NGHIÊN cứu các kỹ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRÊN nền IP vx4 ( có code)

NGHIÊN cứu các kỹ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRÊN nền IP vx4 ( có code)

NGHIÊN CỨU CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH

TUYẾN TRÊN NỀN IP Vx4

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU X DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT XI LỜI MỞ ĐẦU XII

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ IP 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1

1.2 TỔNG QUAN VỀ IP 2

1.2.1 Giao thức connectionless 2

1.2.2 Giao thức Internet (IP) 3

1.3 ĐỊA CHỈ IP 4

1.3.1 Cấu trúc địa chỉ IPv4 5

1.3.2 Phân lớp địa chỉ IPv4 5

1.3.3 Phân loại địa chỉ IPv4 7

1.3.4 Subnet mask và prefix length của địa chỉ IP 7

1.3.5 Prefix length 8

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN 9

2.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỊNH TUYẾN 9

2.1.1 Khái niệm 9

2.1.2 Metric 9

2.1.3 Adminstrative Distance (AD) 9

2.1.4 Sự hội tụ 9

2.1.5 AS 10

2.2 PHÂN LOẠI CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN 10

2.2.1 Định tuyến tĩnh 10

2.2.2 Định tuyến động 10

2.3 GIAO THỨC BGP 11

3.1.2 Các timer và phương thức hoạt động của các timer 14

3.1.3 Các quy tắc chống loop 14

3.1.4 Các phiên bản của RIP 15

3.1.5 Định dạng gói tin RIPv1 15

3.1.6 Định dạng gói tin RIPv2 16

3.2 GIAO THỨC OSPF 17

3.2.1 Các đặc điểm cơ bản 17

3.2.2 Chọn router – id 17

3.2.3 Thiết lập quan hệ láng giềng 18

3.2.4 Trao đổi thông tin 20

3.2.5 Tính toán và xây dựng bảng định tuyến 22

3.2.6 Cấu trúc OSPF header 22

3.2.7 Cấu trúc các loại gói tin của OSPF 24

3.3 GIAO THỨC EIGRP 27

3.3.1 Các đặc điểm cơ bản 27

3.4 THIẾT LẬP QUAN HỆ LÁNG GIỀNG 28

3.5 TRAO ĐỔI THÔNG TIN ĐỊNH TUYẾN 29

3.6 TÍNH TOÁN METRIC 30

3.7 CÂN BẰNG TẢI 31

3.8 CẤU TRÚC GÓI TIN EIGRP 31

CHƯƠNG 4 MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 34

4.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GIAO THỨC RIP 34

4.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GIAO THỨC OSPF 36

4.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG GIAO THỨC EIGRP 38

4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ QUA CÁC THÔNG SỐ 40

4.4.1 Thời gian định kỳ gửi gói tin 40

4.4.2 Địa chỉ đích đến của các gói tin 40

4.4.3 Protocol id 41

5.1.2 Nhược điểm 42

5.2 OSPF 42

5.3 EIGRP 43

5.3.1 Ưu điểm 43

5.3.2 Nhược điểm 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

PHỤ LỤC A .45

HÌNH 1-2: IP HE

HÌNH 1-3: IP ADDRESS FORMAT 5

HÌNH 1-4: CÁC LỚP ĐỊA CHỈ IP 6

YHÌNH 2-1: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN 11

HÌNH 3-1: DISTANCE - VECTOR ROUTING 13

YHÌNH 3-2: RIPV1 HEADER FORMAT 15

HÌNH 3-3: RIPV2 HEADER FORMAT 16

YHÌNH 3-4: AREA - ID 19

HÌNH 3-5: SERIAL POINT - TO - POINT LINK 20

HÌNH 3-6: MULTIACCESS LIN HÌNH 3-7: OSPF PACKET FORMAT 22

HÌNH 3-8: CẤU TRÚC TRƯỜNG AUTHENTICATION 23

YHÌNH 3-9: OSPF HELLO PACKET 24

HÌNH 3-10: OSPF DATABASE DESCRIPTION PACKET 25

YHÌNH 3-11: OSPF LINK STATE REQUEST PACKET 26

HÌNH 3-12: OSPF LINK STATE UPDATE PACKET 26

HÌNH 3-13: OSPF LINK STATE ACKNOWLEDGEMENT PACKET 27

HÌNH 3-14: EIGRP PACKET FORMA HÌNH 3-15: TLV FORMAT 33

HÌNH 4-1: SƠ ĐỒ MẠNG MÔ PHỎNG GIAO THỨC RIP 34

YHÌNH 4-2: KẾT QUẢ BẮT GÓI TIN RIPV1 34

HÌNH 4-3: KẾT QUẢ CẤU HÌNH RIPV2 TRÊN ROUTER 35

HÌNH 4-8: KẾT QUẢ BẮT GÓI TIN OSPF 37

HÌNH 4-9: SƠ ĐỒ MẠNG MÔ PHỎNG GIAO THỨC EIGRP 38

YHÌNH 4-10: KẾT QUẢ CẤU HÌNH EIGRP TRÊN ROUTER 38

HÌNH 4-11: BẢNG TOPOLOGY TRÊN ROUTER 39

YHÌNH 4-12: KẾT QUẢ BẮT GÓI TIN EIGRP 39

HÌNH 4-13: BIỂU ĐỒ THỜI GIAN ĐỊNH KỲ GỬI GÓI TIN 40

YBẢNG 1-2: PUBLIC IP ADDRESS 7

BẢNG 4-1: THỜI GIAN ĐỊNH KỲ ROUTER GỬI GÓI TIN

BẢNG 4-2: ĐỊA CHỈ ĐÍCH ĐẾN CỦA CÁC GÓI TIN 41

BẢNG 4-3: PROTOCOL ID 41

AD Advertised Distance

AS Autonomous System

BDR Backup Designated Router

BGP Border Gateway Protocol

DR Designated Router

DUAL Diffusing Update Algorithm

EGP Exterior Gateway Protocol

EIGRP Enhanced Interior Gateway Routing Protocol

FD Feasible Distance

IANA Internet Assigned Numbers Authority

IGP Interior Gateway Protocol

IGRP Interior Gateway Routing Protocol

IP Internet Protocol

ISP Internet Service Provider

LAN Local Area Network

LSA Link State Advertisement

LSU Link State Update

OSI Open System Interconnection

OSPF Open Shortest Path First

QoS Quality of Service

RFC Request For Comments

RIP Routing Information Protocol

TCP Tranmission Control Protocol

UDP User Datagram Protocol

VLSM Variable Length Subnet Mas

thì nhu cầu này càng tăng lên Và để đáp ứng được nhu cầu trao đổi thông tin thìInternet đã ra đời và ngày càng khẳng định vị trí không thể thiếu của nó trong mọilĩnh vực Nhưng Internet là một môi trường vô cùng rộng lớn và để đảm bảo có thểtruyền tải dữ liệu một cách hiệu quả nhất thì không phải việc dễ dàng Dữ liệu cầntrao đổi qua mạng được chứa trong các gói tin, và các phương pháp giúp tìm rađược đường đi tối ưu nhất trong mạng cho các gói tin đến đích được gọi là cácphương pháp định tuyến Có nhiều phương pháp định tuyến đang được sử dụng,mỗi phương pháp lại có các đặc điểm riêng đáp ứng từng yêu cầu kỹ thuật khácnhau Đề tài luận văn này nghiên cứu về các phương pháp định tuyến trên nền tảnggiao thức Internet với phiên bản IPv4 đang rất phổ biến trên thế giới.

Bài luận văn này sẽ được chia thành các chương:

Chương 1: Tổng quan về mạng máy tính và IP Chương này sẽ giới thiệu về những

khái niệm cơ bản nhất về mạng máy tính và giao thức Internet

Chương 2: Tổng quan về định tuyến Chương này sẽ giới thiệu các khái niệm thuộc

về định tuyến và phân loại các giao thức định tuyến

Chương 3: Các giao thức định tuyến nội vùng Chương này sẽ giới thiệu về các đặc

điểm cũng như cách thức hoạt động của những giao thức định tuyến nội vùng phổbiến như RIP, OSPF, EIGRP

Chương 4: Mô phỏng và đánh giá kết quả Chương này sẽ trình bày kết quả mô

phỏng của những giao thức (RIP, OSPF, EIGRP) trên phần mềm, ngoài ra đặc điểmcủa mỗi giao thức cũng sẽ được đánh qua việc khảo sát các gói tin

Chương 5: Tổng kết Chương này sẽ tổng kết về các ưu điểm và nhược điểm của

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ IP

1.1 Tổng quan về mạng máy tính

Mạng là một tập hợp các hệ thống và các thiết bị truyền dữ liệu (máy tính, server…)được kết nối để truyền thông với nhau Trong một mạng có thể có rất nhiều loại dữliệu khác nhau từ các ứng dụng khác nhau được truyền tải

Một số đặc điểm về kỹ thuật của một mạng máy tính:

- Topology (sơ đồ mạng): phải phù hợp với quy mô mạng và có khả năng cảitạo, mở rộng

- Reliability (độ tin cậy): truyền dữ liệu qua mạng cần phải hạn chế lỗi ít nhất

có thể, độ tin cậy đảm bảo sự tin cậy về chất lượng dữ liệu khi truyền quamạng

- Speed (tốc độ): cho biết tốc độ nhanh hay chậm trong hoạt động truyền dữliệu của mạng, được đo bằng đơn vị bps (bits per second)

- Availability (độ sẵn sàng): cho biết tính liên tục trong việc đảm bảo truynhập và truyền dữ liệu qua mạng

- Security (tính bảo mật)

- Cost (chi phí): chi phí để triển khai và vận hành hệ thống mạng Chi phí này

có thể là chi phí mua và lắp đặt thiết bị, chi phí nâng cấp, chi phí bảo trì, chiphí cho việc quản trị, vận hành…

Ngày nay, hoạt động truyền dữ liệu của các host đã mang tính chuẩn hóa cao theocác mô hình Và hai mô hình phân lớp nổi tiếng, phổ biến nhất hiện nay đang được

sử dụng là mô hình TCP/IP và mô hình OSI

Hình 1-1: Mô hình TCP/IP và OSI [Internet]

1.2 Tổng quan về IP

1.1.1 Giao thức connectionless

Các thiết bị muốn trao đổi dữ liệu với nhau thì phải chạy cùng một giao thức(protocol) Giao thức là một tập hợp các quy tắc ứng xử và đóng gói dữ liệu mà khitham gia truyền thông thì các bên phải tuân theo để hoạt động truyền thông đượcdiễn ra một cách đúng đắn Mỗi lớp (layer) của mô hình OSI đều có những giaothức trao đổi dữ liệu riêng Có thể điểm qua một vài giao thức phổ biến như giaothức truyền tải TCP và UDP của lớp 4 (Transport layer), giao thức Ethernet vàFrame – relay của lớp 2 (Data Link layer) hay giao thức IP của lớp 3 (Networklayer) sẽ được trình bày ở các phần tiếp theo trong bài luận văn

Một giao thức truyền tải được gọi là giao thức connectionless sẽ có các đặc điểmnhư:

- Không dùng các phương pháp điều khiển luồng hay báo nhận

- Không thực hiện đánh số thứ tự cho các đơn vị dữ liệu khi truyền

- Không thực hiện xây dựng kết nối trước khi truyền

- Kiểu truyền best effort (truyền tổng lực)

1.1.2 Giao thức Internet (IP)

Giao thức Internet (Internet Protocol) là một giao thức thuộc về lớp Internet củachồng giao thức TCP/IP, tương ứng với lớp 3 (Network layer) của mô hình OSI.Hiện nay, IP là giao thức được sử dụng rộng rãi trong mọi hệ thống mạng trên toànthế giới Một số đặc điểm của IP như:

- Vì không có cơ chế khôi phục lại gói tin bị mất khi truyền nên việc này sẽđược giao lại cho các giao thức của lớp cao hơn tại các host đầu cuối

- Một thiết bị thuộc lớp Network khi nhận một gói tin IP thì nó sẽ xử lý gói tinnày một cách hoàn toàn độc lập với các gói tin IP khác

- Total Length (16 bit): trường cho biết chiều dài của toàn bộ gói tin IP.

- Type of Service (8 bit): trường được dùng để đánh dấu dữ liệu để phục vụcho các tác vụ QoS

- IHL – IP Header Length (4 bit): trường cho biết kích thước của IP header,tính theo đơn vị word

- Version (4 bit): trường cho biết version của giao thức IP đang hoạt động.Hiện nay có hai version là IPv4 và IPv6

- Identification (16 bit), Flag (3 bit) và Fragment Offset (13 bit): các trườngđược dùng cho mục đích phân mảnh gói tin

- Time to Live – TTL (8 bit): trường được dùng để chống loop gói tin IP khi

có lỗi định tuyến trên sơ đồ mạng Giá trị TTL sẽ giảm đi 1 đơn vị mỗi khigói tin IP đi qua một node mạng thuộc lớp 3, đến khi trường này chỉ cònbằng 0 thì gói tin IP sẽ bị loại bỏ

- Protocol (8 bit): trường được dùng để nhận dạng giao thức đang được truyềntải trong phần data của gói tin IP Trường này cho phép thiết bị thuộc lớp 3không cần phải mở gói tin IP mà vẫn có thể nhận dạng được giao thức đượctruyền tải bởi giao thức IP

- Header checksum (16 bit): trường kiểm tra lỗi của IP header

- Options: trường cho phép thêm tính năng mới cho giao thức IP

- Padding: các bit được thêm vào trong trường hợp trường options không đủ sốbit để trở thành bội số của 32 theo quy định của cấu trúc gói tin IP

- Source Address (32 bit): trường cho biết địa chỉ của thiết bị gửi gói tin IP

- Destination Address (32 bit): trường cho biết địa chỉ của thiết bị làm đíchđến của gói tin IP

1.3 Địa chỉ IP

Địa chỉ IP được quản lý bởi IANA (Internet Assigned Numbers Authority) – tổchức cấp phát số hiệu Internet

Địa chỉ IP dùng để nhận dạng, định danh cho một thiết bị khi nó tham gia vào mạngqua giao thức Internet Có một số địa chỉ IP có giá trị đơn nhất trong một phạm vicòn lại một số khác lại có giá trị đơn nhất trên phạm vi toàn cầu.

Hiện nay đang tồn tại 2 phiên bản của IP là IPv4 và IPv6

1.1.3 Cấu trúc địa chỉ IPv4

Địa chỉ IPv4 được tạo thành từ 32 bit nhị phân, 32 bit này được chia thành 4 cụm(còn gọi là octec) Địa chỉ IP sẽ được hiển thị dưới dạng 4 chữ số thập phân (tươngđương 4 octec), mỗi chữ số thập phân được ngăn cách bởi dấu chấm

Thành phần của địa chỉ IP gồm phần network và phần host

Một số quy tắc khi đặt địa chỉ IP:

- Các bit phần host đồng thời bằng 0 sẽ tạo thành một địa chỉ mạng, địa chỉnày không thể dùng để gán cho host được

- Các bit phần network đồng thời bằng 0 là địa chỉ không hợp lệ

- Các bit phần host đồng thời bằng 1 sẽ tạo thành một địa chỉ broadcast

Hình 1-3: IP address format [Internet]

1.1.4 Phân lớp địa chỉ IPv4

Lớp A:

- Địa chỉ lớp A có một octec đầu là phần network, ba octec sau là phần host

- Bit đầu tiên luôn có giá trị 0

- Địa chỉ lớp C có ba octec đầu là phần mạng, octec còn lại là phần host.

- Ba bit đầu luôn có giá trị 110

- Dải địa chỉ lớp C: từ 192.0.0.0 đến 223.255.255.0

Lớp D:

- Dải địa chỉ: từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255

- Bốn bit đầu luôn có giá trị 1110

- Địa chỉ lớp D được dùng làm địa chỉ multicast cho các giao thức khác nhau.Lớp E:

- Dải địa chỉ: từ 240.0.0.0 trở đi

- Địa chỉ lớp E được dùng cho mục đích dự phòng

Hình 1-4: Các lớp địa chỉ IP

1.1.5 Phân loại địa chỉ IPv4

Vì số lượng địa chỉ IPv4 là có hạn, nên địa chỉ IP được phân thành 2 loại gồm cóđịa chỉ private và địa chỉ public với ý nghĩa địa chỉ private sẽ giúp bảo tồn số lượngđịa chỉ public Đặc điểm của từng loại địa chỉ IP:

- Địa chỉ IP private: chỉ được dùng trong mạng nội bộ (LAN) và không đượcđịnh tuyến khi ra Internet Địa chỉ private có thể được dùng lặp lại trongnhiều mạng nội bộ khác nhau

1.1.6 Subnet mask và prefix length của địa chỉ IP

Subnet mask là một chuỗi nhị phân có độ dài 32 bit, mỗi cụm 8 bit được ngăn cáchbởi dấu chấm, thường sẽ được biểu diễn ở dạng thập phân Subnet mask cho biếtlớp mạng tương ứng của một địa chỉ IP

Để có được subnet mask chuẩn của một lớp địa chỉ (A, B hay C) cần dựa vào cấutrúc địa chỉ lớp đó: các bit phần network của địa chỉ đi đến đâu thì số lượng bit 1

của subnet mask sẽ đi theo đến đó, còn lại các bit 0 của subnet mask sẽ ứng với cácbit phần host trong địa chỉ IP.

Các subnet mask chuẩn của các lớp địa chỉ:

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH TUYẾN

1.4 Giới thiệu về định tuyến

1.1.8 Khái niệm

Định tuyến (routing) là quá trình xác định tuyến đường đi tối ưu nhất để đi đến mộtđích đến nào đó trên mạng Bộ định tuyến (router) là thiết bị chuyên dụng đảmnhiệm công việc định tuyến

1.1.9 Metric

Metric là một tham số quan trọng trong tính toán định tuyến, giúp định lượng đượcmột đường đi có là tối ưu hay không Một đường đi đến đích sẽ được lựa chọn khi

sở hữu metric nhỏ nhất trong số nhiều đường đi đang xét

Việc tính toán metric cho đường đi sẽ thay đổi tương ứng với từng giao thức địnhtuyến khác nhau

1.1.10 Adminstrative Distance (AD)

Giá trị AD là một thông số dùng để so sánh và xem xét mức độ ưu tiên giữa các kỹthuật định tuyến với nhau Vì trong quá trình hoạt động một router sẽ học đượcnhiều tuyến đường đi khác nhau từ nhiều giao thức định tuyến khác nhau cho cùngmột đích đến, nên việc lựa chọn tuyến đường đi nào là tối ưu nhất sẽ rất cần thiết.Lúc này, việc chọn định tuyến theo giao thức nào chính nhờ vào giá trị AD của giaothức đó, giá trị này càng nhỏ càng tốt

1.1.11 Sự hội tụ

Các kết nối mạng không thể luôn luôn cố định, vấn đề sẽ phát sinh khi có các đườnglink bị lỗi mất kết nối cũng như những đường link mới có thể được thêm vào.Những thay đổi này sẽ dẫn đến quá trình router cập nhật và thay đổi thông tin địnhtuyến Quá trình này được gọi là sự hội tụ

Để đáp ứng được yêu cầu liên tục và sẵn sàng trong việc truyền dữ liệu thì quá trìnhhội tụ diễn ra càng nhanh càng tốt

1.1.12 AS

AS (Autonomous System) là tập hợp các router thuộc sở hữu của một doanh nghiệp,cùng chịu chung sự quản lý về kỹ thuật cũng như chính sách định tuyến và được tổchức IANA cấp phát cho một giá trị định danh gọi là ASN (Autonomous SystemNumber) Các AS thường là các ISP hoặc các doanh nghiệp có nhiều đường điInternet

Khái niệm AS là yếu tố chính trong việc phân loại giữa giao thức định tuyến ngoạivùng và giao thức định tuyến nội vùng

1.5 Phân loại các kỹ thuật định tuyến

1.1.13 Định tuyến tĩnh

Đây là phương pháp cơ bản và đơn giản nhất, được người quản trị tự tay cấu hìnhvào bảng định tuyến Thông tin về mạng đích đến cũng như đường đi của dữ liệu(next hop hay output interface) được chỉ rõ thông qua việc cấu hình

1.1.14 Định tuyến động

Các router sẽ chạy các giao thức định tuyến để có thể tự tương tác trao đổi thông tinvới nhau và tính toán xác định đường đi nào là tối ưu nhất Router sẽ có khả năngnhận biết mọi thay đổi trên mạng dẫn đến việc router sẽ cập nhật sự thay đổi đó dẫnđến việc thay đổi thông tin định tuyến Hay nói cách khác khi chạy các giao thứcđịnh tuyến động các router sẽ có khả năng hội tụ

Các giao thức định tuyến động sẽ được phân loại thành hai nhóm:

- Giao thức định tuyến nội vùng (IGP): là giao thức định tuyến chạy giữa cácrouter thuộc cùng một AS Tiêu biểu là các giao thức RIP, OSPF, EIGRP

- Giao thức định tuyến ngoại vùng (EGP): là giao thức định tuyến chạy trongmôi trường rộng lớn giữa các router thuộc về các AS khác nhau Có thể thấyrằng loại giao thức này sẽ thường được dùng cho mạng Internet quy mô toàncầu Tiêu biểu có thể kể đến giao thức BGP

Hình 2-1: Các phương pháp định tuyến [1]

1.6 Giao thức BGP

BGP là giao thức kiểu path – vector Khi BGP chạy trên các hệ AS khác nhau thì sẽ

có tên gọi là EBGP, và ngược lại khi chạy trong cùng một hệ AS thì có tên gọi là

IBGP EBGP có giá trị AD là 20 và IBGP có giá trị AD là 200 BGP sử dụng TCPport 179.

Các router sử dụng BGP kết nối với nhau theo từng cặp (perering) Router chỉ cóthể chạy một BGP tại một thời điểm Khi hai router thiết lập kết nối với nhau lầnđầu, chúng sẽ trao đổi toàn bộ thông tin định tuyến và từ đó về sau chỉ trao đổi khi

có sự thay đổi hoặc cập nhật mới xảy ra

BGP không dựa vào một tham số metric nhất định mà sẽ xem xét danh sách các ASđến một đích cho một đường đi

Hai router sẽ trao đổi các thông điệp BGP qua kết nối TCP đã được thiết lập, có 4loại thông điệp:

- Open: thông điệp đầu tiên được gửi trên kết nối khi cả hai router đều đã đượccấu hình, để xác nhận thông tin và cố gắng kết nối với láng giềng

- Update: thông điệp trao đổi các thông tin định tuyến

- Notification: thông điệp gửi đến láng giềng sẽ chấm dứt phiên kết nối BGP

- Keepalive: thông điệp dùng để trả lời thông điệp open khi chấp nhận kết nối

và cũng có vai trò duy trì phiên làm việc giữa các peer Được gửi định kỳmỗi 60s

CHƯƠNG 3 CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN NỘI VÙNG

1.7 Giao thức RIP

1.1.15 Các đặc điểm cơ bản

RIP là giao thức dạng distance – vector, sử dụng thuật toán Bellman – Ford

Không chạy trực tiếp trên nền IP như OSPF và EIGRP, các gói tin RIP được đónggói vào các datagram UDP, có source port và destination port là 520 RIP có giá trị

Hình 3-1: Distance – vector routing [Internet]

1.1.16 Các timer và phương thức hoạt động của các timer

Invalid timer: 180 giây, là khoảng thời gian để router đánh dấu một subnet invalid Update timer: 30 giây, là khoảng thời gian định kỳ mà các router gửi ra các cổngchạy RIP bản tin cập nhật định tuyến

Flush timer: 240 giây, là khoảng thời gian để router xóa hẳn một subnet khỏi bảngđịnh tuyến nếu nó không được cập nhật lại trong suốt khoảng thời gian này

Tổng hợp hoạt động của các timer: một route cho một subnet khi đã được cập nhậtthì sẽ xuất hiện trong bảng định tuyến của router và cứ mỗi 30 giây (update timer)phải được cập nhật lại một lần từ các router láng giềng Sau 180 giây (invalid timer)

mà subnet đó vẫn không được cập nhật lại thì router sẽ đánh dấu route đến subnetnày là invalid, tuy nhiên route đến subnet này vẫn chưa bị xóa khỏi bảng địnhtuyến Sau khi bị đánh dấu invalid, route vẫn còn được giữ trong bảng định tuyếnthêm 60 giây (đủ 240 giây của flush timer) rồi mới bị xóa hẳn khỏi bảng định tuyến.Holdown timer: được sử dụng khi các quy tắc chống loop cụ thể của RIP được ápdụng Hoạt động của holdown timer là sau khi router nhận được poisoned route,holdown timer sẽ được router khởi động cho route này Trước khi timer này kếtthúc, router sẽ không chấp nhận bất cứ thông tin định tuyến nào khác ngoại trừthông tin đến từ chính láng giềng đã cập nhật route này đầu tiên Giá trị mặc địnhholdown timer là 180s

1.1.17 Các quy tắc chống loop

Route – poisoning: router sẽ gửi đi một bản tin cập nhật về một subnet có metric =

16 cho các láng giềng khi subnet này kết nối trực tiếp với router và chuyển sangtrạng thái down

Poison – reverse: router sẽ phản hồi ngay lập tức cho láng giềng một bản tin cậpnhật về một subnet với metric = 16 khi nhận được bản tin update có subnet đó trongtrạng thái down (metric = 16)

Split – horizon: router sẽ không gửi ngược lại cập nhật định tuyến cho một subnetnào đó về phía cổng mà nó đã nhận được cập nhật này

Trigger – update: Bản tin Route – poisoning và Poison – reverse phải được phát đingay lập tức mà không cần chờ tới thời hạn cập nhật định kỳ

1.1.18 Các phiên bản của RIP

Giao thức RIP hiện có hai phiên bản là RIP version 1 và RIP version 2, tuy chúnggiống nhau về cách thức hoạt động như đã mô tả ở trên nhưng vẫn tồn tại một vài sựkhác biệt dẫn đến sự phổ biến cũng khác nhau

- Gửi các bản tin cập nhật theo địa chỉ broadcast 255.255.255.255

- Không hỗ trợ xác thực trong định tuyến

Đánh giá: RIPv1 là giao thức classful tồn tại nhiều điểm hạn chế cũng như không hỗtrợ xác thực định tuyến nên sẽ ít được sử dụng, từ đó dẫn đến việc RIPv2 sẽ phổbiến hơn khi cần chạy tiến trình RIP cho một hệ thống

1.1.19 Định dạng gói tin RIPv1

Hình 3-2: RIPv1 header format [Internet]

Command (1 byte): trường cho biết gói tin là thông điệp yêu cầu (request) khi cógiá trị là 1 hay là thông điệp trả lời (response) khi có giá trị là 2 Trường này có thểchứa các giá trị từ 1 đến 5, nhưng chủ yếu vẫn là 1 và 2

Version (1 byte): trường cho biết phiên bản của tiến trình RIP đang chạy, và đối vớiRIPv1 sẽ mang giá trị 1

Từ address family đến metric được tính là 1 route entry (20 byte), và có thể xuấthiện tối đa 25 route entry trong một gói tin RIP

Address family identifier (2 byte): cho biết loại địa chỉ được chỉ định nhập trongroute entry, mang giá trị là 2 đối với IP, mang giá trị 0 khi yêu cầu toàn bộ thông tinđịnh tuyến từ láng giềng Vì định dạng gói tin của RIP được thiết kế cho phép mangthông tin định tuyến của một số giao thức khác nên cần phải có address familyidentifier

IP address (4 byte): địa chỉ IP của tuyến đường đang được quảng bá

Metric (4 byte): có các giá trị từ 1 đến 16

Các trường unused (must be zero): không được sử dụng và được thiết lập là các bit0

1.1.20 Định dạng gói tin RIPv2

Hình 3-3: RIPv2 header format [Internet]

Các trường command, unused, address family identifier và metric tương tự vớiRIPv1 đã được trình bày ở trên

Version: sẽ có giá trị là 2 đối với RIPv2

Route tag: trường dùng để mang thông tin gán cho các tuyến đường nhận được từbên ngoài (từ nội vùng khác hoặc từ ngoại vùng)

Subnet mask: subnet mask của địa chỉ IP quảng bá

Next hop: xác định next hop tốt nhất của một tuyến đường, điểm đến kế tiếp trêntuyến đường đến đích của gói tin

1.8 Giao thức OSPF

1.1.21 Các đặc điểm cơ bản

OSPF là giao thức dạng link state, sử dụng thuật toán Dijkstra

OSPF chạy trực tiếp trên nền tảng IP nên có protocol – id trong IP header là 89 Giátrị AD của OSPF là 110

Metric: được tính theo bandwitdth trên cổng chạy giao thức OSPF Metric củaOSPF còn được gọi là cost

Hoạt động: mỗi router khi chạy OSPF sẽ gửi các bản tin trạng thái đường link(LSA) của nó cho các router trong cùng một vùng hoạt động Sau một thời gian trao

đổi thông tin, bảng cơ sở dữ liệu trạng thái đường link (LSDB) sẽ được đồng nhấtbởi các router và các router đều nắm được sơ đồ mạng kết nối của vùng hoạt động.Sau đó các router sẽ chạy giải thuật Dijkstra, thực hiện tính toán để tạo ra một câyđường đi ngắn nhất rồi dựa vào kết quả này để xây dựng bảng định tuyến.

OSPF là giao thức chuẩn quốc tế và nó có hai phiên bản, một là OSPFv2 dành choIPv4 được định nghĩa trong RFC 2328, phiên bản còn lại là OSPFv3 dành cho IPv6được định nghĩa trong RFC 5340

id Ngoài ra sẽ ưu tiên chọn địa chỉ IP của loopback

1.1.23 Thiết lập quan hệ láng giềng

Sau khi các router chọn xong các giá trị router – id cho mình, nó sẽ gửi ra khỏi cáccổng chạy OSPF của mình các gói tin hello nhằm mục đích tìm kiếm, tạo lập và duytrì những mối quan hệ láng giềng với các router đang kết nối trực tiếp với bản thân.Mặc định mỗi 10s gói tin hello sẽ được gửi đi 1 lần theo địa chỉ 224.0.0.5, đây là địachỉ multicast riêng của OSPF

Các trạng thái kết nối giũa router OSPF với các láng giềng:

- Down: không có gói tin hello nào nhận được từ láng giềng

- Init: nhận được gói tin hello từ láng giềng

- 2 – way: nhận được gói tin hello và thỏa mãn các thông số cơ bản

- ExStart: qua việc trao đổi các gói tin Database Description (DD), mối quan

hệ master/slave được thành lập

- Exchange: trao đổi thông tin định tuyến qua các gói tin DD

- Loading: gửi gói tin link state request để yêu cầu cho các LSA mới

- Full: tất cả các LSA được đồng bộ

Khi 2 router kết nối trực tiếp với nhau, có nhiều thông tin được trao đổi thông quacác gói tin hello Nhưng có 5 loại thông tin bắt buộc phải trùng khớp với nhau giữa

2 router để quan hệ láng giềng có thể thiết lập giữa chúng, đó là:

- Area – id:

+ Trong OSPF chỉ có khái niệm link của router thuộc về vùng nào đó vìvậy giá trị area – id chỉ được gán cho link của router Router có tất cảcác link đều được gán vào một vùng thì sẽ thuộc hẳn về vùng đó,được gọi là Internal router Còn router có các link thuộc về nhiềuvùng khác nhau được gọi là ABR (Area Border Router)

+ Các router chạy OSPF được chia thành nhiều vùng (area), area – id làgiá trị định danh cho một vùng Khi kết nối với nhau qua một link, 2router phải thống nhất với nhau về area – id của link mới có thể thiếtlập được quan hệ láng giềng thông qua link này

+ Ngoài ra khi được chia thành nhiều vùng chạy OSPF thì phải tồn tạimột vùng mang số hiệu 0 (area 0) hay còn gọi là Backbone Area, vàcác area đều phải có kết nối đến vùng area 0 này

Hình 3-4: Area – id [1]

- Hai địa chỉ IP trên hai cổng kết nối phải thuộc cùng subnet: ngoài việc cùngsubnet, một số trường hợp còn bắt buộc hai địa chỉ IP còn phải cùng cảsubnet – mask mới có thể thiết lập quan hệ láng giềng

- Hello timer và dead timer (hello interval và router dead interval):