Tìm hiểu về giao thức định tuyến EIGRP trong Router của CISCO

Tài liệu tham khảo chuyên ngành viễn thông Tìm hiểu về giao thức định tuyến EIGRP trong Router của CISCO

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của Internet cũng đồng nghĩa với việc tăng trưởng về quy mô vàcông nghệ nhiều loại mạng LAN, WAN … Và đặc biệt là lưu lượng thông tin trênmạng tăng đáng kể Chính điều đó đã làm cho vấn đề chia sẻ thông tin trên mạng hay

là vấn đề định tuyến trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Trong việc thiết kế mạng vàlựa chọn giao thức định tuyến sao cho phù hợp với chi phí, tài nguyên của tổ chức làđặc biệt quan trọng

Internet phát triển càng mạnh, lượng người truy nhập càng tăng yêu cầu địnhtuyến càng phải tin cậy, tốc độ chuyển mạch nhanh và không gây ra lặp trên mạng.Hơn nữa khi nhiều tổ chức tham gia vào mạng thì nhiều giao thức được đưa vào sửdụng dẫn đến sự phức tạp về định tuyến cũng gia tăng, và số lượng các giao thức đểphục vụ cho việc định tuyến cũng có rất nhiều Việc hiểu biết và thiết kế các mạngthông tin cỡ lớn có sử dụng các thiết bị định tuyến đang trở thành một nhu cầu vôcùng cấp thiết trong thực tế Nó đòi hỏi người thiết kế mạng phải có sự hiểu biết sâu

về giao thức sẽ sử dụng cho việc thiết kế mạng cũng như các loại giao thức địnhtuyến khác

Hiện nay CISCO là một trong những nhà cung cấp các thiết bị mạng hàng đầutrên thế giới Ở Việt Nam các thiết bị này đang được sử dụng ngày càng rộng rãitrong hệ thống mạng Internet, trong các mô hình mạng của các công ty, tổ chức,doanh nghiệp Ngoài ra đó cũng là một trong những chuẩn thiết bị được sử dụng choviệc đào tạo các khóa học về mạng ở nước ta CISCO cũng đưa ra các chứng chỉnhằm đánh giá năng lực của các cá nhân muốn theo học các khóa đạo tào để trở thànhchuyên viên mạng

Giao thức định tuyến EIGRP được CISCO phát triển độc quyền dựa trên giaothức định tuyến IGRP nhằm nâng cao tính hiệu quả cho quá trình định tuyến trongcác router của họ Năm 1994, CISCO đã thành công trong việc cải tiến giao thức địnhtuyến IGRP (là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách) vốn chưa linh hoạttrong việc định tuyến, các router định tuyến theo vector khoảng cách không biết đượcđường đi một cách cụ thể, không biết về các router trung gian trên đường đi và cấutrúc kết nối của chúng ra sao Chính vì vậy, với các mạng nhỏ thì IGRP tỏ ra linh hoạttrong khi gặp những mạng có mô hình mạng lớn thì việc định tuyến của IGRP trở nênkhó khăn Nhận biết được điều này, CISCO phát triển IGRP lên thành EIGRP và vẫn

sử dụng thuật toán định tuyến theo vectơ khoảng cách nhưng khi cập nhật và bảo trìthông tin láng giềng và thông tin định tuyến thì nó làm việc giống như một giao thứcđịnh tuyến theo trạng thái đường liên kết Do sở hữu tới tận hai thuật toán định tuyếncho nên EIGRP còn được gọi là giao thức định tuyến ghép lai.

Trong giới hạn của khóa luận tốt nghiệp em xin được giới thiệu qua một vàigiao thức định tuyến hiện nay đang được sử dụng và tập trung đi sâu nói về giao thứcđịnh tuyến EIGRP với tên đề tài “ Tìm hiểu về giao thức định tuyến EIGRP trong Router của CISCO ” Nội dung của khóa luận được chia làm ba chương :

Chương 1 : Giới thiệu về các giao thức định tuyến

Chương 2 : Giao thức định tuyến EIGRP

Chương 3 : Cấu hình router EIGRP

Vì khả năng chưa cho phép nên việc cấu hình giao thức trên các Router thật củaCISCO chưa thực hiện được, thay vào đó em đã mô phỏng câu lệnh của EIGRP trên

trình mô phỏng Packettracer - là một phần mềm của CISCO Kiến thức về định tuyến

quả thực rất rộng lớn, điều kiện thời gian cũng như kiến thức có hạn, nghiên cứu chủyếu dựa trên lý thuyết nên đề tài còn sơ sài và còn nhiều thiếu sót Em rất mong cácthầy cô và các bạn góp ý thêm để em có thể hoàn thành tốt khóa luận này

Nhân đây, em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể thầy cô giáo trường

ĐH Công Nghệ đã giúp đỡ em trong suốt 4 năm học đại học tại trường, cảm ơn các

thầy cô trong bộ môn Hệ thống viễn thông và đặc biệt là ThS.Trần Quang Đạt đã

trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo nhiệt tình để em có thể thực hiện tốt khóaluận này

Hà Nội, tháng 5/2008

CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

Chương này sẽ giới thiệu qua về một số giao thức định tuyến cơ bản nhằm giúpchúng ta có được một cái nhìn tổng quan về các giao thức định tuyến

Nội dung của chương sẽ giải quyết được một số vấn đề sau:

 Hiểu được khái niệm về định tuyến (routing).

 Phân biệt định tuyến động, định tuyến tĩnh Lý giải vì sao định tuyến động lại chiếm ưu thế trong việc định tuyến hiện nay.

 Phân biệt được thế nào là định tuyến theo vectơ khoảng cách

(distance vector) thế nào là định tuyến theo trạng thái đường liên kết (link-state).

1.1 KHÁI NIỆM VỀ GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

Trong việc nối mạng máy tính thì thuật ngữ định tuyến (routing) là chỉ sự chọn

lựa đường đi trên một mạng máy tính để gửi dữ liệu

Định tuyến chỉ ra hướng, sự di chuyển của các gói dữ liệu được đánh địa chỉ từnguồn của chúng, hướng đến đích cuối thông qua các nút trung gian, thiết bị phần

cứng chuyên dùng được gọi là router (bộ định tuyến) Tiến trình định tuyến thường

chỉ hướng đi dựa vào bảng định tuyến, đó là bảng chứa những lộ trình tốt nhất đếncác đích khác nhau trên mạng Vì vậy việc xây dựng bảng định tuyến, được tổ chứctrong bộ nhớ của router trở nên vô cùng quan trọng cho việc định tuyến hiệu quả

Định tuyến khác với bắc cầu (bridging) ở chỗ trong nhiệm vụ của nó thì các cấu

trúc địa chỉ gợi nên sự gần gũi của các địa chỉ tương tự trong mạng, qua đó cho phépnhập liệu một bảng định tuyến đơn để mô tả lộ trình đến một nhóm các địa chỉ Vìthế, định tuyến làm việc tốt hơn bắc cầu trong những mạng lớn, và nó trở thành dạngchiếm ưu thế của việc tìm đường trên mạng Internet

Các mạng nhỏ có thể có các bảng định tuyến được cấu hình thủ công, cònnhững mạng lớn hơn có cấu trúc mạng phức tạp và thay đổi liên tục thì xây dựng thủcông các bảng định tuyến là vô cùng khó khăn Tuy nhiên, hầu hết mạng điện thoạichuyển mạch chung (PSTN) sử dụng bảng định tuyến được tính toán trước, vớinhững tuyến dự trữ nếu các lộ trình trực tiếp đều bị nghẽn Định tuyến động cố gắnggiải quyết vấn đề tắc nghẽn bằng việc xây dựng bảng định tuyến một cách tự động,

dựa vào những thông tin được giao thức định tuyến cung cấp, và cho phép mạng hànhđộng gần như tự trị trong việc ngăn chặn mạng bị lỗi và nghẽn.

Những mạng trong đó các gói thông tin được vận chuyển, ví dụ như Internet,chia dữ liệu thành các gói, rồi dán nhãn với các đích đến cụ thể và mỗi gói được lập

lộ trình riêng biệt Các mạng xoay vòng, như mạng điện thoại cũng thực hiện địnhtuyến để tìm đường cho các vòng (ví dụ như cuộc gọi điện thoại) để chúng có thể gửilượng dữ liệu lớn mà không phải tiếp tục lặp lại địa chỉ đích

Định tuyến IP truyền thống vẫn còn tương đối đơn giản vì nó dùng cách định

tuyến bước kế tiếp (next-hop routing), router chỉ xem xét nó sẽ gửi gói thông tin đến

đâu, và không quan tâm đường đi sau đó của gói trên những bước truyền còn lại Tuynhiên, những chiến lược định tuyến phức tạp hơn có thể được, và thường được dùngtrong những hệ thống như MPLS, ATM hay Frame Relay, những hệ thống này đôikhi được sử dụng như công nghệ bên dưới để hỗ trợ cho mạng IP

1.2 PHÂN LOẠI GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN

1.2.1 ĐỊNH TUYẾN TĨNH

Đối với định tuyến tĩnh, các thông tin về đường đi phải do người quản trị mạngnhập cho router Khi cấu trúc mạng có bất kỳ thay đổi nào thì chính người quản trịmạng phải xóa hoặc thêm các thông tin về đường đi cho router Những loại đường đinhư vậy gọi là đường đi cố định

Đối với hệ thống mạng lớn thì công việc bảo trì bảng định tuyến cho router nhưtrên tốn rất nhiều thời gian Còn đối với hệ thống mạng nhỏ, ít có thay đổi thì côngviệc này đỡ mất thời gian hơn Chính vì định tuyến tĩnh đòi hỏi người quản trị mạngphải cấu hình mọi thông tin về đường đi cho router nên nó không có được tính linhhoạt như định tuyến động Trong những hệ thống mạng lớn, định tuyến tĩnh thườngđược sử dụng kết hợp với giao thức định tuyến động cho một số mục đích đặc biệt.Đối với các mạng LAN không có những thiết bị định tuyến chuyên dụng thìviệc định tuyến tĩnh là bắt buộc Những mạng này thường là những mạng cố định,không có thay đổi về mặt vật lý Khi thêm một thiết bị như máy tính vào mạng thìngười quản trị trực tiếp cấu hình trên máy tính đó sao cho phù hợp với các thiết bịkhác

1.2.2 ĐỊNH TUYẾN ĐỘNG

Đối với định tuyến động thì Router sẽ tự động cập nhật bảng định tuyến từ cácrouter khác, chúng chia sẻ dữ liệu định tuyến với nhau và từ đó router sẽ tự động thayđổi thông tin của bảng định tuyến với việc lựa chọn ra đường đi tốt nhất tới mộtmạng Ưu điểm của định tuyến động là đơn giản trong việc cấu hình và tự động tìm ranhững tuyến đường thay thế nếu như mạng có sự thay đổi

Định tuyến động chiếm ưu thế trên Internet Tuy nhiên, việc cấu hình các giaothức định tuyến thường đòi hỏi nhiều kinh nghiệm, chúng ta không nên nghĩ rằng kỹthuật nối mạng đã phát triển đến mức hoàn toàn tự động cho việc định tuyến

Định tuyến động được chia ra làm hai loại chính sau :

 Giao thức định tuyến cổng nội (IGP)

 Giao thức định tuyến cổng ngoại (EGP)

 Giao thức định tuyến cổng nội : Được sử dụng để định tuyếntrong phạm vi một hệ tự trị (AS) Giao thức này được chia làm 2 loại :

 Định tuyến theo vector khoảng cách (Distance Vector)bao gồm : RIP, RIPv2, IGRP

 Định tuyến theo trạng thái đường liên kết (Link State) baogồm : OSPF, IS-IS

 Giao thức định tuyến cổng ngoại (EGP) bao gồm : BGPNgoài ra các giao thức định tuyến còn chia theo các loại hỗ trợ định tuyến IP:Classfull, classless, IPv6

 Classfull: RIP, IGRP, EGP

 Classless: RIPv2, EIGRP, OSPF, IS-IS, BGPv4

 IPv6: RIPng, EIGRP for IPv6, OSPFv3, IS-IS forIPv6, BGPv4 for IPv6

Hình 1 : Phân loại các giao thức định tuyến động

Trong giao thức định tuyến cổng nội (IGP) có 2 loại là định tuyến theo vectorkhoảng cách và định tuyến theo trạng thái đường liên kết Cả 2 loại giao thức này đềuthực hiện định tuyến trong phạm vi một hệ tự trị Chúng sử dụng 2 phương pháp khácnhau để thực hiện cùng một nhiệm vụ

1.2.2.1 ĐỊNH TUYẾN THEO VECTƠ KHOẢNG CÁCH

Thuật toán vector khoảng cách so sánh chính xác các đường nhằm tìm ra conđường tốt nhất tới bất kỳ địa chỉ đích đã cho nào Thuật toán cung cấp thông tin cụthể về cấu trúc đường đi trong mạng và hoàn toàn không nhận biết về các router trênđường đi

Các router theo vector khoảng cách thực hiện gửi toàn bộ hoặc một phần cácbảng định tuyến của mình và chỉ gửi cho các router kết nối trực tiếp với mình Vìthông tin trên bảng định tuyến rất ngắn gọn, chỉ cho biết tương ứng với một mạngđích là cổng nào trên router, router kế tiếp có địa chỉ IP là bao nhiêu, thông số địnhtuyến của con đường này là bao nhiêu Do đó, các router định tuyến theo vectorkhoảng cách không biết được đường đi một cách cụ thể, không biết về các routertrung gian trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng

Các router định tuyến theo vector khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin địnhtuyến theo định kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền Khi có sự cố thay đổi xảy

ra, router nào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mìnhtrước rồi chuyển bảng định tuyến cập nhật cho router láng giềng Router láng giềngnhận được thông tin mới, cập nhật vào bảng định tuyến đã được cập nhật cho cácrouter láng giềng kế tiếp Quá trình cập nhật cứ lần lượt như vậy ra toàn bộ hệ thống

Do đó thời gian hội tụ chậm

Giao thức thông tin định tuyến (RIP) là một trong những giao thức lâu đời nhấttrong các giao thức định tuyến RIP cũng là một trong các giao thức không rõ ràng, vì

có rất nhiều giao thức định tuyến giống như RIP đang phát triển, một vài trong số đóđược sử dụng cùng tên RIP và vô số các giao thức giống như RIP đều dựa trên cùngmột bộ thuật toán là sử dụng vectơ khoảng cách để so sánh chính xác các đườngnhằm tìm ra con đường tốt nhất tới bất kỳ địa chỉ đích đã cho nào Các thuật toán nàyxuất hiện từ các nghiên cứu khoa học trước năm 1957

1.2.2.2 ĐỊNH TUYẾN THEO TRẠNG THÁI ĐƯỜNG LIÊN KẾT

Thuật toán định tuyến trạng thái theo đường liên kết, hay còn gọi là thuật toánchọn đường ngắn nhất (SPF), thuật toán này đôi khi còn được gọi là thuật toánDijkstra (đặt theo tên gọi của người đã phát minh ra thuật toán) Thuật toán lưu giữmột cơ sở dữ liệu phức tạp các thông tin về cấu trúc hệ thống mạng và có đầy đủthông tin về các router trên đường đi và cấu trúc kết nối của chúng

Giao thức định tuyến OSPF là một trong những giao thức định tuyến sử dụngthuật toán này OSPF có nhiều những ưu điểm mà các giao thức định tuyến trước đónhư RIP hay IGRP sử dụng định tuyến theo vectơ khoảng cách không có được Vìvậy mà OSPF có cơ chế hoạt động trái ngược hoàn toàn với RIP và IGRP

Giao thức này phát các thông tin về đường đi cho mọi router để các router trongmạng đều có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc hệ thống mạng Hoạt động cập nhật chỉ đượcthực hiện khi có sự kiện thay đổi, không cập nhật định kỳ, do đó băng thông được sửdụng hiệu quả hơn và mạng hội tụ nhanh hơn Ngay khi có sự thay đổi trạng thái liênkết, thông tin lập tức được phát ra cho tất cả các router trong mạng

Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết thu thập thông tin vềđường đi từ tất cả các router khác trong cùng hệ thống mạng hay trong cùng mộtvùng đã được xác định Khi tất cả các thông tin đã được thu thập đầy đủ thì sau

đó mỗi router sẽ tự tính toán để chọn ra đường đi tốt nhất cho nó đến các mạngđích trong hệ thống Như vậy mỗi router có một cái nhìn riêng và đầy đủ về hệthống mạng khi đó chúng sẽ không còn truyền đi các thông tin sai lệch mà chúng nhậnđược từ các router láng giềng.

Sau đây là các ưu điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết :

 Sử dụng chi phí làm thông số định tuyến để chọn đường đi trong mạng.Thông số chi phí này có thể phản ánh được dung lượng của đường truyền

 Thực hiện cập nhật khi có sự kiện xảy ra, phát các gói quảng cáo trạng tháiđường liên kết (LSAs) ra cho mọi router trong hệ thống mạng Điều nàygiúp cho thời gian hội tụ nhanh hơn

 Mỗi router có một sơ đồ đầy đủ và đồng bộ về toàn bộ cấu trúc hệ thốngmạng Do đó chúng rất khó bị lặp vòng

 Router sử dụng thông tin mới nhất để quyết định chọn đường đi

 Cần thiết kế hệ thống mạng một cách cẩn thận để cơ sở dữ liệu về trạngthái các đường liên kết có thể được thu nhỏ lại, nhờ đó chúng ta có thể tiếtkiệm được các tính toán Dijkstra và hội tụ nhanh hơn

 Mọi router sử dụng sơ đồ cấu trúc mạng của riêng nó để chọn đường Đặctính này sẽ giúp chúng ta khi cần xử lý sự cố

 Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗ trợ CIDR vàVLSM

Các nhược điểm của giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết:

 Chúng đòi hỏi nhiều dung lượng bộ nhớ và năng lực xử lý cao hơn so vớigiao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách Do đó chúng khá đắt tiền đốivới các tổ chức nhỏ, chi phí hạn hẹp và thiết bị cũ

 Chúng đòi hỏi hệ thống mạng phải được thiết kế theo mô hình phân cấp, hệthống mạng được chia ra thành nhiều cấp mạng nhỏ để làm giảm bớt độlớn và độ phức tạp của cơ sở dữ liệu về cấu trúc hệ thống mạng

 Chúng đòi hỏi nhà quản trị mạng phải nắm vững giao thức

 Trong suốt quá trình khởi động, các router thu thập thông tin về cấu trúc hệthống mạng để xây dựng cơ sở dữ liệu, chúng phát các gói LSA ra trên

toàn bộ mạng Do đó tiến trình này có thể làm giảm dung lượng đườngtruyền dành cho dữ liệu khác.

Bảng1 : Phân biệt giữa Distance Vector và Link- State

-Copy bảng định tuyến cho router láng giềng

-Chỉ cập nhật khi có sự kiện xảy ra

-Gửi gói thông tin về trạng thái các đường liên kết cho tất cả các router trong mạng

-Mỗi router có cái nhìn đầy đủ về cấu trúc

1.2.3 SO SÁNH VÀ PHÂN BIỆT ĐỊNH TUYẾN THEO VECTƠ KHOẢNG CÁCH

VÀ TRẠNG THÁI ĐƯỜNG LIÊN KẾT

Các router theo vectơ khoảng cách thực hiện gửi toàn bộ bảng định tuyến củamình và chỉ gửi cho các router kết nối trực tiếp với mình Thông tin trên bảng địnhtuyến rất ngắn gọn, chỉ cho biết tương ứng với một mạng đích là cổng nào của router

đó, router kế tiếp có địa chỉ IP là gì, thông số định tuyến của con đường này là baonhiêu Do đó, các router định tuyến theo vectơ khoảng cách không biết được đường

đi một cách cụ thể nên không biết về các router trung gian trên đường đi và cấu trúckết nối giữa chúng Hơn nữa, bảng định tuyến là kết quả chọn đường tốt nhất của mỗirouter Do đó, khi chúng trao đổi bảng định tuyến với nhau, các router chọn đườngdựa trên kết quả đã chọn của router láng giềng Mỗi router nhìn hệ thống mạng theo

sự chi phối của các router láng giềng

Các router theo vectơ khoảng cách thực hiện cập nhật thông tin định tuyến theochu kỳ nên tốn nhiều băng thông đường truyền Khi có sự thay đổi xảy ra, các routernào nhận biết sự thay đổi đầu tiên sẽ cập nhật bảng định tuyến của mình trước rồichuyển bảng định tuyến đó cập nhật cho các router láng giềng Các router láng giềngnhận được thông tin mới, cập nhật vào bảng định tuyến đã được cập nhật cho cácrouter láng giềng kế tiếp Quá trình cập nhật cứ lần lượt như vậy ra toàn bộ hệ thống

Do đó thời gian hội tụ chậm

Bây giờ ta xét đến giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Khi bắtđầu hoạt động, mỗi router sẽ gửi thông tin cho biết nó có bao nhiêu kết nối và trạngthái của mỗi đường kết nối như thế nào, và nó gửi cho mọi router khác trong mạngbằng địa chỉ nhóm (multicast) Do đó, mỗi router đều nhận được từ tất cả các routerkhác thông tin về các kết nối của chúng Kết quả là mỗi router sẽ có đầy đủ thông tin

để xây dựng một cơ sở dữ liệu về trạng thái các đường liên kết, hay còn gọi là cơ sở

dữ liệu về cấu trúc mạng Như vậy, mỗi router đều có một cái nhìn đầy đủ và cụ thể

về cấu trúc của hệ thống mạng Từ đó, mỗi router tự tính toán để chọn đường đi tốtnhất đến từng mạng đích

Khi các router định tuyến theo trạng thái đường liên kết đã hội tụ xong khôngthực hiện cập nhật định kỳ Chỉ khi nào có sự thay đổi thì thông tin về sự thay đổi đóđược truyền đi cho tất cả các router trong mạng Do đó thời gian hội tụ nhanh và íttốn băng thông hơn

Ta thấy ưu điểm nổi trội của định tuyến theo trạng thái đường liên kết so vớiđịnh tuyến theo vectơ khoảng cách là thời gian hội tụ nhanh hơn và tiết kiệm băngthông đường truyền hơn Giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết có hỗtrợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ (CIDR) và kỹ thuật VLSM Do đó,chúng là một lựa chọn tốt cho mạng lớn và phức tạp Thực chất giao thức định tuyếntheo trạng thái đường liên kết thực hiện định tuyến tốt hơn so với giao thức địnhtuyến theo vectơ khoảng cách ở mọi kích cỡ mạng Tuy nhiên, giao thức định tuyếntheo trạng thái đường liên kết không được triển khai ở mọi hệ thống mạng vì chúngđòi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn và năng lực xử lý mạnh hơn, do đó có thể gây quá tảicho các thiết bị xử lý chậm Một nguyên nhân nữa làm cho chúng không được triểnkhai rộng rãi là do chúng là một giao thức thực sự phức tạp, đòi hỏi người quản trịmạng phải được đào tạo tốt mới có thể cấu hình đúng và vận hành được.

CHƯƠNG II : GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP

Đây là chương chính của khóa luận Nội dung của chương sẽ nói chi tiết hơn

về giao thức định tuyến EIGRP

Sau khi hoàn tất chương chúng ta sẽ nắm bắt được những vấn đề như :

 Mô tả sự khác nhau giữa EIGRP và IGRP

 Mô tả các khái niệm, kỹ thuật và cấu trúc dữ liệu của EIGRP

 Hiểu được quá trình hội tụ của EIGRP và các bước hoạt động cơ bản của thuật toán DUAL

 Hiểu được kỹ thuật VLSM, lược đồ địa chỉ CIDR

2.1 GIỚI THIỆU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN EIGRP.

Giao thức định tuyến EIGRP được viết tắt bởi cụm từ tiếng anh Enhanced

Interior Gateway Routing Protocol là một giao thức định tuyến độc quyền củaCisco được phát triển từ giao thức định tuyến IGRP

Giao thức EIGRP còn được gọi là giao thức ghép lai (hybrids) vì nó kết hợp các

ưu điểm của cả giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách và giao thức định tuyếntheo trạng thái đường liên kết

Không giống như IGRP là một giao thức định tuyến theo lớp địa chỉ, EIGRP có

hỗ trợ định tuyến liên miền không theo lớp địa chỉ (CIDR) và cho phép người thiết kếmạng tối ưu không gian sử dụng địa chỉ bằng kỹ thuật VLSM So với IGRP, EIGRP

có thời gian hội tụ nhanh hơn, khả năng mở rộng tốt hơn và khả năng chống vòng lặpcao hơn

Hơn nữa, EIGRP còn thay thế được cho giao thức Novell Routing InformationProtocol (Novell RIP) và Apple Talk Routing Table Maintenace Protocol (RTM) đểphục vụ hiệu quả cho cả hai mạng IPX và Aplle Talk

EIGRP là một giao thức định tuyến nâng cao dựa trên các đặc điểm của giaothức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Những ưu điểm tốt nhất của OSPFnhư thông tin cập nhật một phần, phát hiện router láng giềng đều được đưa vàoEIGRP Tuy nhiên, cấu hình EIGRP dễ hơn cấu hình OSPF

2.2 SO SÁNH EIGRP VÀ IGRP.

Cisco đưa ra giao thức EIGRP vào năm 1994 như là một phiên bản mới mởrộng và nâng cao hơn của giao thức IGRP Kỹ thuật vectơ khoảng cách trong IGRPvẫn được sử dụng cho EIGRP

EIGRP cải tiến các đặc tính của quá trình hội tụ, hoạt động hiệu quả hơn IGRP.Điều này cho phép chúng ta mở rộng, cải tiến cấu trúc trong khi vẫn giữ nguyênnhững gì đã xây dựng trong IGRP

Chúng ta sẽ tập trung so sánh EIGRP và IGRP trong các lĩnh vực sau:

 Tính tương thích

 Cách tính thông số định tuyến

 Số lượng hop

 Hoạt động phân phối thông tin tự động

 Đánh dấu đường đi

2.2.1 TÍNH TƯƠNG THÍCH

Vì EIGRP được xem như phiên bản nâng cấp của IGRP cho nên chúng hoàntoàn tương thích với nhau Router EIGRP không có ranh giới khi hoạt động chungvới router IGRP

Thông thường khi muốn sử dụng các router có sử dụng các giao thức định tuyếnkhác nhau thì cần phải thống nhất một số các đặc điểm nào đó để chúng có thể thựchiện định tuyến được cho nhau nhưng khi sử dụng router EIGRP và IGRP trên cùngmột mạng thì chúng ta không cần phải quan tâm tới những điều đó Do đó, đặc điểmnày rất quan trọng khi người sử dụng muốn tận dụng ưu điểm của cả hai giao thức.Tuy nhiên, router EIGRP có thể hỗ trợ nhiều loại giao thức khác nhau cònIGRP thì không do vậy khi thiết kế các mạng với các giao thức khác nhau cần chú ýtới vấn đề router IGRP có hỗ trợ giao thức đó không khi dùng cả hai router này trongcùng một mạng

2.2.2 CÁCH TÍNH THÔNG SỐ ĐỊNH TUYẾN

EIGRP và IGRP có cách tính thông số định tuyến khác nhau EIGRP tăng thông

số định tuyến của IGRP lên 256 lần vì EIGRP sử dụng thông số 32bit, còn IGRP sửdụng thông số 24 bit Bằng cách nhân lên hoặc chia đi 256 lần, EIGRP có thể dễ dàngchuyển đổi thông số định tuyến của IGRP

EIGRP và IGRP đều sử dụng công thức tính thông số định tuyến như sau:

Thông số định tuyến = [K1 * băng thông + (K2 * băng thông/ (256- độ tải) + (K3 * độ trễ))] * [K5/(độ tin cậy + K4)]

Mặc định : K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0.

Khi K4=K5=0 thì phần [K5/ (độ tin cậy +K4)] trong công thức không còn là một nhân tố khi tính thông số định tuyến nữa Do đó, công thức tính còn lại như sau : Thông số định tuyến = băng thông + độ trễ

IGRP và EIGRP sử dụng các biến đổi sau để tính toán thông số định tuyến :

Băng thông trong công thức trên áp dụng cho IGRP = 10 000 000/băng thông thực sự.

Băng thông trong công thức áp dụng cho EIGRP = (10 000 000 /băng thông thực sự) * 256

Độ trễ trong công thức trên áp dụng cho IGRP = độ trễ thực sự /10

Độ trễ trong công thức trên áp dụng cho EIGRP = (độ trễ thực sự /10) *256

2.2.3 SỐ LƯỢNG HOP

IGRP có số lượng hop tối đa là 255 EIGRP có số lượng hop tối đa là 224 Con

số này dư sức đáp ứng cho một mạng được thiết kế hợp lý lớn nhất

Số lượng hop trong mạng sử dụng giao thức EIGRP ít hơn trong mạng sử dụnggiao thức định tuyến IGRP là bởi vì giao thức EIGRP sử dụng thuật toán phức tạphơn trong giao thức IGRP IGRP định tuyến theo khoảng cách trong khi đó EIGRPđịnh tuyến theo cả vectơ khoảng cách lẫn trạng thái đường liên kết Do vậy, khả năngđịnh tuyến của EIGRP như vậy sẽ tốt hơn xong lại bị hạn chế số lượng hop cho hệthống Mặc dù vậy với số lượng 224 hop cũng là rất lớn cho bất cứ mạng nào đượcthiết kế hợp lý

2.2.4 HOẠT ĐỘNG PHÂN PHỐI THÔNG TIN TỰ ĐỘNG

Các giao thức định tuyến khác như OSPF và RIP để có thể thực hiện chia sẻthông tin định tuyến với nhau cần phải cấu hình nâng cao hơn Trong khi đó IGRP vàEIGRP có cùng số AS của hệ tự trị sẽ tự động phân phối và chia sẻ các thông tin vềđường đi mà EIGRP học được từ IGRP AS và ngược lại

Điều này cũng lý giải vì sao khi router sử dụng giao thức định tuyến IGRP vàEIGRP lại có thể hoạt động trong cùng một hệ tự trị mà không cần phải can thiệp vàophần cứng cũng như phần mềm của chúng Hay nói cách khác là chúng tương thíchnhau và hỗ trợ cho nhau

2.2.5 ĐÁNH DẤU ĐƯỜNG ĐI

EIGRP đánh dấu những đường mà nó học được từ IGRP hay từ bất kỳ nguồnnào khác là đường ngoại vi vì những đường này không xuất phát từ EIGRP router.IGRP thì không phân biệt đường ngoại vi và nội vi

Ví dụ như hình2, trong kết quả hiển thị của lệnh show ip route, đường EIGRP

được đánh dấu bằng chữ D, đường ngoại vi được đánh dấu bằng chữ EX RTA phânbiệt giữa mạng học đươc từ EIGRP (172.16.0.0) và mạng phân phối từ IGRP(192.168.1.0) Trong bảng định tuyến của RTC, giao thức IGRP không có sự phânbiệt này RTC chỉ nhận biết tất cả các đường đều là đường IGRP mặc dù 2 mạng10.1.1.0 và 172.16.0.0 là được phân phối từ EIGRP

Hình 2: EIGRP và IGRP có cùng số AS sẽ tự động phân phối

thông tin về đường đi giữa hai hệ tự trịvới nhau.

RTA# show ip route

C10.1.1.0 is directly connected , serial 0

D 172.16.1.0 [90/2681856] via 10.1.1.1 serial 0

D EX 192.168.1.0 [170/2681856] via 10.1.1.1, 0:00:04, serial 0

RTC# show ip route

C192.168.1.0 is directly connected, serial 0

I10.0.0.0 [100/10476] via 192.168.1.1, 00:00:04, serial 0

I172.16.0.0 [100/10476] via 192.168.1.1, 00:00:04, serial 0

Bảng dưới đây cho ta thấy sự khác nhau giữa EIGRP và một số giao thức địnhtuyến khác

Bảng 2 :Bảng so sánh EIGRP với IGRP và một số giao thức khác

Vectơ khoảng cách

Vectơ khoảng cách

Ghép lai(Hybrid)

Trạng tháiđường liên kết

Trạng thái đường liên kếtPhân lớp /

không phân

lớp

Hỗ trợ phân lớp

Không phân lớp

Hỗ trợ phân lớp

Không phân lớp

Không phân lớp

Không phân lớp

Địa chỉ nhóm (Multica

Phổ biến rông rãi (Broadcas

Địa chỉ nhóm (Multicast)

Địa chỉ nhóm (Multicast

CLNS

(Broadcast) 255.255.255.255

st) 224.0.0.9

t) 255.255.255.255

224.0.0.10 ) 224.0.06

Thời gian gửi

gói hello (Link

State)

5 giây(LAN)

15 holddown

60 giây(WAM)

189 holddown

10 giây (LAN)

30 giây (WAM)

30 giây(180 holddown)

90 giây (270 Holddown)

Khoảng cách

(metric)

Đếm hop/ tối

đa là 15

Đếm hop/ tối

đa là 15

Khoảng cách kết hợp (băngthông+ độtrễ) (tối đa

=255) mặc định

=128)

Khoảng cách kết hợp (băng thông+ độ trễ) (tối đa

=224) mặc định =128)

Chi phí 10^8/băngthông

Chi phí

Lặp Có Có Có Không Không Không

2.3 CÁC ĐẶC TÍNH VÀ ƯU ĐIỂM CỦA EIGRP

EIGRP là giao thức độc quyền của Cisco, nó kết hợp các ưu điểm của họ giaothức trạng thái đường liên kết và vectơ khoảng cách EIGRP hoạt động khác vớiIGRP Về bản chất EIGRP là một giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách nângcao nhưng khi cập nhật và bảo trì thông tin láng giềng và thông tin định tuyến thì nólàm việc giống như một giao thức định tuyến theo trạng thái đường liên kết Sau đây

là các ưu điểm của EIGRP so với giao thức định tuyến theo vectơ khoảng cách thôngthường:

2.3.1 HỘI TỤ NHANH (FAST CONVERGENCE)

Vì là các router EIGRP sử dụng thuật toán DUAL, thuật toán này bảo đảm hoạtđộng không bị lặp vòng khi tính toán đường đi, cho phép mọi router trong hệ thốngmạng thực hiện đồng bộ cùng lúc khi xảy ra sự cố Các router EIGRP lưu trữ tất cảcác láng giềng của nó trong một bảng cho nên nó có thể “thích ứng” rất nhanh với cácrouter khác Nếu tồn tại một tuyến không phù hợp, EIGRP sẽ yêu cầu các láng giềng

để học một tuyến mới Các yêu cầu này được truyền rộng khắp cho đến khi một tuyếnkhác được tìm ra

2.3.2 HỖ TRỢ GIAO THỨC VLSM VÀ CIDR

Không giống như IGRP, EIGRP là một giao thức không phân lớp (classlessprotocol) nên nó quảng bá cả subnetmask cho từng mạng đích, cấu trúc này cho phépEIGRP hỗ trợ các mạng con không liên tục và VLSM

Ngoài ra các router sử dụng giao thức EIGRP còn được giảm gánh nặng nhờ sửdụng phương pháp CIDR, CIDR cho phép một địa chỉ IP có thể đại diện cho hàngngàn địa chỉ khác có nhu cầu được phục vụ bởi các nhà cung cấp đường trục Internet(Internet backbone provider) Tất cả các gói tin gửi cho các địa chỉ đó sẽ được chuyểnđến cho nhà cung cấp dịch vụ ISP (Internet Service Provider)

2.3.3 HỖ TRỢ THAY ĐỔI MỘT PHẦN (PARTIAL UPDATE)

EIGRP không gởi các bản cập nhật một cách định kỳ, thay vào đó nó gởi cậpnhật một phần ngay khi trong mạng có sự thay đổi, các gói cập nhật chỉ chứa thôngtin về sự thay đổi Việc truyền các cập nhật cũng được giới hạn một cách tự động, chỉ

có các router cần thông tin (các router bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi) mới được cậpnhật Cách hoạt động này khác với các giao thức định tuyến theo trạng thái đườngliên kết, trong đó cập nhật được truyền tới tất cả các router trong một vùng Và điềunày cũng khiến cho EIGRP sử dụng băng thông một cách hiệu quả Thay vì gửi toàn

bộ bảng định tuyến thì nó chỉ gửi thông tin cập nhật một phần Nhờ vậy nó chỉ tốnmột lượng băng thông tối thiểu khi hệ thống mạng đã ổn định Chính vì vậy mà hoạtđộng cập nhật của EIGRP gọi là cập nhật giới hạn Thay vì hoạt động cập nhật theochu kỳ, các router EIGRP giữ liên lạc với nhau bằng các gói hello rất nhỏ Việc traođổi các gói hello theo định kỳ không chiếm nhiều băng thông đường truyền

2.3.4 HỖ TRỢ NHIỀU GIAO THỨC LỚP MẠNG

( Multiple network layer protocol support) : EIGRP hỗ trợ các giao thức IP,

IPX, AppleTalk thông qua việc sử dụng các module phụ thuộc giao thức dependent module) Mỗi một module đáp ứng các yêu cầu riêng cho từng giao thứclớp mạng

(protocol-Việc sử dụng các modules khác nhau cho từng giao thức lớp mạng nâng caohiệu quả làm việc độc lập cho từng giao thức lớp mạng, không những thế ta còn cóthể can thiệp vào các modules này mà không làm ảnh hưởng tới các modules khác

2.3.5 CÁC ĐẶC TÍNH KHÁC

Seamless connectivity across all datalink layer protocols and topologies (Kết

nối liền mạch qua tất cả các topo và giao thức lớp 2): Nếu giao thức OSPF dùng các

cấu hình khác cho lớp 2 như Ethernet và FrameRelay thì EIGRP không yêu cầu bất

cứ một cấu hình đặc biệt nào, nó hoạt động hiệu quả trong cả hai môi trường WAN

và LAN

Sophisticated metric (metric phức tạp): EIGRP sử dụng cùng một thuật toán với

IGRP trong việc tín toán metric, tuy nhiên metric EIGRP ở dạng 32 bit (metric IGRP

là 24 bit) EIGRP hỗ trợ cân bằng tải (load-balancing) trong cả hai trường hợp metric

bằng nhau và không bằng nhau, cho phép người quản trị phân bố các gói tốt nhấttrong mạng

Multicast and unicast: EIGRP sử dụng multicast và unicast để truyền các gói,

nó không sử dụng broadcast, địa chỉ multicast được sử dụng cho EIGRP là224.0.0.10

2.4 CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA EIGRP

EIGRP có rất nhiều kỹ thuật mới để cải tiến hiệu quả hoạt động, tốc độ hội tụ vàcác chức năng so với IGRP và các giao thức định tuyến khác Các kỹ thuật này đượctập trung thành 4 loại sau:

2.4.1 PHÁT HIỆN VÀ PHỤC HỒI BỘ ĐỊNH TUYẾN LÁNG GIỀNG

Neighbor discovery/recovery: Các router sẽ phát hiện ra các router hàng xóm

liền kề với chúng (láng giềng) bằng cách gởi định kỳ các gói hello Router định tuyếntheo vectơ khoảng cách dạng đơn giản không thiết lập mối quan hệ với các láng giềngcủa nó RIP và IGRP router chỉ đơn giản là phát quảng bá hay multicast các thông tin cập nhật của nó ra mọi cổng đã được cấu hình Ngược lại, EIGRP router chủ động thiết lập mối quan hệ với các láng giềng của chúng, tương tự như cách làm của OSPF router

Hình 3: Quá trình thiết lập quan hệ láng giềng

EIGRP router sử dụng các gói hello rất nhỏ để thực hiện việc thiết lập mối quan

hệ thân mật với các router láng giềng Mặc định, hello được gửi đi theo chu kỳ là 5

giây Nếu router vẫn nhận được gói hello từ láng giềng thì nó vẫn sẽ xem như lánggiềng này còn sống và các đường đi của nó vẫn còn hoạt động Bằng cách thiết lậpmối quan hệ này, EIGRP router có thể thực hiện được những việc sau:

 Tự động học được đường mới khi chúng kết nối vào hệ thống mạng

 Xác định một router không còn kết nối hoặc không còn hoạt động nữa

 Phát hiện sự hoạt động trở lại của các router

2.4.2 GIAO THỨC CHUYỂN ĐỔI XÁC THỰC

RTP (Reliable Transport Protocol): Là giao thức ở lớp vận chuyển, thực hiện

việc chuyển gói EIGRP một cách tin cậy và có thứ tự đến tất cả các láng giềng Trongmạng IP, host sử dụng TCP để vận chuyển các gói một cách tuần tự và tin cậy Tuy nhiên, EIGRP là một giao thức độc lập với giao thức mạng, do đó nó không dựa vào TCP/IP để thực hiện trao đổi thông tin định tuyến giống như RIP, IGRP và OSPF đã làm Để không bị phụ thuộc vào IP, EIGRP sử dụng RTP làm giao thức vận chuyển riêng độc quyền của nó để đảm bảo việc truyền tin định tuyến Việc phân phát các góiEIGRP một cách có trật tự và được đảm bảo tới tất cả các láng giềng Nó hỗ trợ truyền unicast và multicast trực tiếp cho các đối tác khác nhau cùng một lúc, giúp tối

ưu hiệu quả hoạt động

EIGRP có thể yêu cầu RTP cung cấp dịch vụ truyền tin cậy hoặc không tin cậytùy theo yêu cầu của từng trường hợp Ví dụ, các gói hello được truyền theo định kỳ

và cần phải càng nhỏ càng tốt nên chúng không cần phải dùng chế độ truyền tin cậy.Ngược lại, việc truyền tin cậy các thông tin định tuyến sẽ có thể làm tăng tốc độ hội

tụ vì EIGRP router không cần chờ hết thời hạn mới truyền lại

2.4.3 MÁY HẠN CHẾ TRẠNG THÁI

DUAL finite state machine: Thành phần trung tâm của EIGRP là thuật toán

DUAL (Diffusing Update Algorithm), là bộ máy tính toán đường đi của EIGRP Tên

đầy đủ của kỹ thuật này là DUAL finite-state machine (FSM) FSM là một bộ máythuật toán nhưng không phải là một thiết bị cơ khí có các thành phần di chuyển được.FSM định nghĩa một tập hợp các trạng thái có thể trải qua, sự kiện nào gây ra trạngthái nào và sẽ có kết quả gì Người thiết kế sử dụng FSM để lập trình cách mà mộtthiết bị, một chương trình máy tính hay một thuật toán định tuyến sẽ xử lý như thếnào với một tập hợp các dữ liệu đầu vào DUAL FSM chứa tất cả các logic được sửdụng để tính toán và so sánh đường đi trong mạng EIGRP

DUAL lưu tất cả các đường đi mà láng giềng thông báo qua Dựa trên thông sốđịnh tuyến tổng hợp của mỗi đường, DUAL so sánh và chọn ra đường có chi phí thấpnhât đến đích DUAL đảm bảo mỗi một đường này là không có lặp vòng Đườngchính được chọn ra gọi là đường successor Đường successor được lưu trên băng địnhtuyến và đồng thời cũng lưu trong bảng cấu trúc mạng.

EIGRP giữ các thông tin quan trọng về đường đi và cấu trúc mạng trong bảngláng giềng và bảng cấu trúc mạng Hai bảng này cung cấp cho DUAL các thông tin

về đường đi khi cần thiết Nếu có một đường liên kết bị đứt, DUAL sẽ tìm đườngthay thế hoặc một feasible successor trong bảng cấu trúc mạng

Thể hiện quá trình quyết định cho tất cả các tính toán định tuyến, DUAL sẽ

“theo dõi” tất cả các tuyến được quảng bá từ các láng giềng và dùng các thông tinkhoảng cách (distance) như metric hoặc costđể chọn ra các tuyến hiệu quả, không lặp(loop-free) tới tất cả cả các mạng đích

2.4.4 MODULES RIÊNG BIỆT THEO GIAO THỨC

PDMs (Protocol-dependent modules): Một trong những ưu điểm nổi bật của

EIGRP là nó được thiết kế thành từng phần riêng biệt theo giao thức Nhờ cấu trúcnày, nó có khả năng mở rộng và tương thích tốt nhất Các giao thức được định tuyếnnhư IP, IPX và Apple Talk được đưa vào EIGRP thông qua các PDM EIGRP có thể

dễ dàng tương thích với giao thức định tuyến mới hoặc các phiên bản mới của chúng

như IPv6 chẳng hạn bằng cách them PDM vào

Mỗi PDM chịu trách nhiệm thực hiện mọi chức năng liên quan đến một giaothức được định tuyến Ví dụ, phần IP-EIGRP chịu trách nhiệm các việc sau:

 Gửi và nhận các gói EIGRP chứa dữ liệu IP

 Thông báo cho DUAL khi nhận được thông tin định tuyến IP mới

 Duy trì kết quả chọn đường của DUAL trong bảng định tuyến IP

 Phân phối thông tin định tuyến mà nó học được từ các giao thức định tuyến

IP khác

2.5 CÁC BẢNG DỮ LIỆU CỦA EIGRP

EIGRP hoạt động dựa trên 3 bảng:

Bảng láng giềng (Neighbor table)

Bảng cấu trúc mạng (Topology table)

Bảng định tuyến (Routing table)

2.5.1 BẢNG LÁNG GIỀNG

Bảng láng giềng là bảng quan trọng nhất trong EIGRP

Mỗi router lưu giữ một bảng láng giềng, trong đó là danh sách các router thânmật với nó

Khi một router phát hiện và thiết lập kết nối với một láng giềng, nó sẽ ghi lại địachỉ của láng giềng và cổng kết nối của láng giềng đó vào bảng láng giềng

Khi một láng giềng gởi gói hello, nó quảng bá cả hold-time - chính là khoảng

thời gian định kỳ gửi gói hello (hay là thông số về khoảng thời gian lưu giữ) Nếumột gói hello không được gửi trong khoảng thời gian định kỳ, khi khoảng thời gianđịnh kỳ này hết hiệu lực, DUAL sẽ thông báo sự thay đổi trong cấu trúc mạng và thựchiện tính toán lại đường mới

Bảng láng giềng cũng bao gồm các thông tin được yêu cầu bởi RTP Sequence

number được sử dụng để so sánh các gói xác nhận (acknowledgement) với các gói dữ

liệu Thời gian truyền “khứ hồi” (round trip time) cũng được lưu trong bảng láng

giềng để ước lượng thời gian truyền lại tối ưu

Hình 4: Bảng láng giềng

Bảng láng giềng liệt kê tất cả các router sử dụng giao thức định tuyến EIGRPgần nó Trên hình vẽ ta thấy bảng láng giềng gồm có 2 phần đó là các router kế tiếp(Next-hop Router) và địa chỉ cổng kết nối của chúng (Interface)

2.5.2 BẢNG CẤU TRÚC MẠNG

Liệt kê tất cả các tuyến đã học được tới từng mạng đích

Cung cấp dữ liệu để xây dựng nên bảng định tuyến DUAL lấy thông tin từ bảngláng giềng và bảng cấu trúc mạng để tính toán chọn đường có chi phí thấp nhất tớimạng đích.

Mỗi router EIGRP lưu một bảng cấu trúc mạng riêng tương ứng với từng loạigiao thức mạng khác nhau

Khi router phát hiện ra láng giềng mới, nó gửi một bản cập nhật về các tuyến

mà nó biết tới hàng xóm mới và cũng nhận được thông tin tương tự từ láng giềng này

Các thông tin cập nhật này xây dựng nên bảng cấu trúc mạng.

Bảng cấu trúc mạng chứa các metric bao gồm AD và FD (đã xét ở trên).

Lưu giữ đường dự phòng Feasible Successor (FS)

Thông tin về cổng giao tiếp mà router sử dụng để đi đến mạng đích

Bảng cấu trúc mạng sẽ thay đổi khi một tuyến kết nối trực tiếp với router thay

đổi hoặc khi một láng giềng thông báo có sự thay đổi

1 bảng cấu trúc có thể tồn tại ở một trong hai trạng thái: active hoặc passive ở trạng thái active khi router đang thực hiện việc tính toán lại định tuyến tới đích, ở trạng thái passive trong trường hợp ngươc lại Khi đang ở trạng thái active router

không thể thay đổi được thông tin trong bảng định tuyến

Hình 5: Bảng cấu trúc mạng

Bảng cấu trúc mạng lấy thông tin từ bảng láng giềng để xác định router đích(Destination 1) nằm ở đâu và tính toán các thông số FD và AD thông qua mỗi routerláng giềng đó

2.5.3 BẢNG ĐỊNH TUYẾN

Lưu giữ danh sách các đường tốt nhất đến các mạng đích

Những thông tin trong bảng định tuyến được rút ra từ bảng cấu trúc mạng.Mỗi router EIGRP có bảng định tuyến riêng cho từng giao thức mạng khácnhau.

Từ thông tin trong bảng láng giềng và bảng cấu trúc mạng, DUAL chọn ra mộtđường chính và đưa lên bảng định tuyến

Con đường được chọn làm đường chính đến mạng đích gọi là đường successor.Đến một mạng đích có thề có đến 4 successor Những đường này có chi phí bằngnhau hoặc không bằng nhau

Hình 6 : Bảng định tuyến

Bảng định tuyến liệt kê tất cả những đường tốt nhất từ bảng cấu trúc mạng

Hình 7: Mối quan hệ các bảng dữ liệu EIGRP

2.6 CÁC GÓI DỮ LIỆU CỦA EIGRP

2.6.1 GÓI HELLO

Phát hiện các láng giềng, được gởi như gói multicast, không yêu cầu xác nhận.EIGRP dựa vào các gói hello để phát hiện, kiểm tra và tái phát hiện các routerláng giềng Tái phát hiện có nghĩa là router EIGRP không nhận được hello từ mộtrouter láng giềng trong suốt khoảng thời gian lưu giữ nhưng sau đó router láng giềngnày lại tái lập lại thông tin liên lạc

Chu kỳ gửi hello của EIGRP router có thể cấu hình được Khoảng thời gianhello mặc định phụ thuộc vào băng thông trên từng cổng của router Trong mạng IP,EIGRP router gửi hello theo địa chỉ multicast 224.0.0.10

EIGRP router lưu thông tin về các láng giềng trong bảng láng giềng Bảng lánggiềng này có lưu số thứ tự (Seq No) và thời gian lưu giữ của gói EIGRP cuối cùngnhận được từ mỗi router láng giềng Theo định kỳ và trong giới hạn của khoảng thờigian lưu giữ, router phải nhận được gói EIGRP thì những đường tương ứng mới có

trạng thái passive Trạng thái Passive có nghĩa là trạng thái hoạt động ổn định.

Nếu router không nghe ngóng được gì về router láng giềng trong suốt khoảngthời gian lưu giữ thì EIGRP sẽ xem như láng giềng đó đã bị sự cố và DUAL phải tínhtoán lại bảng định tuyến Mặc định, khoảng thời gian lưu giữ gấp 3 lần chu kỳ hello

Người quản trị mạng có thể cấu hình giá trị cho 2 khoảng thời gian này phù hợp hơnvới cả hệ thống của mình.

Bảng 3: Giá trị mặc định của thời gian hello và thời gian lưu giữ trong EIGRP

Băng thông Ví dụ về đường

truyền (multipointFrame Relay)

Khoảng thời giangiữa 2 lần gửi góihello

Thời gian lưu giữmặc định

OSPF bắt buộc các router láng giềng với nhau phải có cùng khoảng thời gianhello và khoảng thời gian bất động thì mới có thể thông tin liên lạc với nhau được.EIGRP thì không yêu cầu như vậy Router sẽ học các khoảng thời gian của routerláng giềng thông qua việc trao đổi gói hello Chúng sẽ dùng thông tin trong đó đểthiết lập mối quan hệ ổn định mà không cần các khoảng thời gian này phải giốngnhau giữa chúng

Gói hello thường được gửi theo chế độ không bảo đảm tin cậy Điều này cónghĩa là không có báo nhận cho các gói hello

2.6.2 GÓI CẬP NHẬT

Update (cập nhật): Chứa các thông tin về sự thay đổi tuyến Chúng có thể gửi

như gói unicast tới router cụ thể nào đó, hoặc có thể là multicast cho nhiều router.Gói cập nhật được sử dụng khi router phát hiện một láng giềng mới RuterEIGRP sẽ gửi gói cập nhật cho router láng giềng mới này để nó có thể xây dựng bảngcấu trúc mạng Có thể sẽ cần nhiều gói cập nhật mới có thể truyền tải hết các thôngtin cấu trúc mạng trong router láng giềng mới này

Gói cập nhật còn được sử dụng khi router phát hiện sự thay đổi trong cấu trúcmạng Trong trường hợp này, EIGRP router sẽ gửi multicast gửi cập nhật cho mọirouter láng giềng của nó để thông báo về sự thay đổi Mọi gói cập nhật đều được gửibảo đảm

2.6.3 GÓI YÊU CẦU

Query (Yêu cầu ): Khi router thực hiện tính toán định tuyến không có feasible

successor, nó gởi gói query tới các láng giềng để xác định xem các láng giềng cófeasible successor tới đích hay không Các gói này gửi theo kiểu multicast, nhưng đôikhi có thể theo kiểu unicast

EIGRP router sử dụng gói yêu cầu khi nó cần một thông tin đặc biệt nào đó từmột hay nhiều láng giềng của nó

2.6.4 GÓI ĐÁP ỨNG

Reply (Đáp ứng ): Trả lời lại gói query ở trên, gửi theo kiểu unicast.

Nếu một EIGRP router mất successor và nó không tìm được feasible successor

để thay thế thì DUAL sẽ đặt con đường đến mạng đích đó vào trạng thái active Sau

đó router gửi multicast gói yêu cầu đến tất cả các láng giềng để cố gắng tìm successormới cho mạng đích này Router láng giềng phải trả lời bằng gói đáp ứng để cung cấpthông tin hoặc cho biết là không có thông tin nào khác có thể khả thi Gói yêu cầu cóthể được gửi multicast hoặc chỉ gửi cho một máy, còn gói đáp ứng thì chỉ gửi chomáy nào gửi yêu cầu mà thôi Cả hai loại gói này đều được gửi bảo đảm

Gói đáp ứng được sử dụng để trả lời cho các gói yêu cầu

2.6.5 GÓI BÁO NHẬN

ACK (Báo nhận ): Xác nhận các gói cập nhật, yêu cầu và đáp ứng, nó chứa giá

trị xác nhận khác không, nó là một gói hello được truyền tin cậy

EIGRP sử dụng các gói báo nhận để xác nhận là đã nhận được gói EIGRP trong

quá trình trao đổi tin cậy Giao thức vận chuyển tin cậy (RTP – Reliable Transport

Protocol) cung cấp dịch vụ liên lạc tin cậy giữa hai host EIGRP Gói báo nhận chính

là gói hello mà không có dữ liệu Không giống như hello được gửi multicast, các góibáo nhận chỉ gửi trực tiếp cho một máy nhận Báo nhận có thể được kết hợp vào loạigói EIGRP khác như gói trả lời chẳng hạn

2.7 THUẬT TOÁN VÀ KỸ THUẬT CỦA EIGRP

2.7.1 MÔ TẢ THUẬT TOÁN DUAL

EIGRP sử dụng giải thuật DUAL để quảng cáo các route đến các láng giềng vàchọn đường đi đến đích

2.7.1.1 VÍ DỤ VỀ GIẢI THUẬT DUAL

FD (Feasible Distance) là chi phí thấp nhất của đường đến một mạng đích

Hình 8: Giải thuật DUAL

Router A tính toán tất cả các khoảng cách khả thi tới mạng 7 qua các routerláng giềng của nó Cụ thể ở đây là các router láng giềng H, B, D lần lượt có các giá trị

FD là 130, 121, 240

Những thông số này Router lưu giữ trong bảng cấu trúc mạng Lấy các thông

số từ bảng láng giềng và sau khi tính toán sẽ đưa vào bảng định tuyến

Việc tính toán đường FD từ các router láng giềng Mỗi router lưu giữ cácthông tin về láng giềng của nó chính vì vậy giải thuật chỉ đơn giản là cộng lần lượt tấtcác các khoảng cách giữa các láng giềng với nhau và cho tới mạng đích Vì nhữngthông số này có sẵn trong bảng láng giềng do vậy giải thuật DUAL thực hiện rấtnhanh

2.7.1.2 BẢNG TÍNH TOÁN GIẢI THUẬT DUAL

RD (Reported Distance) của một đường đến một đích nào đó là chi phí đượcthông báo từ router láng giềng.

Hình 9: Tính toán giải thuật

 FC (Feasibility condition) là điều kiện yêu cầu để RD < FD nhằm đảm bảo

hình thành các loop-free đường đi khi xây dựng bảng cấu trúc mạng.

 EIGRP Successor là router EIGRP láng giềng thỏa mãn điều kiện FC và

có chi phí nhỏ nhất đi đến đích Successor được dùng như là next hop để

chuyển tiếp gói tin đi đến mạng đích

 Feasible successor là router EIGRP láng giềng thỏa mãn điều kiện FCnhưng không được chọn là Successor nên thường dùng như các tuyến dựphòng

 Khi các đường Successor gặp sự cố thì router lập tức chuyển sang cácđường dự phòng Nó sẽ chọn đường dự phòng nào có chỉ số RD thấp nhấtthành đường Successor

2.7.1.3 TÍNH TOÁN BẢNG ĐỊNH TUYẾN

Hình 10: Tính toán bảng định tuyến

 Router B được chọn là successor vì router B có FD nhỏ nhất (metric =121) để đến network 7 khi xuất phát từ A Để chọn feasible successor,router A kiểm tra RD của các router EIGRP láng giềng [RD(H)= 30,RD(D) = 140 ] xem có nhỏ hơn FD của successor hay không (FD = 121).Router H sẽ được chọn làm feasible successor vì có RD = 30 nhỏ hơn FD =

121 của successor Router D không là successor hay feasible successor vì

có RD = 140 > 121 và do đó không thỏa mãn điều kiện FC

 Passive route – passive route là router có một successor đúng đi đến đích

 Active route – active route là router mất quyền làm successor và không cófeasible successor thay thế, khi đó router phải tìm các router khác để đi đếnđích

 Khi lựa chọn được đường Successor thì các thông tin trong bảng cấu trúcđược đưa lên bảng định tuyến Trong bảng định tuyến lúc này sẽ là nhữngthông tin về Router B và FD của router B

2.7.1.4 QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN THUẬT TOÁN DUAL TRÊN ROUTER

Thuật toán DUAL phức tạp giúp cho EIGRP hội tụ nhanh Để hiểu rõ hơn vềquá trình hội tụ với DUAL, ta xét ví dụ ở hình 12 Mỗi router xây dựng một bảng cấutrúc mạng chứa các thông tin về đường đi đến mạng A.

Mỗi bảng cấu trúc mạng trong ví dụ ở các hình 11-16 có các thông tin sau:

 Giao thức định tuyến là giao thức EIGRP

 Chi phí thấp nhất của đường đến một mạng đích gọi là FeasibleDistance (FD)

 Chi phí của một đường đến một mạng đích do router láng giềngthông báo qua gọi là Reported Distance (RD)

NGUYÊN TẮC CHỌN ĐƯỜNG FEASIBLE SUCCESSOR.

1 Đường feasible successor là đường dự phòng, thay thế cho đườngsuccessor khi đường này bị sự cố

2 Reported Distance (RD) của một đường đến một đích nào đó là chi phíđược thông báo từ router láng giềng Chi phí này phải nhỏ hơn Feasible Distance(FD) của đường successor hiện tại

3 Nếu thỏa điều kiện trên thì có nghĩa là không có vòng lặp, đường đó sẽđược chọn làm feasible successor

4 Đường feasible successor có thể thay thế cho đường successor khi cần thiết

5 Nếu RD của một đường lớn hơn hoặc bằng FD của successor hiện tại thìđường đó không được chọn làm feasible successor

6 Router phải tính toán cấu trúc mạng bằng cách thu thập thông tin từ tất cảcác láng giềng

7 Router gửi gói yêu cầu đến tất cả các láng giềng để tìm thông tin vềđường đi và chi phí của đường đó đến mạng đích mà router đang cần

8 Tất cả các láng giềng phải gửi gói đáp ứng để trả lời cho gói yêu cầu

9 Router ghi nhận dữ liệu mới nhận được vào bảng cấu trúc mạng của mình

10 Bây giờ DUAL đã có thể xác định đường successor mới và feasiblesuccessor mới nếu có dựa vào thông tin mới

Hình 11 : Các router kết nối tới mạng A

Cột cấu trúc mạng (topology) trong hình12 cho biết đường nào là đường chính

hay còn gọi là đường successor, đường nào là đường dự phòng hay còn gọi là feasiblesuccessor (FS)

Mạng EIGRP sẽ hoạt động theo các bước mô tả bên dưới để tiến hành hội tụgiữa các router Hiện tại các router có các thông tin về đường đến mạng A như sau:

 Router C có một đường successor là đường qua Router B

 Router C có một đường feasible successor là đường qua Router D

 Router D có một đường successor là đường qua Router B

 Router D không có đường feasible successor

 Router E có một đường successor là đường qua Router D

 Router E không có đường feasible successor

Sau đây sẽ mô tả mỗi Router thực hiện nguyên tắc chọn feasible successor nhưthế nào khi đường liên kết giữa Router D và Router B bị đứt:

Hình 12: Kết nối Router B và Router D bị đứt

Trong Router D (hình 13):

 Đường đi qua Router B bị xóa khỏi bảng cấu trúc mạng

 Đường này là đường successor Router không xác định được feasiblesuccessor trước đó

 Router D phải tính toán lại đường mới

Trong Router C:

 Đường đến mạng A qua Router D bị đứt

 Đường này bị xóa khỏi bảng

 Đường này là successor của Router C

Hình 13: Router D gửi gói yêu cầu tới các láng giềng

 Router D gửi gói yêu cầu cho tất cả các láng giềng kết nối với nó là Router

C và Router E để yêu cầu gửi thông tin về mạng

 Trước đó, Router C có đường qua Router D

 Trước đó, Router D không có đường qua Router E

Trong Router E:

 Đường đến mạng A thông qua Router D bị đứt

 Đường này là đường successor của Router E

 Router E không có feasible successor