1. C¬ së cho ®Þnh tuyÕn Link-state
Gi¶i thuËt c¬ b¶n thø hai ®îc dïng cho ®Þnh tuyÕn lµ gi¶i thuËt link-state. C¸c gi¶i thuËt ®Þnh tuyÕn nµy còng ®îc gäi lµ SPF (Shortest Path First) duy tr× mét c¬ së d÷ liÖu kh¸ phøc t¹p chøa th«ng tin vÒ topo m¹ng. Trong khi c¸c gi¶i thuËt distance-vector kh«ng cã th«ng tin ®Æc biÖt g× vÒ c¸c m¹ng ë xa còng nh kh«ng biÕt c¸c Router ë xa th×
gi¶i thuËt link-state l¹i biÕt ®îc ®Çy ®ñ vÒ c¸c Router ë xa vµ biÕt ®îc chóng liªn kÕt víi nhau nh thÕ nµo. §Þnh tuyÕn Link-state dïng:
• C¸c th«ng b¸o vÒ tr¹ng th¸i liªn kÕt: LSAs (Link-state Avertisements)
• Mét c¬ së d÷ liÖu vÒ topo m¹ng.
• Gi¶i thuËt SPF, vµ c©y SPF sau cïng.
• Mét b¶ng ®Þnh tuyÕn liªn hÖ c¸c ®êng dÉn vµ c¸c port ®Õn tõng m¹ng C¸c kü s ®· hiÖn thùc kh¸i niÖm link-state trong ®Þnh tuyÕn OSPF.
B C A
D
c¸c gãi LSA (Link-state Avertisment) C¬ së d÷ liÖu topo
SPF tree ThuËt to¸n
Routing table
h 4.16: H×nh biÓu diÔn kh¸i niÖm Link-state 2. Qu¸ tr×nh trao ®æi b¶ng ®Þnh tuyÕn
Ho¹t ®éng t×m hiÓu kh¸m ph¸ m¹ng trong ®Þnh tuyÕn Link-state theo c¸c bíc:
1. C¸c Router trao ®æi c¸c LSA cho nhau. Mçi Router b¾t ®Çu víi c¸c m¹ng
®îc kÕt nèi trùc tiÕp ®Ó lÊy th«ng tin.
2. Mçi Router ®ång thêi víi c¸c Router kh¸c tiÕn hµnh x©y dùng mét c¬ së d÷ liÖu vÒ topo bao gåm tÊt c¶ c¸c LSA ®Õn tõ liªn m¹ng.
3. Gi¶i thuËt SPF tÝnh to¸n m¹ng cã thÓ ®¹t ®Õn. Router x©y dùng mét topo luËn lý nµy nh mét c©y, tù nã lµ gèc, gåm tÊt c¶ c¸c ®êng dÉn cã thÓ ®Õn mçi m¹ng trong liªn m¹ng ®ang ch¹y giao thøc Link-state. Sau ®ã s¾p xÕp
®êng dÉn nµy theo thuËt to¸n t×m ®êng ng¾n nhÊt (SPF).
4. Router liÖt kª c¸c ®êng dÉn tèt nhÊt cña nã vµ c¸c port dÉn ®Õn c¸c m¹ng
®Ých trong b¶ng ®Þnh tuyÕn cña nã. Nã còng duy tr× c¸c c¬ së d÷ liÖu kh¸c vÒ c¸c phÇn tö topo vµ c¸c chi tiÕt vÒ hiÖn tr¹ng.
A B C
Routing table
W 0
X 0
Routing table
X 0
Y 0
Routing table
Y 0
Z 0
W X Y Z
Topological Database
Topological Database
Topological Database
SPF
A Routing
table
SPF SPF
B Routing
table
C Routing
table
SPF tree SPF tree SPF tree
h 4.17: Qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Þnh tuyÕn trong m¹ng Link-state 3. Qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng tin vÒ sù thay ®æi topo m¹ng
C¸c gi¶i thuËt Link-state c¨n cø vµo c¸c cËp nhËt Link-state nh nhau. BÊt cø khi nµo mét topo m¹ng ch¹y Link-state thay ®æi, c¸c Router ®Çu tiªn nhËn biÕt ®îc sù thay
®æi nµy göi th«ng tin ®Õn c¸c Router kh¸c hay ®Õn Router ®îc g¸n tríc lµ trao ®æi th«ng tin víi toµn m¹ng. §iÒu nµy liªn quan ®Õn viÖc göi th«ng tin ®Þnh tuyÕn chung ®Õn tÊt c¶
c¸c Router trong liªn m¹ng. §Ó ®¹t ®îc sù héi tô, mçi Router thùc hiÖn nh sau:
• Theo dâi c¸c l¸ng giÒng cña nã: øng víi mçi tªn cña l¸ng giÒng xem ®ang më hay ®ãng vµ gi¸ cña liªn kÕt ®Õn c¸c l¸ng giÒng ®ã.
• T¹o mét gãi LSA trong ®ã liÖt kª tªn cña tÊt c¶ c¸c Router l¸ng giÒng vµ c¸c liªn kÕt, bao gåm c¸c l¸ng giÒng míi, c¸c thay ®æi trong gi¸ trÞ liªn kÕt, vµ c¸c liªn kÕt dÉn ®Õn c¸c l¸ng giÒng ®· ®îc ghi.
• Göi gãi nµy ®i sao cho tÊt c¶ c¸c Router ®Òu nhËn ®îc.
• Khi nhËn mét gãi LSA, ghi gãi nµy vµo c¬ së d÷ liÖu ®Ó sao cho cËp nhËt gãi LSA míi nhÊt ®îc ph¸t ra tõ mçi Router.
• Hoµn thµnh cÊu tróc topo cña liªn m¹ng b»ng c¸ch dïng d÷ liÖu tõ c¸c gãi LSA tÝch luü ®îc vµ sau ®ã tÝnh to¸n c¸c tuyÕn dÉn ®Õn tÊt c¶ c¸c m¹ng kh¸c ®îc sö dông thuËt to¸n SPF.
Xö lý ®Ó cËp nhËt b¶ng
®Þnh tuyÕn nµy
Xö lý ®Ó cËp nhËt b¶ng
®Þnh tuyÕn nµy
Xö lý ®Ó cËp nhËt b¶ng
®Þnh tuyÕn nµy Thay ®æi topo
trong cËp nhËt Link-state
h 4.18: C¸c qu¸ tr×nh cËp nhËt xö lý t×nh huèng thay ®æi topo trong Link-state.
Mçi khi mét gãi LSA t¹o ra mét thay ®æi trong c¬ së d÷ liÖu link-state, thuËt to¸n SPF ph¶i ®îc tÝnh l¹i ®Ó t×m c¸c ®êng dÉn tèt nhÊt vµ cËp nhËt b¶ng ®Þnh tuyÕn. Sau ®ã, mçi Router lu ý vÒ sù thay ®æi topo nµy khi x¸c ®Þnh ®êng dÉn tèt nhÊt ®Ó ®Þnh tuyÕn c¸c gãi.
IV.3 Giao thøc ®Þnh tuyÕn IGRP : Interior Gateway Routing Protocol
Tuú hiÖn tr¹ng cña m¹ng vµ c¨n cø vµo c¸c th«ng sè m¹ng chóng ta ®a ra kh¸i niÖm vÒ chi phÝ truyÒn tin cho mçi kÕt nèi. Th«ng sè nµy ®îc thÓ hiÖn cô thÓ th«ng qua c¸c giao thøc ®Þnh tuyÕn øng dông cho vïng m¹ng mµ ta ®ang xÐt. VÝ dô nh giao thøc RIP dïng hop-count hay c¨n cø vµo sè router mµ gãi tin ph¶i ®i qua ®Ó ®Õn ®Ých. OSPF c¨n cø vµo b¨ng th«ng, ®é trÔ... C¸c c¸ch x©y dùng metric thÓ hiÖn cho c¸c giao thøc kh¸c nhau vµ v× c¸c vïng m¹ng ®îc x©y dùng kh«ng gièng nhau, mçi vïng phï hîp víi mét lo¹i giao thøc ®Þnh tuyÕn cho nªn tån t¹i rÊt nhiÒu giao thøc ®Þnh tuyÕn vµ kh«ng giao thøc nµo chiÕm u thÕ hoµn toµn.
Khi mét router cËp nhËt ®îc metric do mét giao thøc ®Þnh tuyÕn chi phèi router
®ã quy ®Þnh th× nã sö dông c¸c thuËt to¸n tèi u dïng cho líp bµi to¸n hµnh tr×nh trªn ®å thÞ ®Ó t×m ra c¸c con ®êng cã chi phÝ thÊp nhÊt ®Ó chuyÓn gãi tin ®Õn ®Ých. Hai thuËt to¸n næi tiÕng vÒ t×m ®êng ®i cña ®å thÞ ®îc xÐt ®Õn ®ã lµ thuËt to¸n Ford-Feguson vµ thuËt to¸n Difftra.
RIP lµ mét trong nh÷ng giao thøc ®Þnh tuyÕn ®Çu tiªn, metric ®îc tÝnh to¸n rÊt
®¬n gi¶n lµ dùa trªn hop-count. Tuy nhiªn thuËt to¸n nay cã rÊt nhiÒu nhîc ®iÓm ®Æc biÖt lµ chØ ho¹t ®éng trªn mét vïng m¹ng giíi h¹n <15 hop. §iÒu nµy lµ kh«ng thÝch hîp víi nh÷ng m¹ng lín. ChÝnh v× vËy Cisco ph¸t triÓn IGRP tõ gi÷a nh÷ng n¨m 1980 ®Ó gi¶i quyÕt nh÷ng h¹n chÕ cña RIP. IGRP tÝnh to¸n metric tæng hîp c¨n cø vµo tr¹ng th¸i ho¹t
®éng cña tõng tuyÕn... MÆc dï trong tÝnh to¸n metric kh«ng c¨n cø vµo sè lîng c¸c hop nhng IGRP cã thÓ thùc thi trªn mét m¹ng cã kÝch cì lªn ®Õn 255 hop.
Mét u ®iÓm næi tréi cña IGRP kh¸c so víi RIP ®ã lµ viÖc tiÕt kiÖm b¨ng th«ng nhê gi¶m bít th«ng tin m¹ng gi÷a c¸c router víi nhau. Thêi gian cho mçi chu kú cËp nhËt b¶ng ®Þnh tuyÕn cña IGRP l©u gÊp 3 lÇn so víi thêi gian mçi lÇn cËp nhËt b¶ng ®Þnh tuyÕn cña RIP vµ c¸c gãi tin liªn l¹c gi÷a c¸c router còng hîp lý vµ ng¾n gän h¬n. Tuy nhiªn kh¸c víi RIP lµ giao thøc thùc hiÖn ®îc víi c¸c lo¹i router cña bÊt kú nhµ s¶n xuÊt nµo th× IGRP l¹i lµ giao thøc mang tÝnh néi bé khi chØ øng dông ®îc cho c¸c s¶n phÈm cña Cisco.
Môc tiªu cña Cisco khi ph¸t triÓn IGRP lµ muèn t¹o ra mét giao thøc víi ®é linh ho¹t vµ lµ mét giao thøc m¹nh trong truyÒn t¶i, phï hîp víi c¸c lo¹i giao thøc ®Þnh tuyÕn kh¸c. MÆc dï nã ®· chøng tá lµ mét giao thøc ®Þnh tuyÕn phæ biÕn cho m¹ng IP, IGRP chØ t¬ng thÝch ®îc víi duy nhÊt mét giao thøc ®Þnh tuyÕn kh¸c tríc ®ã lµ giao thøc CLNP (ISO Connectionless Network Protocol).
IV.3.1 Ho¹t ®éng cña IGRP
MÆc dï cã nhiÒu u ®iÓm vît tréi chØ ra ë trªn, IGRP vÉn tån t¹i nhiÒu ®Æc ®iÓm ho¹t ®éng gièng RIP. Nã thuéc líp giao thøc ®Þnh tuyÕn distance vector vµ víi ®Æc trng cña líp thuËt to¸n nµy c¸c thùc thÓ cña b¶ng ®Þnh tuyÕn sÏ ®îc ph¸t qu¶ng b¸ ®Õn tÊt c¶
c¸c router l¸ng giÒng. Còng gièng nh RIP, IGRP ph¸t qu¶ng b¸ gãi tin yªu cÇu (Request) ra tÊt c¶ c¸c giao diÖn cho phÐp IGRP, ®ång thêi nã còng lµm nhiÖm vô giíi h¹n vïng m¹ng b»ng c¸ch kiÓm tra ®Þa chØ c¸c gãi tin cËp nhËt xem nã cã n»m trong vïng ®Þa chØ m¹ng sö dông IGRP hay kh«ng. Mét thùc thÓ cËp nhËt míi cïng víi mét gi¸ trÞ metric sÏ
®îc cËp nhËt vµo b¶ng ®Þnh tuyÕn, thùc thÓ nµy chØ trë thµnh thùc thÓ cña b¶ng ®Þnh tuyÕn khi nã nhá h¬n gi¸ trÞ metric cò. Khi ®ã tuyÕn ®Õn cïng mét ®Þa chØ ®Ých cò sÏ ®îc thay ®æi t¹i node m¹ng nµy vµ ®i theo tuyÕn cã cËp nhËt metric thÊp. Víi trêng hîp tÊt c¶
c¸c cËp nhËt ë mét chu kú ®Òu cã metric qu¸ lín, ®iÒu nµy ®ång nghÜa víi viÖc lµ bÞ ®øt liªn l¹c víi m¸y ®Ých, khi ®ã bé ®Þnh thêi sÏ ®îc thiÕt lËp vµ trong suèt qu¸ tr×nh ®Þnh thêi mµ kh«ng cã cËp nhËt míi vÒ metric nµo th× khi ®ã tuyÕn sÏ bÞ treo.
ViÖc truy cËp vµ xö lý giao thøc ®Þnh tuyÕn RIP ®îc xö lý ë líp UDP cßn giao thøc IGRP ®îc xö lý vµ truy nhËp ë líp IP cña bé giao thøc TCP/IP.
Ta xÐt thªm mét kh¸i niÖm míi lµ kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng tù trÞ (autonomous system). Mét hÖ thèng tù trÞ ®îc ®Þnh nghÜa nh mét vïng ®Þnh tuyÕn hay mét vïng xö lý.
IGRP ®îc dïng trong hÖ thèng tù trÞ bëi v× hÖ thèng tù trÞ IGRP lµ vïng xö lý giao thøc IGRP, vïng xö lý nµy gåm mét tËp hîp c¸c router sö dông chung giao thøc ®Þnh tuyÕn.
T¬ng tù nh vËy ta ®Þnh nghÜa hÖ thèng ®a trÞ, IGRP cho phÐp thiÕt lËp mét vïng
®a xö lý cïng víi mét m«i trêng IGP, c« lËp c¸c th«ng tin m¹ng víi c¸c vïng kh¸c. Lul- îng gi÷a c¸c vïng cã thÓ truyÒn t¶i qua nhau th«ng qua viÖc t¸i ph©n bè hay c¸c bé läc tuyÕn. C¸c bé läc tuyÕn nµy ho¹t ®éng c¨n cø vµo ®Þa chØ trªn c¸c gãi tin ®Ó tõ ®ã ®a ra quyÕt ®Þnh “cho qua” hay “chÆn l¹i”.
H×nh vÏ h 4.19 sau ®©y cho ta c¸i nh×n cô thÓ vÒ kh¸i niÖm vïng xö lý vµ vïng
®Þnh tuyÕn. Cã hai hÖ thèng tù trÞ (ASs ) ký hiÖu lµ AS 10 vµ AS 40. C¸c hÖ thèng nµy lµ
c¸c vïng ®Þnh tuyÕn - vïng ®îc t¹o bëi mét nhãm c¸c router ®ang ho¹t ®éng dùa trªn mét hay mét nhãm c¸c giao thøc néi vïng IGP (Interior Gateway Protocol). Chóng th«ng tin víi bªn ngoµi th«ng qua giao thøc ngo¹i vïng EGP (Exterior Gateway Protocol).
Routing domain