi và điều khiển luồng bao quát UDP là giao thức khơng kết nối với

chức năng điều khiển lỗi đơn giản hơn nhiều Cĩ thể nĩi rằng, TCP đảm bảo độ tin cậy và

UDP đảm bảo về tốc độ Những ứng dụng cĩ hỗ trợ các phiên làm việc tương tác như

Telnet hay FTP thì cĩ khuynhh hướng sử dụng TCP, trong khi những ứng dụng cĩ thể tự

kiểm tra lỗi hoặc khơng quan trọng vấn đề kiểm tra lỗi thì cĩ khuynh hướng sử dụng

UDP

a TCP

Các tính năng quan trọng của TCP :

• TCP là một giao thức hướng kết nối

• Xỷ lý định hướng luồng: TCP xử lý dữ liệu trong một luồng Hay nĩi cách

khác, ở một thời điểm, TCP cĩ thể chấp nhận dữ liệu một byte hơn là một khối

dữ liệu được định dạng trước TCP chia dữ liệu thành nhiều đoạn và cĩ chiều

dài khác nhau trước khi chuyển qua lớp Internet

• Sắp xếp lại thứ tự: Nếu dữ liệu đến khơng theo thứ tự, TCP phải cĩ khả năng

sắp xếp lại dữ liệu theo đúng thứ tự ban đầu

• Điều khiển luồng: Chức năng điều khiển luồng của TCP đảm bảo việc truyền

dữ liệu khơng bị sai hoặc bị tràn quá dung lượng máy nhận Việc này đặc biệt

được chú trọng trong điều kiện mơi trường thay đổi với nhiều sự khác biệt về

tốc độ xử lý các CPU và kích thước bộ đệm

• Thứ tự ưu tiên và sự bảo mật: Mức độ ưu tiên và bảo mật cĩ thể được thiết lập

cho các kết nối TCP Tuy nhiên nhiều trình tự thực thi TCP khơng cung cấp

những tính năng này

Trang 25

• Đóng kết nối an toàn: Việc đóng kết nối của TCP cũng được thực hiện cẩn thận

như lúc khởi tạo kết nối Chức năng này đảm bảo tất cả các đoạn dữ liệu được

gửi và nhận trước khi kết nối bị đóng

TCP còn đưa ra một hệ thống phức tạp các thông báo và báo nhận để hỗ trợ cấu trúc

hướng kết nối Việc thảo luận về TCP còn được nhấn mạnh thêm rằng một giao thức

không chỉ dừng lại ở việc định dạng dữ liệu mà đó là một hệ thống các tiến trình tương

tác và các thủ tục được xây dựng để thực hiện những mục đích xác định

Phần mềm TCP liên lạc với phần mềm TCP trên máy mà nó muốn thiết lập kết nối Trong

bất kỳ cuộc thảo luận nào về TCP, khi nói “máy tính A thiết lập kết nối với máy tính B”

thì có nghĩa là phần mềm TCP trên máy A thiết lập kết nối với phần mềm TCP trên máy

tính B, cả hai đều đang hoạt động nhân danh ứng dụng cục bộ Sự phân biệt tinh tế này

mang lại những thảo luận hấp dẫn xung quanh khái niệm xác thực điểm cuối

Cần nhắc lại rằng các thời điểm cuối chịu trách nhiệm xác thực những sự liên lạc trong

mạng TCP (điểm cuối là những node mạng cố gắng thực hiện sự liên lạc – trái với những

điểm trung gian là node chuyển tiếp bản tin) Trong tình huống liên mạng, thông thường,

dữ liệu được chuyển từ subnet nguồn đến subnet đích qua các Router Đa số những

Router này hoạt động ở lớp Internet – bên dưới lớp vận chuyển Điểm quan trọng là các

Router không liên quan gì với thông tin ở lớp vận chuyển Nó chỉ đơn giản chuyển tiếp dữ

liệu tới TCP đóng trong các datagram IP đã gắn thông tin tiêu đề và gửi các datagram

theo đúng đường đi của nó Thông tin điều khiển và xác thực đã được mã hoá trong các

đoạn RCP (segment) chỉ được sử dụng bởi phần mềm TCP của máy đích Việc này làm

tăng tốc độ trong mạng TCP/IP (vì các Router không tham gia vào quá trình đảm bảo chất

lượng rất tỉ mỉ của TCP) và làm cho TCP có thể thực hiện đầy đủ vai trò của nó bằng cách

cung cấp việc giám sát kết nối trong hoạt động mạng

b UDP

UDP đơn giản hơn nhiều so với TCP, nó không thực hiện bất kỳ phương thức nào đã

được liệt kê trong phần trước Tuy nhiên, có một vài chú ý về UDP mà chúng ta nên quan

tâm tới

Trang 26

Đầu tiên, mặc dù đơi lúc UDP được mơ tả khơng cĩ khả năng kiểm sốt lỗi, nhưng thực

tế, nĩ vẫn cĩ khả năng thực hiện việc kiểm tra lỗi đơn giản Nĩi đúng hơn, khả năng kiểm

tra lỗi của UDP cĩ giới hạn Bản thân datagram UDP cũng cĩ giá trị checksum mà máy

nhận cĩ thể sử dụng để kiểm ra tính đúng đắn của dữ liệu (thơng thường việc kiểm tra

checkssum là một tuỳ chọn và cĩ thể vơ hiệu hố trên máy nhận để tăng tốc độ xử lý dữ

liệu đến) Datagram UDP cũng cĩ một tiêu đề giả (pseudo-header) chứa địa chỉ đích của

datagram, và đĩ là phương tiện để kiểm tra những datagram truyền sai địa chỉ Nếu máy

UDP nhận một datagram được truyền đến một cổng khơng hoạt động hoặc khơng được

xác định thì nĩ sẽ gửi một bản tin ICMP báo cho máy nguồn biết rằng khơng đến được

cổng

Thứ hai, UDP khơng sắp xếp dữ liệu như TCP Việc sắp xếp lại thứ tự dữ liệu là rất quan

trọng trong những mạng lớn như là Internet do các đoạn dữ liệu đi theo những đường

khác nhau và cĩ độ trì hỗn khác nhau trên các bộ đệm của Router Trong các mạng cục

bộ, việc thiếu tính năng này của UDP vẫn cĩ thể đảm bảo được độ tin cậy dữ liệu

Mục đích chính của giao thức UDP là chuyển các datagram lên lớp ứng dụng Bản thân

UDP rất đơn giản nên cấu trúc tiêu đề của nĩ cũng khơng phức tạp Như đã đề cập ở phần

đầu, UDP khơng truyền lại những datagram đã loại bỏ hoặc bị hỏng khơng sắp xếp các

datagram nhận được theo trình tự, khơng loại bỏ các datagram trùng, khơng báo nhận cho

các datagram đã nhận, và cũng khơng thực hiện quá trình thiết lập hoặc ngắt kết nối UDP

là kỹ thuật được các chương trình ứng dụng sử dụng để gửi và nhận datagram mà khơng

cần một kết nối TCP nào Các ứng dụng cĩ thể cung cấp bất kỳ hay tất cả những chức

năng này nếu nĩ cĩ cần thiết cho mục đích của ứng dụng

Trang 27

CHƯƠNG 2 ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG IP

2.1 Vài nét về định tuyến IP

Cả Host và Router đều có bảng định tuyến , nhưng bảng định tuyến của Host đơn giản

hơn nhiều so với Router Bảng định tuyến của những máy tính đơn lẻ có thể chỉ có hai

dòng: một là lộ trình mạng cục bộ và hai là lộ trình mặc định của những gói tin không thể

phân phối trong mạng cục bộ Nếu gói tin thuộc mạng cục bộ, phần mềm TCP/IP sẽ sử

dụng ARP để phân giải địa chỉ IP thành địa chỉ vật lí bên trong mạng cục bộ Nếu gói tin

không được phân phối trong mạng cục bộ, việc chuyển tiếp gói tin sẽ diễn ra như sau:

• Máy Host sẽ trích ra trong bảng định tuyến địa chỉ IP của giao diện của Router liên

kết với mạng cục bộ này Sau đó, địa chỉ IP này được phân giải thành địa chỉ vật lí

của giao diện nhận bằng giao thức ARP

• Tiếp theo, datagram được chuyển qua lớp truy cập mạng cùng với địa chỉ vật lí

này

• Bộ tương thích mạng của Router sẽ nhận frame vì thấy địa chỉ vật lí đích của frame

chính là địa chỉ vật lí của nó

• Ruoter mở frame và chuyển datagram lên lớp Internet

• Router kiểm tra địa chỉ IP của datagram Sau đó, Router sẽ kiểm tra bảng định

tuyến của nó để tìm ra đường đi thích hợp với địa chỉ đích của datagrram và

chuyển tiếp datagram này

2.2 Phân loại định tuyến

2.2.1 Định tuyến tĩnh

Ở phương pháp này, thông tin định tuyến được cung cấp từ người quản trị mạng thông

qua các thao tác bằng tay vào trong cấu hình của Router Ngưòi quản trị mạng phải cập

nhật bằng tay đối với các mục chỉ tuyến tĩnh này bất cứ khi nào topo liên mạng bị thay

đổi

2.2.2 Định tuyến động

Trang 28

Đồ án tốt nghiệp Chương 2 Định tuyến trong mạng IP

Ở phương pháp này, thơng tin định tuyến được cập nhật một cách tự động Cơng việc này

được thực hiện bởi các giao thức định tuyến được cài đặt trong Router Chức năng của

giao thức định tuyến là định đường dẫn mà một gĩi tin truyền qua một mạng từ nguồn đến

đích Ví dụ giao thức thơng tin định tuyến RIP (Routing Information Protocol) , RIP2

(RIP version 2), OSPF (Open Shortest Path First)

a Các thuật tốn định tuyến

Định tuyến Vector khoảng cách

Định tuyến vector khoảng cách (cịn được gĩi là định tuyến Bellman Ford) là một phương

pháp định tuyến đơn giản , hiệu quả và được sử dụng trong nhiều giao thức định tuyến

như RIP (Routing information Protocol), RIP2 (RIP version 2), OSPF (Open Shortest

Path First)

Vector khoảng cách được thiết kế để giảm tối đa sự liên lạc giữa các Router cũng như

lượng dữ liệu trong bảng định tuyến Bản chất của định tuyến vector khoảng cách là một

Router khơng cần biết tất cả các đường đi đến các phân đoạn mạng, nĩ chỉ cần biết phải

truyền một datagram được gán địa chỉ đến một phân đoạn mạng đi theo hướng nào

Khoảng cách giữa các phân đoạn mạng được tính bằng số lượng Router mà datagram phải

đi qua khi được truyền từ phân đoạn mạng này đến phân đoạn mạng khác Router sử dụng

thuật tốn vector khoảng cách để tối ưu hố đường đi bằng cách giảm tối đa số lượng

Router mà datagram đi qua Tham số khoảng cách này chính là số chặng phải qua (hop

count)

Định tuyến theo trạng thái liên kết

Định tuyến vector khoảng cách sẽ khơng cịn phù hợp đối với một mạng lớn gồm rất

nhiều Router Khi đĩ mỗi Router phải duy trì một mục trong bảng định tuyến cho mỗi

đích, và các mục này chỉ đơn thuần chứa các giá trị vector và hop count Router cũng

khơng thể tiết kiệm năng lực của mình khi đã biết nhiều về cấu trúc mạng Hơn nữa, tồn

bộ bảng giá trị khoảng cách và hop count phải được truyền giữa các Router cho dù hầu

hết các thơng tin này khơng thực sự cần thiết trao đổi giữa các Router

Trang 29

Định tuyến trạng thái liên kết ra đời là đã khắc phục được các nhược điểm của định tuyến

vector khoảng cách

Bản chất của định tuyến trạng thái liên kết là mỗi Router xây dựng bên trong nó một sơ

đồ cấu trúc mạng Định kỳ, mỗi Router cũng gửi ra mạng những thông điệp trạng thái

Những thông điệp này liệt kê những Router khác trên mạng kết nối trực tiếp với Router

đang xét và trạng thái của liên kết Các Router sử dụng bản tin trạng thái nhận được từ

các Router khác để xây dựng sơ đồ mạng Khi một Router chuyển tiếp dữ liệu, nó sẽ chọn

đường đi đến đích tốt nhất dựa trên những điều kiện hiện tại

Giao thức trạng thái liên kết đòi hỏi nhiều thời gian sử lí trên mỗi Router, nhưng giảm

được sự tiêu thụ băng thông bởi vì mỗi Router không cần gửi toàn bộ bảng định tuyến của

mình Hơn nữa, Router cũng dễ dàng theo dõi lỗi trên mạng vì bản tin trạng thái từ một

Router không thay đổi khi lan truyền trên mạng (ngược lại, đối với phương pháp vector

khoảng cách, giá trị hop count tăng lên mỗi khi thông tin định tuyến đi qua một Router

khác)

b Giao thức định tuyến

Các giao thức IGP và các giao thức EGP

Các EGP định tuyến dữ liệu giữa các hệ thông tự trị (autonomous systems) Một ví dụ của

EGP là BGP (Border Gateway Protocol), là giao thức định tuyến bên ngoài chủ yếu của

Internet

Các IGP định tuyến dữ liệu bên trong một hệ thống tự trị Các ví dụ của IGP là RIP,

OSPF, IS-IS Sau đây sẽ trình bày một số giao thức định tuyến IGP thông dụng

Một số giao thức định tuyến IGP thông dụng

Giao thức thông tin định tuyến (RIP)

Giao thức định tuyến RIP phiên bản 1 nhận được từ giao thức định tuyến của hệ thống

mạng Xerox, mà cũng được gọi là RIP, RIP được gắn vào với BSP UNIX như là một

phần của giao thức TCP/IP và trở thành nhân tố chuẩn cho giao thức IP Như đã đề cập ở

Trang 30

trước đây RIP sử dụng một thuật tốn Vector khoảng cách mà đường xác định đường tốt

nhất bằng sử dụng metric bước nhảy Khi được sử dụng trong những mạng cùng loại nhỏ,

RIP là một giao thức hiệu quả và sự vận hành của nĩ là khá đơn giản RIP duy trì tất cả

bảng định tuyến trong một mạng được cập nhật bởi truyền những lời nhắn cập nhật bảng

định tuyến sau mỗi 30s Sau một thiết bị RIP nhận một cập nhật, nĩ so sánh thơng tin hiện

tại của nĩ với những thơng tin được chứa trong thơng tin cập nhật

Vào giữa năm 1988, IETF đã phát hành RFC 1058 mơ tả hoạt động của hệ thống sử dụng

RIP Tuy nhiên RFC này ra đời sau khi rất nhiều hệ thống RIP đã được triển khai thành

cơng Do đĩ, một số hệ thống sử dụng RIP khơng hỗ trợ tất cả những cải tiến của thuật

tốn véc-tơ khoảng cách cơ bản (ví dụ như cập nhật cĩ điều kiện và đầu độc ngược)

Giới hạn độ dài tuyến đường: Trong RIP, cost cĩ giá trị lớn nhất được đặt là 16 Do đĩ,

RIP khơng cho phép một tuyến đường cĩ cost lớn hơn 15 Tức là, những mạng cĩ kích

thước lớn hơn 15 bước nhảy phải dùng thuật tốn khác Lưu lượng cần thiết cho việc trao

đổi thơng tin định tuyến lớn

• Tốc độ hội tụ khá chậm

• Khơng hỗ trợ mặt nạ mạng con cĩ độ dài thay đổi (VLSM): Khi trao đổi thơng tin

về các tuyến đường, RIP khơng kèm theo thơng tin gì về mặt nạ mạng con Do đĩ,

mạng sử dụng RIP khơng thể hỗ trợ mặt nạ mạng con cĩ độ dài thay đổi

Giao thức thơng tin định tuyến phiên bản 2 (RIP-2)

Tổ chức IETF đưa ra hai phiên bản RIP-2 để khắc phục những hạn chế của RIP-1 RIP-2

cĩ những cải tiến sau so với RIP:

• Hỗ trợ CIDR và VLSM: RIP-2 hỗ trợ siêu mạng và mặt nạ mạng con cĩ chiều dài

thay đổi Đây là một trong những lý do cơ bản để thiết kế chuẩn mới này Cải tiến

này làm cho RIP-2 phù hợp với các cách thức địa chỉ hố phức tạp khơng cĩ trong

RIP-1

• Hỗ trợ chuyển gĩi đa điểm: Đây là cải tiến để RIP cĩ thể thực hiện kiểu chuyển gĩi

đa điểm chứ khơng đơn thuần chỉ cĩ kiểu quảng bá như trước Điều này làm giảm

Trang 31

tải cho các trạm không chờ đợi các bản tin RIP-2 Để tương thích với RIP-1, tuỳ

chọn này sẽ được cấu hình cho từng giao diện mạng

• Hỗ trợ nhận thực: RIP-2 hỗ trợ nhận thực cho tất cả các node phát thông tin định

tuyến Điều này hạn chế những thay đổi có ảnh hưởng xấu đối với bảng định

tuyến

• Hỗ trợ RIP-1: RIP-2 tương thích hoàn toàn với RIP-1

Những hạn chế của RIP-2

RIP-2 đã được phát triển để khắc phục rất nhiều hạn chế trong RIP-1 Tuy nhiên những

hạn chế của RIP-1 như giới hạn về số hop hay khả năng hội tụ chậm vẫn còn tồn tại trong

RIP-2

Giao thức OSPF

Giao thức OSPF (Open Shortest Path First) là một giao thức cổng trong Nó được phát

triển để khắc phục những hạn chế của giao thức RIP Bắt đầu được xây dựng vào năm

1988 và hoàn thành vào năm 1991, các phiên bản cập nhật của giao thức này hiện vẫn

được phát hành Tài liệu mới nhất hiện nay của chuẩn OSPF là RFC 2328 OSPF có nhiều

tính năng không có ở các giao thức vec-tơ khoảng cách Việc hỗ trợ các tính năng này đã

khiến cho OSPF trở thành một giao thức định tuyến được sử dụng rộng rãi trong các môi

trường mạng lớn Trong thực tế, RFC 1812 (đưa ra các yêu cầu cho bộ định tuyến IPv4) -

đã xác định OSPF là giao thức định tuyến động duy nhất cần thiết Sau đây sẽ liệt kê các

tính năng đã tạo nên thành công của giao thức này:

• Cân bằng tải giữa các tuyến cùng cost: Việc sử dụng cùng lúc nhiều tuyến cho

phép tận dụng có hiệu quả tài nguyên mạng

• Phân chia mạng một cách logic: điều này làm giảm bớt các thông tin phát ra trong

những điều kiện bất lợi Nó cũng giúp kết hợp các thông báo về định tuyến, hạn

chế việc phát đi những thông tin không cần thiết về mạng

• Hỗ trợ nhận thực: OSPF hỗ trợ nhận thực cho tất cả các node phát thông tin quảng

cáo định tuyến Điều này hạn chế được nguy cơ thay đổi bảng định tuyến với mục

đích xấu

• Thời gian hội tụ nhanh hơn: OSPF cho phép truyền các thông tin về thay đổi tuyến

mộtcách tức thì Điều đó giúp rút ngắn thời gian hội tụ cần thiết để cập nhậtothong

tin cấu hình mạng

Trang 32

• Hỗ trợ CIDR và VLSM: Điều này cho phép nhà quản trị mạng cĩ thể phân phối

nguồn địa chỉ IP một cách cĩ hiệu quả hơn

OSPF là một giao thức dựa theo trạng thái liên kết Giống như các giao thức trạng thái

liên kết khác, mỗi bộ định tuyến OSPF đều thực hiện thuật tốn SPF để xử lý các thơng

tin chứa trong cơ sở dữ liệu trạng thái liên kết Thuật tốn tạo ra một cây đường đi ngắn

nhất mơ tả cụ thể các tuyến đường nên chọn dẫn tới mạng đích

Trang 33

CHƯƠNG 3 GIAO THỨC OSPF

3.1 Giới thiệu chung về OSPF

OSPF (Open Shortest Path First) được phát triển bởi IETF (Internet Engineering Task

Force – nhóm đặc trách kĩ thuật internet) OSPF là giao thức trạng thái liên kết sử dụng

thuật toán SPF (Shortest Path First) của Dijktra và là một giao thức mở tức nó hoàn toàn

mở đối với công cộng , không có tính độc quyền

Ưu điểm chính của OSPF so với các giao thức vector khoảng cách là khả năng đáp ứng

nhanh theo sự thay đổi của hệ thống mạng, hoạt động tốt trong các mạng cỡ lớn và ít bị

ảnh hưởng đối với các thông tin định tuyến tồi

Một số đặc điểm khác của OSPF là:

• Sử dụng chi phí (cost) làm thông số định tuyến để chọn đường đi trong mạng

• Thực hiện cập nhật khi có mạng có sự thay đổi

• Mọi Router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó để chọn đường

• Hỗ trợ CIDR (Classless Interdomain Routing) và VLSM (Variable length

subnetmask)

Hoạt của OSPF được mô tả một cách tổng quát như sau:

1 Các Router OSPF gửi các gói Hello ra tất cả các giao diện chạy OSPF Nếu hai

Router chia sẻ một liên kết dữ liệu cùng chấp nhận các tham số được chỉ ra trong

gói Hello, chúng sẽ trở thành các Neighbor của nhau

2 Adjacency có thể coi như các liên kết ảo điểm - điểm, được hình thành giữa các

Neighbor Việc hình thành một Adjacency phụ thuộc vào các yếu tố như loại

Router trao đổi các gói Hello và loại mạng sử dụng để các gói Hello truyền trên

đó

3 Sau khi các Adjacency được hình thành, mỗi Router gửi các LSA (Link State

Advertisement) qua các Adjacency Các LSA mô tả tất cả các liên kết của Router

và trạng thái của các liên kết

4 Mỗi Router nhận một LSA từ một Neighbor, ghi LSA vào cơ sở dữ liệu trạng thái

liên kết của nó và gửi bản copy tới tất cả các Neighbor khác của nó

Trang 34

Đồ án tốt nghiệp Chương 3 Giao thức OSPF

5 Bằng cách trao đổi các LSA trong một Area, tất cả các Router sẽ xây dựng cơ sở

dữ liệu trạng thái liên kết của mình giống với các Router khác

6 Khi cơ sở dữ liệu hồn chỉnh, mỗi Router sử dụng giải thuật SPF để tính tốn

đường đi ngắn nhất (đường đi cĩ cost thấp nhất) tới tất cả các đích đã biết Sơ đồ

này gọi là cây SPF

7 Mỗi Router xây dựng bảng định tuyến từ cây SPF của nĩ

3.2 Một số khái niệm sử dụng trong OSPF

3.2.1 Láng giềng (Neighbor) và mối quan hệ thân mật (Adjacency)

Trước khi gửi các LSA, các Router OSPF phải khám phá các Neighbor của nĩ và thiết

lập Adjacency với chúng Danh sách các Neighbor được ghi trong bảng các Neighbor

cùng với các liên kết (hoặc giao diện) nối với mỗi Neighbor và các thơng tin cần thiết

khác

3.2.2 Giao thức Hello

Giao thức Hello thực hiện các chức năng sau:

• Dùng để khám phá các Neighbor

• Dùng để quảng cáo các tham số mà hai Router phải chấp nhận trước khi chúng trở

thành các Neighbor của nhau

• Đảm bảo thơng tin hai chiều giữa các Neighbor

• Các gĩi Hello hoạt động như các Keepalive giữa các Neighbor

• Dùng để bầu cử DR và BDR trong mạng Broadcast và Nonbroadcast Multiaccess

(NBMA)

Các Router OSPF gửi các gĩi Hello định kỳ ra các giao diện OSPF Chu kỳ gửi được gọi

là Hello Interval và được cấu hình trong cơ sở dữ liệu giao diện Nếu một Router khơng

nhận được gĩi Hello từ Neighbor trong một khoảng thời gian gọi là Router Dead Interval,

nĩ sẽ khai báo Neighbor này bị Down

Khi một Router nhận một gĩi Hello từ một Neighbor, nĩ sẽ kiểm tra xem các trường Area

ID , Authentication, Network Mask, Hello Interval, Router Dead Interval và Option trong

Trang 35

Nếu không phù hợp, gói sẽ bị huỷ và Adjacency không được thiết lập Nếu tất cả phù hợp,

gói Hello được khai báo là hợp lệ Nếu Router ID của Router gốc đã có trong bảng

Neighbor của giao diện nhận, Router Dead Interval được reset Nếu không, nó ghi Router

ID này vào bảng Neighbor

Khi một Router gửi một gói Hello, gói Hello sẽ chứa Router ID của tất cả các Neighbor

cần thiết trong liên kết mà gói truyền đi Nếu một Router nhận được một gói Hello hợp lệ

có chứa Router ID của nó, Router này sẽ biết rằng thông tin hai chiều đã được thiết lập

3.2.3 Các loại mạng

OSPF định nghĩa năm loại mạng:

1 Mạng điểm - điểm

2 Mạng quảng bá

3 Mạng đa truy nhập không quảng bá

4 Mạng điểm – đa điểm

5 Các liên kết ảo

điểm - điểm luôn thiết lập Adjacency Địa chỉ đích của các gói OSPF trong mạng này

luôn là địa chỉ lớp D 224.0.0.5 gọi là AllSPF Routers

Là mạng có khả năng kết nối nhiều hơn hai thiết bị và các thiết bị này đều có thể nhận các

gói gửi từ một thiết bị bất kì trong mạng Các Router OSPF trong mạng quảng bá sẽ bầu

cử DR và BDR Các gói Hello được phát multicast với địa chỉ đích là 224.0.0.5 ( AllSPF

Routers) Ngoài ra các gói xuất phát từ DR và BDR cũng được phát multicast với địa chỉ

này Các Router khác sẽ phát multicast các gói cập nhật và xác nhận trạng thái liên kết với

địa chỉ lớp D là: 224.0.0.6 gọi là All DRouters

Là mạng có khả năng kết nối nhiều hơn hai Router nhưng không có khả năng Broadcast

Tức là một gói gửi bởi một Router trong mạng không được nhận bởi tất cả các Router

khác của mạng Các Router trong NBMA bầu cử DR và BDR Các gói OSPF được truyền

theo kiểu unicast

Trang 36

các kết nối điểm - điểm Các Router trong mạng khơng phải bầu cử DR và BDR Các gĩi

OSPF được truyền theo kiểu multicast

khơng đánh số Các gĩi OSPF được phát unicast trên các liên kết ảo

3.2.4 DR và BDR

Các mạng đa truy nhập tồn tại hai vấn đề sau liên quan đến quá trình tràn lụt LSA như

sau:

1 Thơng tin của một Adjacency giữa các Router sẽ tạo ra nhiều LSA khơng cần thiết

Nếu một mạng đa truy nhập cĩ n Router thì cĩ thể cĩ n(n-1)/2 Adjacency (Hình

3.1) Mỗi Router sẽ tràn lụt n-1 LSA cho các Neighbor của nĩ cộng với một LSA

cho mạng dẫn đến cĩ n(n-1) + 1 = n2 LSA được tạo ra trong mạng

D

E B

C

A

2 Quá trình tràn lụt cĩ thể gây xung đột Một Router gửi một LSA tới tất cả các

Neighbor của nĩ Các Neighbor này lại gửi bản copy của LSA nhận được tới các

Neighbor của mình dẫn đến tạo ra nhiều bản copy của LSA trong mạng

Hình 3.1

Trang 37

Để tránh các vấn đề trên, DR được bầu ra trong mạng đa truy nhập DR có các nhiệm vụ

sau:

• Mô tả mạng đa truy nhập và các Router gắn vào mạng cho phần còn lại của liên

mạng

• Quản lý quá trình tràn lụt trong mạng đa truy nhập

Mỗi Router trong mạng thiết lập Adjacency với DR (hình 3.2) Chỉ có DR gửi các LSA

tới phần còn lại của liên mạng Một Router có thể là DR đối với mạng này nhưng không

là DR đối với mạng khác Nói cách khác DR chỉ là một đặc tính của giao diện của Router,

không phải toàn bộ Router

DR đại diện cho mạng đa truy nhập Các Router khác chỉ thiết lập Adjacency với DR

Nếu DR bị hỏng, một DR mới phải được bầu ra Các Adjacency mới phải được thiết lập,

các Router phải đồng bộ cơ sở dữ liệu của chúng với DR mới Trong khi các quá trình này

diễn ra, mạng sẽ không khả dụng để truyền gói

Hình 3.2

Trang 38

Để tránh vấn đề này, BDR được bầu cử Tất cả các Router thiết lập Adjacency với cả DR

và BDR DR và BDR cũng cĩ thể thiết lập Adjacency với nhau Nếu DR hỏng, BDR sẽ

trở thành DR mới

Tĩm lại việc bầu cử diễn ra như sau: Khi một Router OSPF được kích hoạt, nĩ tìm kiếm

các Neighbor của nĩ và kiểm tra DR và BDR Nếu DR và BDR đã tồn tại, Router sẽ chấp

nhận chúng Nếu khơng cĩ BDR, một cuộc bầu cử BDR được tiến hành và Router cĩ

Priority cao nhất sẽ trở thành BDR Nếu cĩ nhiều hơn một Router cĩ cùng Priority cao

nhất, Router cĩ Router ID cao nhất sẽ trở thành BDR Nếu chưa cĩ DR, BDR sẽ trở thành

DR và cuộc bầu cử BDR mới lại được thực hiện

hưởng đến các DR và BDR đã được bầu cử Nếu cĩ một Router cĩ Priority cao hơn các

DR và BDR đã được kích hoạt, nĩ cũng khơng thể thay thế các DR và BDR này

3.3 Giao diện OSPF

3.3.1 Cấu trúc dữ liệu giao diện

Các thành phần của cấu trúc số liệu giao diện bao gồm:

Địa chỉ IP và mặt nạ: là địa chỉ và mặt nạ được cấu hình cho giao diện

Cost: là cost của các gĩi đi ra từ giao diện Cost là một Metric OSPF, được diễn tả bởi 16

bit nguyên khơng dấu cĩ giá trị từ 1 đến 65535

Trang 39

State: là trạng thái chức năng của giao diện được trình bày ở phần sau

BDR

DR: là DR của mạng mà giao diện gắn vào DR này được ghi bởi Router ID của nó và địa

chỉ của giao diện gắn vào mạng của DR

BDR: là BDR của mạng mà giao diện gắn vào BDR này được ghi bởi Router ID của nó

và địa chỉ của giao diện gắn vào mạng của BDR

giao diện

gói Hello từ một Neighbor trước khi nó coi rằng Neighbor này bị Down

Wait Time: là khoảng thời gian Router sẽ chờ DR và BDR được quảng cáo trong gói tin

Hello trước khi bắt đầu lựa chọn DR và BDR Chu kì Wait Time bằng Router Dead

Interval

các gói OSPF chưa được xác nhận

được truyền lại từ giao diện

trong thời gian Router Dead Interval)

thực), Simple Password, hoặc Cryptographic (Mesage digest)

Trang 40

độ nhận thực là Cryptographic, Au key là Message digest Chế độ Cryptographic cho

phép cấu hình nhiều khố trên một giao diện

3.3.2 Các trạng thái giao diện

Một giao diện OSPF sẽ chuyển đổi qua một số trạng thái khác nhau trước khi nĩ đủ khả

năng làm việc Các trạng thái đĩ bao gồm: Down, Point to Point, Waiting, DR, Backup,

IE5 IE6

IE2 IE3 IE4 IE3

IE7

IE10

IE8 IE10 IE9

Biến cố vào Ý nghĩa các biến cố

Hình 3.3 Sự chuyển đổi giữa các trạng thái giao diện OSPF

Tiêu đề	Giao thức OSPF Và Các Ứng Dụng Của Nó Trong Mạng IP Ngày Nay
Tác giả	Phan Trùng Hưng
Người hướng dẫn	D2001VT - Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông
Trường học	Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	106
Dung lượng	2,17 MB